WO2020059620A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2020059620A1
WO2020059620A1 PCT/JP2019/035838 JP2019035838W WO2020059620A1 WO 2020059620 A1 WO2020059620 A1 WO 2020059620A1 JP 2019035838 W JP2019035838 W JP 2019035838W WO 2020059620 A1 WO2020059620 A1 WO 2020059620A1
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WO
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light
case
display
display device
field display
Prior art date
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PCT/JP2019/035838
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English (en)
French (fr)
Inventor
毅 笠原
俊 関谷
Original Assignee
日本精機株式会社
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a display device capable of projecting light on a display unit to provide information.
  • Some vehicles are equipped with a display device (head-up display device) that provides necessary information to the driver (viewer) by projecting light onto a display unit such as a windshield.
  • a display device head-up display device
  • a display unit such as a windshield
  • the display device disclosed in Patent Document 1 includes a projector that emits light, a screen through which the light emitted from the projector passes, and a case that houses the projector and the screen. .
  • the projector is a projector provided with an optical element such as a DMD (Digital Mirror Device).
  • DMD Digital Mirror Device
  • the screen is a transmission type screen that is arranged at an image forming position of light emitted from the projector.
  • the surface of the screen through which the light passes is inclined with respect to the surface of the projector that emits the light. That is, the screen is provided to be inclined with respect to the optical axis of the light emitted from the projector.
  • the driver can recognize a deep virtual image.
  • the surface of the screen through which light passes is inclined with respect to the surface of the display means from which light is emitted. For this reason, a part of the screen may deviate from the image forming position of the light emitted from the projector. As a result, the virtual image may be unclear.
  • the object of the present invention is to provide a display device capable of projecting a clear virtual image while having a depth.
  • a case and a light field display housed in the case and emitting light
  • a display device that projects light emitted from the light field display onto a display unit disposed outside the case, and allows a viewer to visually recognize a virtual image
  • a display device having a light-blocking portion that suppresses external light that is incident from the outside of the case and reflected inside the case from leaking to the outside of the case.
  • the light field display is arranged at an angle so as to prevent the external light from being reflected toward the display unit.
  • the display device is designed to project the light emitted from the light field display onto a display unit arranged outside the case, so that a viewer can visually recognize a virtual image.
  • the light field display continuously emits light having different image formation positions from one end to the other end of the light emitting surface of the light field display, so that a viewer can visually recognize a three-dimensional virtual image. That is, light for projecting a deep virtual image can be emitted from the light field display itself. Therefore, it is not necessary to use an optical component (a projector and a screen) as shown in Patent Document 1 in order to project a virtual image having a depth. For this reason, the problem that a part of the screen deviates from the position where light forms an image does not occur. As a result, it is possible to provide a display device that allows a viewer to visually recognize a clear image while having a depth.
  • the display device has a light-shielding portion that suppresses external light that is incident from the outside of the case and reflected inside the case from projecting and leaking to the outside of the case. Since the case has the light shielding portion, external light reflected inside the case enters the light shielding portion and is blocked by the light shielding portion. That is, it is suppressed that the external light incident into the case leaks to the outside. As a result, it is possible to suppress a phenomenon that external light is projected on the display unit and visibility of a virtual image is reduced.
  • the light field display is arranged at an angle so as to prevent external light incident from outside the case from being reflected toward the display unit. That is, the light field display is tilted so that light incident on the light field display does not leak outside the case.
  • the external light incident on the light field display is reflected toward the light shielding portion. That is, on the optical path of the external light reflected by the light field display, a blocking unit that blocks light is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the light field display shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a virtual image projected by light emitted from the light field display shown in FIG. 1. It is a figure explaining an operation of the present invention.
  • left and right refer to left and right with reference to the occupant of the vehicle
  • front and rear refer to front and rear with reference to the traveling direction of the vehicle.
  • Fr indicates the front
  • Rr indicates the rear
  • Le indicates the left from the occupant
  • Ri indicates the right from the occupant
  • Up indicates the upper side
  • Dn indicates the lower side.
  • the display device 10 is mounted on, for example, the vehicle Ve, and projects light on a windshield Fr (display portion Fr) at a front portion of the vehicle body.
  • a windshield Fr display portion Fr
  • the driver Mn viewer Mn
  • the image I virtual image I
  • the image I projected by the display device 10 has its upper part inclined forward of the vehicle Ve.
  • the driver Mn can obtain necessary information at the time of traveling.
  • the display device 10 includes a case 20 having a box shape, a light field display 30 fixed in the case 20 to emit light, a heat sink 11 in contact with the light field display 30, and a light A flat mirror 40 that reflects the reflected light, a concave mirror 50 that reflects the light reflected by the flat mirror 40 toward the windshield Fr, and a control unit 12 that controls the light emitted by the light field display 30. I have.
  • the case 20 includes a lower case 21 having an open upper part, an upper case 22 covered by the lower case 21, and a cover 23 that is fitted into the upper case 22 and made of a transparent resin. .
  • the case 20 houses the light field display 30, the plane mirror 40, and the concave mirror 50.
  • the lower case 21 and the upper case 22 are formed of a synthetic resin having a light shielding property.
  • the lower case 21 and the upper case 22 are light-shielding portions 21 and 22 that prevent light incident on the light field display 30 from the outside from being reflected into the vehicle interior.
  • the inner wall 20a of the case 20 can also be referred to as the light shielding portions 21 and 22. Details regarding the light shielding portions 21 and 22 will be described later.
  • the light field display 30 is provided with a display 31 provided on the heat sink 11 for emitting light, a lens array 32 in which a plurality of lenses 32b through which light emitted from the display 31 passes, and a lens array 32 32 and an outer edge wall 33 surrounding the outer edge of the display 31.
  • the display 31 may be, for example, a flat display.
  • the display 31 has a plurality of pixels 31a that emit light toward the lens array 32.
  • the light emitted from the display 31 is a bundle of light emitted from each pixel 31a.
  • Each pixel 31a is composed of red, green and blue sub-pixels.
  • the sub-pixel emits light, light is emitted toward each lens 32b.
  • the brightness, hue, and saturation of the light emitted from the pixel 31a can be made different.
  • the lens array 32 has a flat base plate portion 32a and a plurality of lenses 32b arranged on the base plate portion 32a and through which light emitted from the pixels 31a passes.
  • the lens array 32 refracts light emitted from each pixel 31a in a predetermined direction.
  • the lens array 32 is inclined toward the light shielding portions 21 and 22 so as to reflect external light incident on the lens array 32 from outside the case 20 (see FIG. 1) toward the light shielding portions 21 and 22.
  • the lens array 32 is made of, for example, fused silica, optical glass, plastic, or the like.
  • the base plate 32a is provided in parallel with the surface of the display 31 from which light is emitted.
  • the shape of the lens 32b is, for example, a convex shape, a concave shape, a spherical shape, an aspherical shape, or the like.
  • Each lens 32b is provided corresponding to each pixel 31a, and refracts light emitted from each pixel 31a.
  • the outer edge wall portion 33 is formed of a synthetic resin having a light shielding property, and prevents external light from entering between the display device 31 and the lens array 32.
  • the light emitted by the light field display 30 is light emitted from each pixel 31a (display 31) and light passing through the lens array 32.
  • the light emitted from each pixel 31a passes through the lens array 32, so that the light is emitted from the light field display 30.
  • the heat sink 11 is formed of, for example, an aluminum alloy, a copper alloy, or the like having a high thermal conductivity, and contacts the display 31 and radiates heat transmitted from the display 31 to the outside (outside the case 20).
  • the heat sink 11 is fixed to the lower case 21 so that a part thereof is exposed to the outside.
  • the plane mirror 40 is formed on a surface of the plane mirror base 42, and a plane mirror support 41 made of resin fixed to the upper case 22, a plane mirror base 42 rotatably supported by the plane mirror support 41.
  • a flat mirror reflecting portion 43 that reflects the incident light toward the concave mirror 50.
  • the plane mirror reflector 43 is arranged on the optical path of the light passing through the lens array 32.
  • the plane mirror reflecting portion 43 is formed by, for example, forming a thin film of a metal such as aluminum or silver.
  • the concave mirror 50 has a concave mirror support portion 51 made of resin fixed to the lower case 21, a concave mirror base portion 52 rotatably supported by the concave mirror support portion 51, and formed and incident on the surface of the concave mirror base portion 52.
  • the concave mirror reflector 53 is disposed on the optical path of the light reflected by the plane mirror reflector 43, and reflects the light reflected by the plane mirror reflector 43 toward the windshield Fr.
  • the light I is projected onto the windshield Fr via the concave mirror reflecting portion 53, so that the image I visually recognized by the driver Mn is enlarged.
  • the plane mirror reflecting portion 43 is formed by, for example, forming a thin film of a metal such as aluminum or silver.
  • the control unit 12 controls the direction of the light emitted from the light field display 30 so that the light that has passed through the lens array 32 is incident on the plane mirror 40. That is, the control unit 12 controls the light emitted from each pixel 31a so that the light passing through the lens array 32 goes in a predetermined direction.
  • the driver Mn recognizes that the light I emitted from the light field display 30 is projected on the windshield Fr, so that the image I whose angle is inclined forward by ⁇ is projected. Such an image I is projected by forming light from the windshield Fr at different imaging positions. That is, in order for the driver Mn to visually recognize the deep image I, the light field display 30 needs to emit light at different imaging positions (light forming the image I).
  • the control unit 12 causes the light field display 30 to continuously emit light having different imaging positions from one end 32c (the left end 32c in the drawing) to the other end 32d (the right end 32d in the drawing) of the lens array 32,
  • the light emitted from each pixel 31a is controlled so that the image I whose upper part is inclined forward can be visually recognized. Further, the control unit 12 can control the light emitted from each pixel 31a to freely change the image forming position of the light emitted from the lens array 32. Thereby, the inclination angle of the image I can be freely changed.
  • the control unit 12 controls the light emitted from each pixel 31a, an arbitrary image I visually recognized by the driver Mn is projected.
  • the display device 10 is mounted on the vehicle Ve and emits light toward the windshield Fr, for example.
  • the display device 10 includes a light field display 30.
  • FIG. 4A shows a diagram in which a light field display 130 having a light emitting surface directed upward is provided.
  • the control unit controls the light emitted from each pixel 131 a so that the light field display 130 emits light having different imaging positions continuously from one end 132 c to the other end 132 d of the lens array 132.
  • Light emitted from one end 132c of the lens array 132 forms an image at a position separated by a distance L1 from the windshield Fr, and light emitted from the other end 132d of the lens array 132 is separated by a distance L2 from the windshield Fr
  • the image will be formed at the position where These relationships are L1 ⁇ L2.
  • the image I inclined by the angle ⁇ toward the traveling direction of the vehicle Ve is visually recognized.
  • FIG. 4B shows a view in which external light is incident on the light field display 130 in FIG.
  • the light field display 130 faces the plane mirror, external light incident on the lens array 32 may be reflected on the windshield Fr via the plane mirror. For this reason, the visibility of the image visually recognized by the driver Mn may be reduced.
  • FIG. 4C shows a diagram in which a light field display 30 in which a light emitting surface is inclined toward the inner wall 20a of the case 20 is provided.
  • the control unit 12 (see FIG. 1) outputs light having different imaging positions continuously from one end 32c to the other end 32d of the lens array 32 from the light field display 30 and the light emitted from the lens array 32. Control the light emitted from each pixel 31a so as to go in a predetermined direction. Further, the control unit 12 controls the light emitted from each pixel 31a such that the inclination of the image I is the same as in the case of FIG. Thereby, the image I inclined by the angle ⁇ in the traveling direction of the vehicle Ve can be visually recognized.
  • FIG. 4D shows a view in which external light is incident on the light field display 30 in FIG. 4C.
  • the lower case 21 and the upper case 22 are formed of a synthetic resin that blocks light.
  • the inner wall 20a (the lower case 21 and the upper case 22) of the case 20 is the light shielding portions 21 and 22 that block light.
  • the light emitting surface of the light field display 30 is inclined toward the light shielding portions 21 and 22, external light incident on the lens array 32 is reflected toward the light shielding portions 21 and 22, and Blocked by 21 and 22.
  • external light is prevented from being reflected toward the windshield Fr. That is, it is possible to suppress a decrease in the visibility of the image visually recognized by the driver Mn.
  • the display device 10 is designed so that the light emitted from the light field display 30 is projected on the display unit Fr arranged outside the case 20 so that the viewer Mn can visually recognize the virtual image I.
  • the light field display 30 continuously emits light having different image forming positions from one end 32c to the other end 32d of the light emitting surface of the light field display 30 from which light is emitted, and allows a viewer to visually recognize the three-dimensional virtual image I. be able to. That is, light for projecting the deep virtual image I can be emitted from the light field display 30 itself. Therefore, in order to project the virtual image I having a depth, it is not necessary to use an optical component (a projector and a screen) as shown in Patent Document 1. For this reason, the problem that a part of the screen deviates from the position where light forms an image does not occur. As a result, it is possible to provide the display device 10 that allows the viewer Mn to visually recognize the clear image I while having a depth.
  • the display device 10 includes light-shielding portions 21 and 22 that suppress external light that is incident from the outside of the case 20 and reflected inside the case 20 from projecting and leaking to the outside of the case 20. Since the case 20 has the light shielding portions 21 and 22, external light reflected inside the case 20 enters the light shielding portions 21 and 22 and is blocked by the light shielding portions 21 and 22. That is, it is suppressed that the external light that has entered the case 20 leaks to the outside. As a result, it is possible to suppress a phenomenon that external light is projected on the display unit Fr and the visibility of the virtual image I is reduced.
  • the light field display 30 is arranged at an angle so as to prevent external light incident from the outside of the case 20 from being reflected toward the display unit Fr. That is, the light field display 30 is tilted so that light incident on the light field display 30 does not leak to the outside of the case 20. As a result, external light incident on the light field display 30 is reflected toward the light shielding portions 21 and 22. That is, on the optical path of the external light reflected by the light field display 30, the light shielding units 21 and 22 for blocking light are provided. As a result, it is possible to more reliably suppress the external light that has entered the case 20 from leaking to the outside. That is, it is possible to more reliably suppress the occurrence of the phenomenon that external light is projected on the display unit Fr and the visibility of the virtual image I is reduced.
  • the vehicle on which the display device according to the present invention is mounted may be a two-wheeled vehicle or a three-wheeled vehicle in addition to a four-wheeled vehicle. Further, the present invention can be applied to vehicles other than vehicles, construction machines, and the like.
  • the reflecting mirror and the concave mirror shown in the embodiment are not essential components. That is, if necessary, the reflecting mirror and / or the concave mirror can be omitted. Conversely, in order to increase the optical path length from the display means to the display unit, the number of reflecting mirrors and / or concave mirrors can be increased as necessary.
  • the display unit is described as a windshield.
  • the display device according to the present invention can also project light onto a display unit including a so-called combiner.
  • the present invention is not limited to the embodiments as long as the functions and effects of the present invention are exhibited.
  • the display device of the present invention is suitable for mounting on a vehicle.

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Abstract

奥行きがありながらも鮮明な虚像を投影することができる表示装置を提供すること。 表示装置（１０）は、ケース（２０）と、このケース（２０）に収納され光を出射するライトフィールドディスプレイ（３０）と、を有している。表示装置（１０）は、ライトフィールドディスプレイ（３０）から出射された光を、ケース（２０）の外部に配置された表示部（Ｆｒ）に投射し、視認者（Ｍｎ）に虚像（Ｉ）を視認させる。表示装置（１０）は、ケース（２０）の内部で反射された外光が投射され、ケース（２０）の外部へ漏れることを抑制する遮光部（２１）、（２２）を有している。

Description

表示装置
　本発明は、表示部に光を投射し情報を提供することができる表示装置に関する。
　一部の車両には、フロントガラス等の表示部に光を投射することにより、運転者（視認者）に必要な情報を提供する表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）が搭載されている。このような、表示装置の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
　特許文献１に示される表示装置は、光を出射する投射器と、この投射器から出射された光が通過するスクリーンと、これらの投射器及びスクリーンを収納しているケースと、を備えている。
　投射器は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の光学素子を備えるプロジェクタである。
　スクリーンは、投射器から出射される光の結像位置に配置されている、透過型のスクリーンである。スクリーンの光が通過する面は、投射器の光を出射する面に対して、傾いて設けられている。即ち、スクリーンは、投射器から出射される光の光軸に対して、傾いて設けられている。
　スクリーンの光が通過する面が、投射器の光を出射する面に対して傾いて設けられていることにより、奥行きのある虚像を運転者に認識させることができる。
特開２０１６―２１２３３８号公報
　特許文献１の表示装置では、スクリーンの光が通過する面は、表示手段の光が出射される面に対して傾いている。このため、スクリーンの一部は、投射器から出射される光の結像位置から外れることがある。結果、虚像が不鮮明になる虞がある。
　本発明は、奥行きがありながらも鮮明な虚像を投影することができる表示装置を提供することを課題とする。
　請求項１による発明によれば、ケースと、このケースに収納され光を出射するライトフィールドディスプレイと、を有し、
　前記ライトフィールドディスプレイから出射された光を、前記ケースの外部に配置された表示部に投射し、視認者に虚像を視認させる表示装置であって、
　前記ケースの外部から入射し前記ケースの内部で反射された外光が投射され、前記ケースの外部へ漏れることを抑制する遮光部を有していることを特徴とする表示装置が提供される。
　請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記ライトフィールドディスプレイは、前記外光が前記表示部に向かって反射することを防ぐよう、傾けて配置される。
　請求項１に係る発明では、表示装置は、ライトフィールドディスプレイから出射された光を、ケースの外部に配置された表示部に投射し、視認者に虚像を視認させるよう設計されている。ライトフィールドディスプレイは、ライトフィールドディスプレイの光を出射する面の一端から他端に亘って連続して結像位置の異なる光を出射し、立体的な虚像を視認者に視認させることができる。つまり、ライトフィールドディスプレイ自体から、奥行きのある虚像を投影する光を出射することができる。従って、奥行きのある虚像を投影するために、特許文献１に示したような光学部品（投射器及びスクリーン）等を用いる必要がない。このため、光が結像する位置からスクリーンの一部が外れる、という問題が生じない。結果、奥行きがありながらも視認者に鮮明な像を視認させることができる表示装置を提供することができる。
　加えて、表示装置は、ケースの外部から入射しケースの内部で反射された外光が投射され、ケースの外部へ漏れることを抑制する遮光部を有している。ケースが遮光部を有していることにより、ケース内部で反射された外光は、遮光部に入射すると共に遮光部によって遮断される。つまり、ケース内に入射した外光が外部に漏れる、ということが抑制される。結果、外光が表示部に投射され虚像の視認性が低下する、という現象が生じることを抑制することができる。
　請求項２に係る発明では、ライトフィールドディスプレイは、ケースの外部から入射した外光が表示部に向かって反射することを防ぐよう、傾けて配置されている。つまり、ライトフィールドディスプレイに入射した光がケースの外部に漏れないよう、ライトフィールドディスプレイが傾けられている。これにより、ライトフィールドディスプレイに入射した外光が遮光部に向かって反射される。つまり、ライトフィールドディスプレイによって反射された外光の光路上に、光を遮断する遮断部が設けられることになる。結果、ケース内に入射した外光が外部に漏れる、ということをより確実に抑制することができる。即ち、外光が表示部に投射され虚像の視認性が低下する、という現象が生じることをより確実に抑制することができる。
本発明の実施例による表示装置の断面図である。 図１に示されたライトフィールドディスプレイの斜視図である。 図１に示されたライトフィールドディスプレイから出射される光により投影される虚像について説明する図である。 本発明の作用について説明する図である。
　本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞
　図１を参照する。表示装置１０は、例えば、車両Ｖｅに搭載され、車体の前部にあるフロントガラスＦｒ（表示部Ｆｒ）に光を投射する。フロントガラスＦｒに光が投射されることにより、運転者Ｍｎ（視認者Ｍｎ）は、フロントガラスＦｒの前方に像Ｉ（虚像Ｉ）が投影されているように認識する。
　表示装置１０により投影される像Ｉは、上部が車両Ｖｅの前方側に傾いている。この上部が傾いた像Ｉに車速やナビゲーション情報等の情報を含ませることにより、運転者Ｍｎは走行時に必要な情報を得ることができる。
　表示装置１０は、箱状を呈するケース２０と、このケース２０内に固定され光を出射するライトフィールドディスプレイ３０と、このライトフィールドディスプレイ３０に当接しているヒートシンク１１と、ライトフィールドディスプレイ３０から出射された光を反射する平面鏡４０と、この平面鏡４０が反射した光をフロントガラスＦｒに向かって反射する凹面鏡５０と、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光を制御する制御部１２と、を有している。
　ケース２０は、上部が開口している下ケース２１と、この下ケース２１に被せられた上ケース２２と、この上ケース２２に嵌め込まれると共に透明な樹脂からなるカバー２３と、を有している。ケース２０は、ライトフィールドディスプレイ３０、平面鏡４０及び凹面鏡５０を収納している。
　下ケース２１及び上ケース２２は、遮光性を有する合成樹脂によって形成されている。このため、下ケース２１及び上ケース２２は、外部からライトフィールドディスプレイ３０に入射した光が、車室内に反射することを防ぐ遮光部２１、２２である、ということができる。更には、ケース２０の内壁２０ａを遮光部２１、２２ということもできる。遮光部２１、２２に関する詳細は後述する。
　図２及び図３を参照する。ライトフィールドディスプレイ３０は、ヒートシンク１１上に設けられ光を出射する表示器３１と、この表示器３１から出射された光が通過するレンズ３２ｂが複数配列されてなるレンズアレイ３２と、これらのレンズアレイ３２及び表示器３１の外縁を囲う外縁壁部３３と、を含んでいる。
　表示器３１には、例えば、平面ディスプレイを用いることができる。表示器３１は、レンズアレイ３２に向かって光を出射する画素３１ａを複数有している。尚、表示器３１が出射する光は、各画素３１ａが出射する光の束である。
　各画素３１ａは、赤・緑・青の副画素により構成されている。副画素が発光することにより、各レンズ３２ｂに向かって光が出射される。尚、各副画素の発光を組み合わせることで、画素３１ａから出射される光の明度、色相、彩度を異ならせることができる。
　レンズアレイ３２は、平板状のベース板部３２ａと、このベース板部３２ａに複数配列され画素３１ａから出射された光が通過するレンズ３２ｂと、を有している。
　図１を参照する。レンズアレイ３２は、各画素３１ａから出射された光を所定方向に屈折させる。レンズアレイ３２は、ケース２０（図１参照）の外部からレンズアレイ３２に入射した外光を遮光部２１、２２に向かって反射するよう、遮光部２１、２２側に傾けられている。レンズアレイ３２は、例えば、フューズドシリカ、光学ガラス、プラスチック等からなる。
　ベース板部３２ａは、表示器３１の光を出射する面に対して平行に設けられている。
　図３を参照する。レンズ３２ｂの形状は、例えば、凸形状、凹形状、球面形状及び非球面形状等からなる。各レンズ３２ｂは、各画素３１ａに対応して設けられ、各画素３１ａから出射された光を屈折させる。
　外縁壁部３３は、遮光性を有する合成樹脂によって形成され、表示器３１とレンズアレイ３２との間に外光が入射することを防止する。
　ここで、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光とは、各画素３１ａ（表示器３１）から出射された光であってレンズアレイ３２を通過した光のことをいう。つまり、各画素３１ａから出射された光がレンズアレイ３２を通過することによって、ライトフィールドディスプレイ３０から光が出射される、ということができる。
　図１及び図３を参照する。ヒートシンク１１は、例えば、熱伝導率が高いアルミニウム合金や銅合金等により形成され、表示器３１に当接すると共に表示器３１から伝わる熱を外部（ケース２０の外部）に放出する。ヒートシンク１１は、一部が外部に露出するように下ケース２１に固定されている。
　図１を参照する。平面鏡４０は、上ケース２２に固定された樹脂製の平面鏡支持部４１と、この平面鏡支持部４１に回転可能に支持された平面鏡ベース部４２と、この平面鏡ベース部４２の表面に形成されると共に入射した光を凹面鏡５０に向かって反射する平面鏡反射部４３と、を含んでいるフルミラーである。
　平面鏡反射部４３は、レンズアレイ３２を通過した光の光路上に配置されている。平面鏡反射部４３は、例えば、アルミニウムや銀等の金属が薄膜状に形成されてなる。
　凹面鏡５０は、下ケース２１に固定された樹脂製の凹面鏡支持部５１と、この凹面鏡支持部５１に回転可能に支持された凹面鏡ベース部５２と、この凹面鏡ベース部５２の表面に形成され入射した光をフロントガラスＦｒに向かって反射する凹面鏡反射部５３と、を含んでいる。
　凹面鏡反射部５３は、平面鏡反射部４３で反射された光の光路上に配置されており、平面鏡反射部４３で反射された光をフロントガラスＦｒに向かって反射する。凹面鏡反射部５３を介してフロントガラスＦｒに光が投射されることにより、運転者Ｍｎが視認する像Ｉが拡大される。平面鏡反射部４３は、例えば、アルミニウムや銀等の金属が薄膜状に形成されてなる。
　図１及び図３を参照する。制御部１２は、レンズアレイ３２を通過した光が平面鏡４０に入射するように、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光の方向を制御する。つまり、制御部１２は、レンズアレイ３２を通過した光が所定方向に向かうよう各画素３１ａが出射する光を制御する。
　運転者Ｍｎは、ライトフィールドディスプレイ３０から出射された光がフロントガラスＦｒに投射されることにより、角度がθだけ前方に傾いた像Ｉが投影されているよう認識する。このような像Ｉは、フロントガラスＦｒからの結像位置が異なる光が結像することによって投影される。つまり、奥行きのある像Ｉを運転者Ｍｎに視認させるためには、ライトフィールドディスプレイ３０が、結像位置の異なる光（像Ｉを形成する光）を出射する必要がある。
　制御部１２は、ライトフィールドディスプレイ３０がレンズアレイ３２の一端３２ｃ（図中において左端３２ｃ）から他端３２ｄ（図中において右端３２ｄ）に亘って連続して結像位置の異なる光を出射し、上部が前方に傾いた像Ｉが視認されるよう、各画素３１ａが出射する光を制御する。更に、制御部１２は、各画素３１ａから出射される光を制御して、レンズアレイ３２から出射される光の結像位置を自由に変化させることもできる。これにより、像Ｉの傾き角度を自由に変えることができる。制御部１２が各画素３１ａから出射される光を制御することで、運転者Ｍｎの視認する任意の像Ｉが投影される。
　次に、本発明の作用を説明する。
　図１を参照する。表示装置１０は、例えば、車両Ｖｅに搭載されフロントガラスＦｒに向かって光を出射する。フロントガラスＦｒに光が投射されると、運転者ＭｎはフロントガラスＦｒの前方に投影された任意の像Ｉを視認する。ここで、表示装置１０は、ライトフィールドディスプレイ３０を含んでいる。
　図４（ａ）を参照する。図４（ａ）には、光を出射する面が上方に向けられたライトフィールドディスプレイ１３０が設けられている図が示されている。制御部は、レンズアレイ１３２の一端１３２ｃから他端１３２ｄに亘って連続して結像位置の異なる光をライトフィールドディスプレイ１３０が出射するよう、各画素１３１ａが出射する光を制御する。レンズアレイ１３２の一端１３２ｃから出射される光は、フロントガラスＦｒから距離Ｌ１だけ離れた位置で結像し、レンズアレイ１３２の他端１３２ｄから出射される光は、フロントガラスＦｒから距離Ｌ２だけ離れた位置で結像することになる。これらの関係は、Ｌ１＜Ｌ２である。これにより、車両Ｖｅの進行方向に向かって角度θだけ傾いた像Ｉを視認させる。
　図４（ｂ）を参照する。図４（ｂ）には、図４（ａ）においてライトフィールドディスプレイ１３０に外光が入射している図が示されている。このような表示装置１１０では、ライトフィールドディスプレイ１３０が平面鏡に臨んでいるため、レンズアレイ３２に入射した外光が平面鏡を介して、フロントガラスＦｒに反射されることがある。このため、運転者Ｍｎが視認する像の視認性が低下する虞がある。
　図４（ｃ）を参照する。図４（ｃ）には、光を出射する面がケース２０の内壁２０ａに向かって傾けられたライトフィールドディスプレイ３０が設けられている図が示されている。制御部１２（図１参照）は、レンズアレイ３２の一端３２ｃから他端３２ｄに亘って連続して結像位置の異なる光をライトフィールドディスプレイ３０が出射すると共に、レンズアレイ３２から出射される光が所定の方向に向かうよう各画素３１ａが出射する光を制御する。更に、制御部１２は、ライトフィールドディスプレイ３０が傾いて設けられた状態においても、像Ｉの傾きが図４（ａ）の場合と同一になるよう各画素３１ａが出射する光を制御する。これにより、車両Ｖｅの進行方向に向かって角度θだけ傾いた像Ｉを視認させることができる。
　図４（ｄ）を参照する。図４（ｄ）には、図４（ｃ）においてライトフィールドディスプレイ３０に外光が入射している図が示されている。下ケース２１及び上ケース２２は、光を遮光する合成樹脂によって形成されている。このため、ケース２０の内壁２０ａ（下ケース２１及び上ケース２２）は、光を遮断する遮光部２１、２２である、ということができる。ここで、ライトフィールドディスプレイ３０の光を出射する面が遮光部２１、２２側に傾けられているため、レンズアレイ３２に入射した外光は、遮光部２１、２２に向かって反射され、遮光部２１、２２によって遮断される。結果、外光がフロントガラスＦｒに向かって反射されることが抑制される。即ち、運転者Ｍｎが視認する像の視認性が低下することを抑制することができる。
　次に、本発明の効果を説明する。
　図１を参照する。表示装置１０は、ライトフィールドディスプレイ３０から出射された光を、ケース２０の外部に配置された表示部Ｆｒに投射し、視認者Ｍｎに虚像Ｉを視認させるよう設計されている。ライトフィールドディスプレイ３０は、ライトフィールドディスプレイ３０の光を出射する面の一端３２ｃから他端３２ｄに亘って連続して結像位置の異なる光を出射し、立体的な虚像Ｉを視認者に視認させることができる。つまり、ライトフィールドディスプレイ３０自体から、奥行きのある虚像Ｉを投影する光を出射することができる。従って、奥行きのある虚像Ｉを投影するために、特許文献１に示したような光学部品（投射器及びスクリーン）等を用いる必要がない。このため、光が結像する位置からスクリーンの一部が外れる、という問題が生じない。結果、奥行きがありながらも視認者Ｍｎに鮮明な像Ｉを視認させることができる表示装置１０を提供することができる。
　加えて、表示装置１０は、ケース２０の外部から入射しケース２０の内部で反射された外光が投射され、ケース２０の外部へ漏れることを抑制する遮光部２１、２２を有している。ケース２０が遮光部２１、２２を有していることにより、ケース２０内部で反射された外光は、遮光部２１、２２に入射すると共に遮光部２１、２２によって遮断される。つまり、ケース２０内に入射した外光が外部に漏れる、ということが抑制される。結果、外光が表示部Ｆｒに投射され虚像Ｉの視認性が低下する、という現象が生じることを抑制することができる。
　更に、ライトフィールドディスプレイ３０は、ケース２０の外部から入射した外光が表示部Ｆｒに向かって反射することを防ぐよう、傾けて配置されている。つまり、ライトフィールドディスプレイ３０に入射した光がケース２０の外部に漏れないよう、ライトフィールドディスプレイ３０が傾けられている。これにより、ライトフィールドディスプレイ３０に入射した外光が遮光部２１、２２に向かって反射される。つまり、ライトフィールドディスプレイ３０によって反射された外光の光路上に、光を遮断する遮光部２１、２２が設けられることになる。結果、ケース２０内に入射した外光が外部に漏れる、ということをより確実に抑制することができる。即ち、外光が表示部Ｆｒに投射され虚像Ｉの視認性が低下する、という現象が生じることをより確実に抑制することができる。
　尚、本発明による表示装置が搭載される車両は、四輪車の他、二輪車又は三輪車であっても良い。更には、車両以外の乗り物や建機等にも適用が可能である。
　また、実施例に示されている反射鏡及び凹面鏡は必須の構成要素ではない。つまり、必要に応じて反射鏡及び／又は凹面鏡を廃すこともできる。また逆に、表示手段から表示部までの光路長を長くするために、必要に応じて反射鏡及び／又は凹面鏡を増やすこともできる。
　更に、実施例において、表示部はフロントガラスとして説明されている。しかしながら、本発明による表示装置は、いわゆるコンバイナからなる表示部に光を投射することもできる。
　即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
　本発明の表示装置は、車両に搭載するのに好適である。
　１０…表示装置
　１１…ヒートシンク
　１２…制御部
　２０…ケース
　２１…遮光部（下ケース）
　２２…遮光部（上ケース）
　３０…ライトフィールドディスプレイ
　３１…表示器
　３１ａ…画素
　３２…レンズアレイ
　３２ｂ…レンズ
　３３…外縁壁部
　Ｆｒ…表示部（フロントガラス）
　Ｉ…虚像（像）
　Ｍｎ…視認者（運転者）
　Ｖｅ…車両

Claims (2)

  1. 　ケースと、このケースに収納され光を出射するライトフィールドディスプレイと、を有し、
    　前記ライトフィールドディスプレイから出射された光を、前記ケースの外部に配置された表示部に投射し、視認者に虚像を視認させる表示装置であって、
    　前記ケースの外部から入射し前記ケースの内部で反射された外光が投射され、前記ケースの外部へ漏れることを抑制する遮光部を有していることを特徴とする表示装置。
  2. 　前記ライトフィールドディスプレイは、前記外光が前記表示部に向かって反射することを防ぐよう、傾けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
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