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公開番号2024036868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-18
出願番号2022141396
出願日2022-09-06
発明の名称画像投影装置
出願人株式会社小糸製作所
代理人弁理士法人プロウィン
主分類G02B 27/01 20060101AFI20240311BHJP(光学)
要約【課題】光による画像照射部の温度上昇を抑制しながらも、汎用性を向上させて製造工程を簡略化することが可能な画像投影装置を提供する。
【解決手段】虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置(10)であって、画像光を照射する画像照射部(12～14)と、画像光を反射して表示部を介して画像光を視点方向に照射する反射光学部(16,17)と、反射光学部(16,17)と画像照射部(12～14)を収容する筐体(11)と、画像照射部(12～14)の少なくとも一部を筐体(11)に保持する保持部(15)を有し、保持部(15)の少なくとも一部は、画像光の照射方向に沿って延伸されて保持遮光部(15a)を構成している画像投影装置(10)。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置であって、
画像光を照射する画像照射部と、
前記画像光を反射して前記表示部を介して前記画像光を視点方向に照射する反射光学部と、
前記反射光学部と前記画像照射部を収容する筐体と、
前記画像照射部の少なくとも一部を前記筐体に保持する保持部を有し、
前記保持部の少なくとも一部は、前記画像光の照射方向に沿って延伸されて保持遮光部を構成していることを特徴とする画像投影装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記画像照射部は、前記投影画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部に対して光を照射する光源部と、前記画像表示部から照射される前記画像光が透過する光学部材とを備え、
前記保持部は、前記画像表示部、前記光源部および前記光学部材の少なくとも何れか一つを保持することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像投影装置であって、
前記画像光は、第１画像光および第２画像光を含み、
前記光学部材は、前記第１画像光と前記第２画像光の間で虚像の結像位置に差を生じさせる結像位置調整部を備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像投影装置であって、
前記結像位置調整部は反射プリズムであることを特徴とする画像投影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像投影装置であって、
前記反射プリズムは、第１入射部と、第２入射部と、反射部と、第１出射部と、第２出射部とを備え、
前記第１画像光は前記第１入射部から入射し、前記反射部で反射され、前記第１出射部から出射され、
前記第２画像光は前記第２入射部から入射し、前記第２出射部から出射されることを特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像投影装置であって、
前記画像照射部は、前記第１画像光を照射する第１領域と、前記第２画像光を照射する第２領域を備え、
前記反射プリズムは、前記第１入射部が前記第１領域に対向して配置され、前記第２入射部が前記第２領域に対向して配置されていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項７】
請求項３に記載の画像投影装置であって、
前記反射光学部での反射によって前記第１画像光と前記第２画像光の経路は、前記筐体内における交差領域で交差し、
前記保持遮光部は、前記交差領域に向かって延伸されていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記筐体の一部が延伸して筐体遮光部を構成し、
前記筐体遮光部および前記保持遮光部は共に、前記反射光学部での前記画像光の経路上における画像光通過領域に向かって延伸されていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
前記反射光学部は、前記画像照射部からの前記画像光が入射する第１反射部と、前記第１反射部で反射された前記画像光が入射する第２反射部を備え、
前記第１反射部で反射された前記画像光は、前記第１反射部と前記第２反射部の間における中間結像位置において、中間結像されることを特徴とする画像投影装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置に関し、特に虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、車両内に各種情報を表示する装置として、アイコンを点灯表示する計器盤が用いられている。また、表示する情報量の増加とともに、計器盤に画像表示装置を埋め込むことや、計器盤全体を画像表示装置で構成することも提案されている。
【０００３】
しかし、計器盤は車両のフロントガラス（ウィンドシールド）より下方に位置しているため、計器盤に表示された情報を運転者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があるため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転者が車両の前方を視認したときに情報を読み取れるようにするヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤ：ＨｅａｄＵｐＤｉｓｐｌａｙ）も提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
また、より多くの情報を提示するために、運転支援ＨＵＤ装置を用いて複数の画像をウィンドシールドに投影することも提案されている。しかし、複数の画像を異なる距離に虚像として投影して結像するためには、画像照射部と自由曲面ミラーの組み合わせを複数備える必要があり、インストルメントパネル内に収容するためには設計の自由度が低いという問題があった。そこで、投影する二つの画像を一つの画像照射部の表示範囲内において表示し、共通の自由曲面ミラーで反射することで、部品点数の削減と省スペース化を図ることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１１９２４８号公報
特開２０１９－１１９２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来のＨＵＤ装置では、表示部であるウィンドシールドを介して投影画像を照射するため、ウィンドシールドの下方から上方に向けて光を照射するための投影光学系を備えている。そのため、太陽光等の外光がウィンドシールドの上方から入射した場合には、画像を表示する画像照射部まで投影光学系を介して外光が到達してしまう。このとき、投影光学系を介して画像照射部まで到達する外光は、投影光学系の光学パワーによって集光され、温度上昇による劣化を引き起こすという問題があった。
【０００７】
このような温度上昇を抑制するために、ＨＵＤ装置の筐体に遮光部材を設けて、投影光の光路以外の経路から画像照射部に到達する外光をカットすることも提案されている。しかし、筐体の構造が複雑化して車種ごとの設計が必要になり、汎用性が低下するという問題があった。また、投影光の光路と遮光部材の先端の位置合わせをする必要があり、整合工程が煩雑化するとともに、製造誤差や取付誤差によって投影光がカットされる不具合が発生する可能性があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、外光による画像照射部の温度上昇を抑制しながらも、汎用性を向上させて製造工程を簡略化することが可能な画像投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置であって、画像光を照射する画像照射部と、前記画像光を反射して前記表示部を介して前記画像光を視点方向に照射する反射光学部と、前記反射光学部と前記画像照射部を収容する筐体と、前記画像照射部の少なくとも一部を前記筐体に保持する保持部を有し、前記保持部の少なくとも一部は、前記画像光の照射方向に沿って延伸されて保持遮光部を構成していることを特徴とする。
【００１０】
このような本発明の画像投影装置では、保持部の少なくとも一部が、画像光の照射方向に沿って延伸されて保持遮光部を構成しているため、画像光の照射方向と保持遮光部の位置合わせが容易であり、外光による画像照射部の温度上昇を抑制しながらも、汎用性を向上させて製造工程を簡略化することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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