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公開番号2024041008
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-26
出願番号2022145701
出願日2022-09-13
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 20060101AFI20240318BHJP(光学)
要約【課題】照射光の利用効率を高めるとともに画像表示部の温度上昇を抑制することが可能な画像投影装置を提供する。
【解決手段】照射光を照射する光源(10)と、照射光を第1方向に沿った偏光方向に変換してバックライト光として出射する偏光変換素子(30)と、バックライト光の偏光方向を維持したまま拡散して透過する偏光維持拡散部(50)と、偏光維持拡散部(50)を透過したバックライト光が背面から入射し、表示面から画像光を出射する画像表示部(60)を備える画像投影装置(100)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
照射光を照射する光源と、
前記照射光を第１方向に沿った偏光方向に変換してバックライト光として出射する偏光変換素子と、
前記バックライト光の偏光方向を維持したまま拡散して透過する偏光維持拡散部と、
前記偏光維持拡散部を透過した前記バックライト光が背面から入射し、表示面から画像光を出射する画像表示部を備えることを特徴とする画像投影装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記画像表示部の長手方向の長さがＬであり、
前記画像表示部の前記背面からＬ／１０の範囲内に前記偏光維持拡散部が配置されていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記偏光変換素子は、二分の一波長板と、反射鏡と、反射型偏光部を備え、
光を透過する材料で構成された略板状の薄肉基材に、前記二分の一波長板、前記反射鏡および前記反射型偏光部が保持されてい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、
前記薄肉基材として、第１薄肉基材と第２薄肉基材を備え、
前記第１薄肉基材の表面または裏面に前記二分の一波長板および前記反射型偏光部が保持され、
前記第２薄肉基材の表面に前記反射鏡が保持されてい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、
前記第２薄肉基材は、湾曲されて前記反射鏡が凹面反射鏡であることを特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
請求項３に記載の画像投影装置であって、
前記反射型偏光部は、前記第１方向の偏光を反射し、前記第１方向に直交する第２方向の偏光を透過す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、
前記反射型偏光部は、前記第１方向の偏光を透過し、前記第１方向に直交する第２方向の偏光を反射す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、画像投影装置に関する。
続きを表示（約 1,600 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等の搭乗者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があり好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、搭乗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）のような画像投影装置が提案されている。（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
特許文献１，２の画像投影装置は、画像照射部が画像を含んだ照射光を照射し、自由曲面ミラー等で照射光を反射させて、ウィンドシールド等の表示部を介して空間中に画像が結像するように搭乗者の視点の位置に到達させる。これにより、搭乗者は視点に入射した照射光によって、奥行き方向における結像位置に画像が表示されているように認識することができる。
【０００５】
このような従来の画像投影装置では、液晶表示装置等の画像表示部を用いて投影画像を表示し、画像表示部の背面側から照射光を照射して画像光を投影している。そこで、光源と画像表示部の間に配光レンズと光拡散シートを配置し、画像表示部に対して光源から光を均一に照射することも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
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】
【０００７】
しかし、光を均一に照射するために光拡散シートを用いると、光拡散シートで拡散された照射光は無偏光で画像表示部に到達する。液晶表示装置等の画像表示部では、特定方向の偏光のみを透過するため、無偏光の照射光が入射した場合には、特定方向以外の偏光は画像の投影に利用されず光の利用効率が低下する。また、透過しない照射光は画像表示部で吸収されるため、画像表示部の温度が上昇して製品寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。特に、ＨＵＤ装置はウィンドシールドを介して画像光を投影し、車両外の背景に虚像を重ね合わせて表示するため、表示画面を直接視認するモニター装置よりも光源から照射される光量が非常に強く、温度上昇による影響が大きくなる。
【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、照射光の利用効率を高めるとともに画像表示部の温度上昇を抑制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、照射光を照射する光源と、前記照射光を第１方向に沿った偏光方向に変換してバックライト光として出射する偏光変換素子と、前記バックライト光の偏光方向を維持したまま拡散して透過する偏光維持拡散部と、前記偏光維持拡散部を透過した前記バックライト光が背面から入射し、表示面から画像光を出射する画像表示部を備え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、偏光変換素子で照射光を第１方向に沿った偏光のバックライト光に変換して、偏光維持拡散部で偏光を維持したまま拡散するので、画像表示部で吸収される光量を低減し、照射光の利用効率を高めるとともに画像表示部の温度上昇を抑制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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