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公開番号2024065775
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-15
出願番号2022174797
出願日2022-10-31
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 20060101AFI20240508BHJP(光学)
要約【課題】外光による画像照射部の温度上昇を抑制しつつ、部品点数の減少と小型化を図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投影する画像投影装置(100)であって、第1画像光および第2画像光を照射する画像照射部(10)と、表示部を介して第1画像光および第2画像光を照射する照射光学部を備え、照射光学部は第1画像光と第2画像光の間で虚像の結像位置に差を生じさせる反射プリズム(20)を備え、反射プリズム(20)は第1入射部と第2入射部と第1反射部と第2反射部と第1出射部と第2出射部とを備え、第1画像光は第1入射部から入射し、第1反射部および第2反射部で反射され、第1出射部から出射され、第2画像光は第2入射部から入射し、第2出射部から出射され、反射プリズム(20)の何れかの面に、光を選択的に反射または透過する光選択部を設けた画像投影装置(100)。
【選択図】図1
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投影する画像投影装置であって、
第１画像光および第２画像光を照射する画像照射部と、
前記表示部を介して前記第１画像光および前記第２画像光を照射する照射光学部を備え、
前記照射光学部は、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反射プリズムを備え、
前記反射プリズムは、第１入射部と、第２入射部と、第１反射部と、第２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、前記第１反射部および前記第２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、
前記反射プリズムの何れかの面に、光を選択的に反射または透過する光選択部を設けたことを特徴とする画像投影装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記光選択部は、前記第１反射部または前記第２反射部に設けられ、前記第１画像光の偏光を反射し、前記第１画像光の偏光と直交する偏光を透過する反射型偏光部材であ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、
前記光選択部は、前記第１反射部または前記第２反射部に設けられ、赤外光または紫外光を透過し、可視光を反射する波長選択ミラーであることを特徴とする画像投影装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記光選択部は、前記第１入射部、前記第２入射部、前記第１出射部または前記第２出射部に設けられ、前記第１画像光および前記第２画像光の偏光を透過し、前記第１画像光および前記第２画像光の偏光と直交する偏光を吸収する吸収型偏光部材であることを特徴とする画像投影装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記光選択部は、前記第１入射部、前記第２入射部、前記第１出射部または前記第２出射部に設けられ、赤外光または紫外光を反射または吸収し、可視光を透過するバンドパスフィルターであることを特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
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１から６の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
前記虚像の結像位置は、前記第１画像光のほうが前記第２画像光よりも視点位置から遠い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投影する画像投影装置に関する。
続きを表示（約 1,800 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、画像照射部と投影光学系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。そこで本願出願人は、一つの画像照射部内に複数の画像を表示し、プリズム等の光分岐部によって各画像の光路を分岐することで、省スペース化を図った画像投影装置を提案している。
【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】
このような従来の画像投影装置では、表示部であるウィンドシールドを介して投影画像を投影するため、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投影光学部を備えている。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、投影光学部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、ウィンドシールドと投影光学部の間に赤外光フィルタや紫外光フィルタ等の波長フィルタを配置し、画像照射部に到達する外光の可視光以外の波長をカットして温度上昇を抑制することも提案されている。しかし、外光の入射経路全体を覆うためには大面積の波長フィルタが必要であり、波長フィルタを保持するための部材や構造も必要となるため、部品点数の削減や装置の小型化が難しくなるという問題があった。
【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つつ、部品点数の減少と小型化を図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投影する画像投影装置であって、第１画像光および第２画像光を照射する画像照射部と、前記表示部を介して前記第１画像光および前記第２画像光を照射する照射光学部を備え、前記照射光学部は、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反射プリズムを備え、前記反射プリズムは、第１入射部と、第２入射部と、第１反射部と、第２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、前記第１反射部および前記第２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、前記反射プリズムの何れかの面に、光を選択的に反射または透過する光選択部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このような本発明の画像投影装置では、前記反射プリズムの何れかの面に、光を選択的に反射または透過する光選択部を設けているため、外光による画像照射部の温度上昇を抑制しつつ、部品点数の減少と小型化を図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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