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公開番号2024135474
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046171
出願日2023-03-23
発明の名称ヘッドアップディスプレイ装置
出願人日本精機株式会社
代理人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20240927BHJP(光学)
要約【課題】実像の視認状態及び虚像の視認状態のいずれにおいても良好な輝度及び均斉度が得られるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】
光源22が出射した光を透過させる表示器21と、表示像を表す光を反射させる反射部31,32と、透光部材WS及び反射部31,32を含む結像光学系の光学焦点Fと表示器21との間の位置関係を、表示器21が光学焦点Fよりも射出口WS側となる第1状態と光源22側となる第2状態との間で切り替わるように移動させる移動機構61とを備え、表示器21は、第1状態用の第1レンズ25aと第2状態用の第2レンズ25bとを含む、第2レンチキュラレンズ25と、第1状態とされる場合は第1レンズ25aが光路上に配置され、第2状態とされる場合は第2レンズ25bが光路上に配置されるよう、第2レンチキュラレンズ25を光軸に交差する方向に駆動する第1駆動機構63とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
射出口を有し、前記射出口から表示光を透光部材に向けて射出することで前記表示光が表す表示像の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
光源が出射した光を透過させると共に、前記表示像を表示する表示器と、
前記表示器に表示された前記表示像を表す光を前記透光部材に向けて反射させる反射部と、
前記透光部材及び前記反射部を含む結像光学系の光学焦点と前記表示器との間の位置関係を、前記表示器が前記光学焦点よりも前記射出口側となる第１状態、及び、前記表示器が前記光学焦点よりも前記光源側となる第２状態、との間で切り替わるように、光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
を備え、
前記表示器は、
前記第１状態用の第１レンズと前記第２状態用の第２レンズとを含む、第２レンチキュラレンズと、
前記移動機構により前記第１状態とされる場合は前記第２レンチキュラレンズの前記第１レンズが光路上に配置され、前記移動機構により前記第２状態とされる場合は前記第２レンチキュラレンズの前記第２レンズが光路上に配置されるよう、当該第２レンチキュラレンズを光軸に交差する方向に駆動する駆動機構と
を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記光源よりも光軸に沿って出射側に配置され、前記光源から入射した光を略平行光とするコンデンサーレンズと、
前記コンデンサーレンズよりも光軸に沿って出射側に配置され、前記コンデンサーレンズから入射した光を垂直方向に集光する第１レンチキュラレンズと、
を備え、
前記第２レンチキュラレンズが、前記第１レンチキュラレンズよりも光軸に沿って出射側に配置され、前記第１レンチキュラレンズから入射した光を水平方向に集光し、出射面において光の向きを前記結像光学系に整合させることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１レンチキュラレンズを光軸方向に沿って移動可能な第１可動機構をさらに有することを特徴とする請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第２レンチキュラレンズを光軸方向に沿って移動可能な第２可動機構をさらに有することを特徴とする請求項３記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記駆動機構により前記第１レンズが光路上に配置されるときの、当該第１レンズと前記第１レンチキュラレンズとの間の光軸に沿った距離は、前記駆動機構により前記第２レンズが光路上に配置されるときの、当該第２レンズと前記第１レンチキュラレンズとの間の光軸に沿った距離よりも短い
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２レンチキュラレンズは、
前記第１レンズと前記第２レンズとが一体化された一体型レンズであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、視認者に対して虚像を用いて所望の表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置が知られている。このヘッドアップディスプレイ装置では、画像を表示するスクリーンを動かすことにより、視認者から虚像までの距離を可変に制御している。
【０００３】
一方、例えば特許文献２に記載されているように、表示器からの光によりスクリーンに表示された表示像を透光部材へと反射させる構成において、結像光学系の光学焦点とスクリーンとの間の前後位置関係を変更することで、虚像が透光部材の外に視認される状態と、実像が透光部材の内側に視認される状態と、の表示切替を行うものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開ＷＯ２０１８／２１６５５２号公報
特開２０１１－７００７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成のヘッドアップディスプレイ装置では、当該表示切替が行われる結果、例えば虚像の視認状態において適正な輝度や均斉度が得られるように調整した場合には、実像の視認状態に切り替わったときには適正な輝度や均斉度が得られず、逆に実像の視認状態にて適正な輝度や均斉度に調整した場合には、虚像の視認状態において不適正になる、という問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、実像の視認状態及び虚像の視認状態のいずれにおいても良好な輝度及び均斉度が得られる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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、射出口５２ａを有し、前記射出口５２ａから表示光Ｌを透光部材ＷＳに向けて射出することで前記表示光Ｌが表す表示像の虚像Ｖ１を視認させるヘッドアップディスプレイ装置１であって、光源２２が出射した光を透過させると共に、前記表示像を表示する表示器２１と、前記表示器２１に表示された前記表示像を表す光を前記透光部材ＷＳに向けて反射させる反射部３１，３２と、前記透光部材ＷＳ及び前記反射部３１，３２を含む結像光学系の光学焦点Ｆと前記表示器２１との間の位置関係を、前記表示器２１が前記光学焦点Ｆよりも前記射出口５２ａ側となる第１状態、及び、前記表示器２１が前記光学焦点Ｆよりも前記光源２２側となる第２状態、との間で切り替わるように、光軸方向に沿って移動させる移動機構６１と、を備え、前記表示器２１は、前記第１状態用の第１レンズ２５ａと前記第２状態用の第２レンズ２５ｂとを含む、第２レンチキュラレンズと、前記移動機構６１により前記第１状態とされる場合は前記第２レンチキュラレンズ２５の前記第１レンズ２５ａが光路上に配置され、前記移動機構６１により前記第２状態とされる場合は前記第２レンチキュラレンズ２５の前記第２レンズ２５ｂが光路上に配置されるよう、当該第２レンチキュラレンズ２５を光軸に交差する方向に駆動する第１駆動機構６３とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、虚像と実像とを切り替えて表示する場合に、虚像の視認状態用のレンチキュラレンズと、実像の視認状態用のレンチキュラレンズとを切り替えることで、虚像の視認状態及び実像の視認状態のいずれにおいても良好な輝度及び均斉度を得ることができる。
ご指示の趣旨を踏まえ、
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において虚像を表示する場合の構成を示す図。
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において実像を表示する場合の構成を示す図。
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において必要となる配光特性を示す図。
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において異なる配光特性で虚像又は実像を表示した場合の表示態様の一例を示す図。
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において虚像を表示する場合の表示器のレンズ構成及び光路の一例を示す図。
図５のレンズ構成においてレンチキュラレンズを透過する光路の一例を示す図。
本発明の第１の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置において実像を表示する場合の表示器のレンズ構成及び光路の一例を示す図。
図７のレンズ構成においてレンチキュラレンズを透過する光路の一例を示す図。
本発明のその他の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置において第１レンチキュラレンズと第２レンチキュラレンズとの光路長を変更した場合の光路の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display）装置（以下、ＨＵＤ装置という）について図１ないし図８を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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