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公開番号2024174040
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-13
出願番号2024166599,2023182402
出願日2024-09-25,2016-08-30
発明の名称情報表示装置
出願人マクセル株式会社,株式会社日立産業制御ソリューションズ
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類G02B 27/01 20060101AFI20241206BHJP(光学)
要約【課題】フロントガラスに映像情報を虚像として表示する二重像の発生が少ない小型の情報表示装置を提供する。
【解決手段】乗り物のフロントガラスに虚像の映像情報を表示する情報表示装置は、映像情報の映像を生成する映像生成部と、映像生成部からの光を入射し、映像生成部が生成した映像を拡大した虚像を表示するための光学系と、光学系とフロントガラスとの間に光学部材と、を備え、光学系は凹面ミラーを含んでおり、映像生成部はスクリーン板を含み、スクリーン板に映像を表示し、スクリーン板からの映像光を凹面ミラーで反射させ、反射された光をフロントガラスで反射させ乗り物の運転者の眼に入射させ、光学部材は外光の赤外線を吸収または反射するものである。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
乗り物のフロントガラスに虚像の映像情報を表示する情報表示装置であって、
前記映像情報の映像を生成する映像生成部と、
前記映像生成部からの光を入射し、前記映像生成部が生成した映像を拡大した虚像を表示するための光学系と、
前記光学系と前記フロントガラスとの間に光学部材と、を備え、
前記光学系は凹面ミラーを含んでおり、
前記映像生成部はスクリーン板を含み、前記スクリーン板に映像を表示し、前記スクリーン板からの映像光を前記凹面ミラーで反射させ、反射された光を前記フロントガラスで反射させ前記乗り物の運転者の眼に入射させ、
前記光学部材は外光の赤外線を吸収または反射するものである、
情報表示装置。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
請求項１に記載の情報表示装置において、
前記凹面ミラーの形状は、前記フロントガラスの垂直方向と水平方向の曲率半径の違いを補正するように水平方向と垂直方向で異なる平均曲率半径を有する形状である、
情報表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報表示装置において、
前記映像生成部は、虚像上端部の像倍率と、虚像下端部の像倍率とを一致させるように、前記凹面ミラーの光軸に対して傾いて設けられている、
情報表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の情報表示装置において、
前記映像生成部は、前記映像生成部の光出射面の曲率半径と一致した曲率半径を有する光源を備える、
情報表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の情報表示装置であって、
前記スクリーン板には、マイクロレンズを２次元状に配置したマイクロレンズアレイが含まれる、
情報表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の情報表示装置であって、
前記フロントガラスの外気に接した面に反射防止膜を設ける、
情報表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や電車や航空機等（以下では、一般的に「乗り物」とも言う）のフロントガラスまたはコンバイナに画像を投影する情報表示装置に関し、その画像をフロントガラス越しに虚像として観察するようにした投影光学系およびそれを用いた情報表示装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントガラスやコンバイナに映像光を投写して虚像を形成しルート情報や渋滞情報などの交通情報や燃料残量や冷却水温度等の自動車情報を表示するいわゆる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ－Ｕｐ－Ｄｉｓｐｌａｙ）装置が以下の特許文献１により既に知られている。
【０００３】
この種の情報表示装置においては、ドライバが虚像を観視できる領域を拡大することが望まれる一方、虚像が高解像度で視認性が高いことも重要な性能要因である。
【０００４】
ヘッドアップディスプレイ装置はドライバに虚像を提供する最終反射面としてフロントガラスまたはコンバイナが必ず必要であり、発明者らは視認性が高く良好な解像性能を得るためには、最終反射面であるフロントガラスまたはコンバイナで発生する二重反射により生じる虚像の二重像の改善が重要であることに気付いた。
【０００５】
一方、例えば、以下の非特許文献１にも開示されるような自動車の天井（サンバイザー）付近にコンバイナを含めた本体を取り付ける装置も既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１５－１９４７０７号公報
【非特許文献】
【０００７】
ＰＩＯＮＥＥＲＲ＆Ｄ（Ｖｏｌ．２２，２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術によるヘッドアップディスプレイ装置を実現する凹面ミラーによる虚像生成の原理は、図３３に示すように、凹面ミラー１’の光軸上の点Ｏに対して焦点Ｆ（焦点距離ｆ）の内側に物点ＡＢを配置することで、凹面ミラー１’による虚像を得ることができると言うものである。この図３３では、説明の都合上、凹面ミラー１’を同じ正の屈折力を持つ凸レンズとみなし、物点と凸レンズ（説明の都合上、図３３では、凹面ミラーで表記）と発生する虚像の関係を示した。
【０００９】
従来技術では、凹面ミラー１’で生成する虚像が見える範囲を広げるためには、物点ＡＢを焦点Ｆに近づけて物寸法ＡＢに対して凹面ミラーを大きくすると良いが、所望の倍率を得るためには、凹面ミラーの曲率半径が小さくなるためこれらを両立することは困難となる。この結果、ミラーサイズが小さくなり、実効的に拡大率は大きいが、観視可能な範囲が小さい虚像しか得られないという結果となる。このため、（１）所望の虚像サイズと、（２）必要な虚像の倍率Ｍ＝ｂ／ａを同時に満足するためには、凹面ミラーの寸法は観視範囲に合わせ、映像表示装置との兼ね合いで虚像の倍率を決める必要がある。
【００１０】
このため、従来技術では、所望の観視範囲において大きな虚像を得るためには、例えば図３３に示すように、凹面ミラー１’から虚像までの距離を大きく、すなわち、最終反射面であるフロントガラスまたはコンバイナ（図示せず）と凹面ミラーの距離を大きくし、同時に、凹面ミラーのサイズを大きくする必要があった。しかしながら、フロントガラスまたはコンバイナで発生する二重反射により生じる虚像の二重像については配慮されていなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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