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公開番号2024179345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098109
出願日2023-06-14
発明の名称ヘッドアップディスプレイ及び乗り物
出願人マクセル株式会社
代理人青稜弁理士法人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20241219BHJP(光学)
要約【課題】光の利用効率を向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】
ヘッドアップディスプレイ装置1は、映像光を出射する画像形成部と、画像形成部で生成した映像を中間スクリーン上に実像として形成する結像光学系と、結像光学系で形成した実像の映像光を反射し、反射された映像光を投射部材に投射する映像投射部とを備える。記画像形成部は、光を出射する光源と、映像を生成する表示パネルと、光源から出射した光を複数の光路に分離して表示パネルへ導く光学素子と、を有する。
【選択図】図5A
特許請求の範囲【請求項１】
映像光を出射する画像形成部と、
前記画像形成部で生成した映像を、中間スクリーン上に実像として形成する結像光学系と、
前記結像光学系で形成した実像の映像光を反射し、反射された映像光を投射部材に投射する映像投射部と、を備え、
前記画像形成部は、光を出射する光源と、
前記映像を生成する表示パネルと、
前記光源から出射した光を複数の光路に分離して、前記表示パネルへ導く光学素子と、
を有する、
ヘッドアップディスプレイ装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示パネル上における光の入射領域が、前記複数の光路に応じて分割される、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記光学素子は、
前記光源から出射した光を、直線偏光に変換して前記画像形成部から出射し、互いに直交する前記直線偏光の一方を透過し、もう一方を反射する偏光素子と、
前記偏光素子を透過または反射した直線偏光の偏光軸を９０°回転させる第１の位相差フィルムと、を有する、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記偏光素子は、透過性部材と偏光分離膜を有し、
前記透過性部材は、ガラスプリズムまたはガラス板を用いて、
前記偏光分離膜は、反射型偏光フィルムまたは誘電体多層膜である、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記偏光素子は、複数の前記ガラスプリズムを接合し、
前記ガラスプリズムの接合面に、前記偏光分離膜が配置される、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記偏光素子は、複数の前記ガラス板を含み、
前記複数のガラス板の接合面に、前記偏光分離膜が貼合される、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記光学素子は、前記第１の位相差フィルムとは別に、前記画像形成部の出射側に、第２の位相差フィルムを備え、
前記画像形成部から出射された直線偏光を、当該第２の位相差フィルムによって、円偏光またはランダム偏光へ変換し、前記映像投射部へ入射させる、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示パネルの光軸方向における前記光学素子の長さが、前記表示パネルの出射面を構成する４辺のうち、いずれか１辺の長さの略半分である、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示パネル上の分割された光の入射範囲の境界に、前記表示パネルの光軸方向に高さを持つ仕切りが設けられた、
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記複数の光路に応じた複数の表示パネルを有し、
前記複数の表示パネルは、前記複数の光路における光路長が同等となるよう、前記表示パネルの光軸方向における相対位置を調整できる、
ヘッドアップディスプレイ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ及び乗り物に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車を代表とする車両には、ヘッドアップディスプレイ（Head Up Display、以下では「ＨＵＤ」と記載する場合がある）が搭載される場合がある。ＨＵＤは、車速やエンジン回転数などの走行情報やナビゲーション情報などの各種情報をウィンドシールド（フロントガラス）やコンバイナなどに投射して表示する。ＨＵＤを用いると、運転者は、ダッシュボードに組み込まれる計器盤、いわゆるインパネなどに視線を移動することなく運転に必要な情報を得ることができる。このため、安全運転に寄与することが可能になる。
【０００３】
ＨＵＤの技術として特許文献１がある。特許文献１には、ＬＥＤ素子から射出された光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を介して液晶反射パネル（ＬＣＯＳ）に導く技術が記載されている。ＬＣＯＳは光の偏光方向を変化させることができ、ＰＢＳは偏光方向に応じて光を透過又は反射するため、ＬＣＯＳ上の画素をＯＮ／ＯＦＦさせることで画像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２―１６３６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、ＰＢＳは偏光方向に応じて光を透過又は反射するが、ＰＢＳを透過した光は使用せず、ＰＢＳで反射した光のみがＬＣＯＳに照射され、画像の表示に使用されるので、ＬＥＤ素子から射出される光の利用効率が低い。
【０００６】
また、ＰＢＳは、ＬＣＯＳの画像を表示するための有効エリアの一辺の長さに対して、一辺の長さがこれと同じ長さの正方形の面を有する必要があり、大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、光の利用効率を向上させることができる技術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】
【０００８】
上記課題を解決するために、代表的な本発明のヘッドアップディスプレイの一つは、映像光を出射する画像形成部と、画像形成部で生成した映像を中間スクリーン上に実像として形成する結像光学系と、結像光学系で形成した実像の映像光を反射し、反射された映像光を投射部材に投射する映像投射部とを備える。画像形成部は、光を出射する光源と、映像を生成する表示パネルと、光源から出射した光を複数の光路に分離して表示パネルへ導く光学素子とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光の利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施の形態のヘッドアップディスプレイ装置を搭載した車両の構成例を示す概略図である。
本実施の形態のＨＵＤ装置の搭載例を示す概略図である。
ＨＵＤ装置１の車両情報取得部、または車両のコントローラが、車両情報を取得するための、センサ等の構成例を示すブロック図である。
ＨＵＤ装置１の機能ブロックの構成例を示すブロック図である。
ＨＵＤ装置１の機能ブロックの構成変形例を示すブロック図である。
実施例１のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例１の反射型液晶パネルの平面図である。
実施例２のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例２の反射型液晶パネルの平面図である。
実施例３のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例４のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例５のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例６のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例６の偏光変換素子１４０ａの構成の一例を示す図である。
実施例７のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
実施例８のＰＧＵ１０の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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