特許ウォッチ

公開番号2025022146
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126439
出願日2023-08-02
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 20060101AFI20250206BHJP(光学)
要約【課題】照射光の利用効率を高めることが可能な画像投影装置を提供する。
【解決手段】無偏光の照射光を照射する光源(11)と、照射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(18)と、第1方向の偏光を第1光として反射し、第1方向に交わる第2方向の偏光を第2光として透過する反射型偏光部(13)と、第1光または第2光の光路上に配置された二分の一波長板(14)とを備え、画像表示部(18)の第1表示領域で第1光が照射され、第2表示領域で第2光が照射され、第1表示領域の面積をS1とし、第2表示領域の面積をS2とし、反射型偏光部(13)における第1光の反射率をPrとし、第2光の透過率をPtとし、Pr/Ptは、S2/S1に比例する画像投影装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
無偏光の照射光を照射する光源と、
前記照射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と、
第１方向の偏光を第１光として反射し、前記第１方向に交わる第２方向の偏光を第２光として透過する反射型偏光部と、
前記第１光または前記第２光の光路上に配置された二分の一波長板とを備え、
前記画像表示部の第１表示領域で前記第１光が照射され、前記第２表示領域で前記第２光が照射され、
前記第１表示領域の面積をＳ
１
とし、前記第２表示領域の面積をＳ
２
とし、
前記反射型偏光部における前記第１光の反射率をＰｒとし、前記第２光の透過率をＰｔとし、
Ｐｒ／Ｐｔは、Ｓ
２
／Ｓ
１
に比例することを特徴とする画像投影装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記二分の一波長板が前記第１光の光路上に配置されており、
前記第２光の光路上に前記第２光を反射する反射部が設けられており、
前記二分の一波長板の透過率をＰｈとし、
前記反射部の反射率をＲｍとし、
定数をαとしたとき、
Ｐｒ／Ｐｔ＝α・Ｒｍ・（１／Ｐｈ）・（Ｓ
２
／Ｓ
１
）
の関係を満たす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、
前記二分の一波長板が前記第２光の光路上に配置されており、
前記第２光の光路上に前記第２光を反射する反射部が設けられており、
前記反射部の反射率をＲｍとし、
前記二分の一波長板の透過率をＰｈとし、
定数をαとしたとき、
Ｐｒ／Ｐｔ＝α・Ｒｍ・Ｐｈ・（Ｓ
２
／Ｓ
１
）
の関係を満たす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、
前記二分の一波長板が前記第１光の光路上に配置されており、
前記第１光の光路上に前記第１光を反射する反射部が設けられており、
前記二分の一波長板の透過率をＰｈとし、
前記反射部の反射率をＲｍとし、
定数をαとしたとき、
Ｐｒ／Ｐｔ＝α・（１／Ｒｍ）・（１／Ｐｈ）・（Ｓ
２
／Ｓ
１
）
の関係を満たす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、
前記二分の一波長板が前記第２光の光路上に配置されており、
前記第１光の光路上に前記第１光を反射する反射部が設けられており、
前記反射部の反射率をＲｍとし、
前記二分の一波長板の透過率をＰｈとし、
定数をαとしたとき、
Ｐｒ／Ｐｔ＝α・（１／Ｒｍ）・Ｐｈ・（Ｓ
２
／Ｓ
１
）
の関係を満たすことを特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
請求項２から５の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
前記第１表示領域から照射される前記第１光の立体角をω
１
とし、前記第２表示領域から照射される前記第２光の立体角をω
２
としたとき、
前記定数α＝ω
２
／ω
１
であることを特徴とする画像投影装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記第１表示領域と前記第２表示領域は、一つの前記画像表示部において隣接して設けられていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記第１表示領域と前記第２表示領域は、一つの前記画像表示部において分離して設けられてい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 1,700 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。
【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、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。しかし、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。
【０００７】
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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、無偏光の照射光を照射する光源と、前記照射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と、第１方向の偏光を第１光として反射し、前記第１方向に交わる第２方向の偏光を第２光として透過する反射型偏光部と、前記第１光または前記第２光の光路上に配置された二分の一波長板とを備え、前記画像表示部の第１表示領域で前記第１光が照射され、前記第２表示領域で前記第２光が照射され、前記第１表示領域の面積をＳ
１
とし、前記第２表示領域の面積をＳ
２
とし、前記反射型偏光部における前記第１光の反射率をＰｒとし、前記第２光の透過率をＰｔとし、Ｐｒ／Ｐｔは、Ｓ
２
／Ｓ
１
に比例することを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の画像投影装置では、光源からの照射光を反射型偏光部で偏光分離し、二分の一波長板で分離した一方の照射光の偏光方向を回転させ、反射型偏光部における第１光の反射率Ｐｒと、第２光の透過率Ｐｔとの比率Ｐｒ／Ｐｔが、第１表示領域の面積Ｓ
１
と、第２表示領域の面積Ｓ
２
との比率Ｓ
２
／Ｓ
１
に比例することで、照射光の利用効率を高め、第１表示領域と第２表示領域の輝度を揃えることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記二分の一波長板が前記第１光の光路上に配置されており、前記第２光の光路上に前記第２光を反射する反射部が設けられており、前記二分の一波長板の透過率をＰｈとし、前記反射部の反射率をＲｍとし、定数をαとしたとき、Ｐｒ／Ｐｔ＝α・Ｒｍ・（１／Ｐｈ）・（Ｓ
２
／Ｓ
１
）の関係を満たす。
（【００１１】以降は省略されています）

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