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公開番号2025042056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023148858
出願日2023-09-14
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 20060101AFI20250319BHJP(光学)
要約【課題】運転状況に応じて実像と虚像とを瞬時に切り替えて使い分けることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】射出する光の偏光を互いに異なる第1偏光と第2偏光とに切り替え可能な表示部12と、第1偏光となる表示光L1を反射すると共に第2偏光となる表示光L2を透過する第1ミラー131と、表示光L2を反射する第2ミラー132と、表示部12を制御する制御部15とを備え、第1ミラー131及び第2ミラー132のいずれか一方の、上側の曲率半径と下側の曲率半径とが互いに異なることで、虚像VIを表示する第1角度と、実像RIを表示する第2角度とが、互いに略同一となるように構成されている。
【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及び実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、
表示素子と、前記表示素子よりも光路に沿って前記射出口側に設けられると共に射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替え可能な切替素子と、を備え、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部と、
前記表示部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、
前記切替素子を制御する制御部と、
を有し、
前記反射部は、
前記第１偏光となる第１光線を反射すると共に前記第２偏光となる第２光線を透過する第１ミラーと、
前記第２光線を反射する第２ミラーと、
を含み、
前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、
前記表示素子が前記第１光線を出射するときは、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部との間の位置関係が、前記表示部が前記光学焦点よりも前記射出口側となる第１状態となり、
前記表示素子が前記第２光線を出射するときは、前記表示部が前記光学焦点よりも前記光源側となる第２状態となるように配置されており、
前記第１ミラー及び前記第２ミラーの、上側の曲率半径と下側の曲率半径とが互いに異なることで、当該第１ミラー及び当該第２ミラーは、前記第１状態において視認させる前記虚像の路面に対する第１角度と、前記第２状態において視認させる前記実像の路面に対する第２角度とが、互いに略同一となるように構成されている
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 570 文字）【請求項２】
前記表示部は、
光路の軸線方向に対し傾斜して配置されている
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】
前記表示部は、上側が前記第１ミラー側となるように傾斜して配置されており、
前記第１ミラーの上側の曲率半径が下側の曲率半径よりも小さく、前記第２ミラーの上側の曲率半径が下側の曲率半径よりも大きいことで、前記第１状態における前記虚像の前記第１角度が４５°以上、前記第２状態における前記実像の前記第２角度が４５°以上となるように構成されている
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】
前記表示部は、
光路の軸線方向に対し直交して配置されている
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５】
前記第１ミラーの上側の曲率半径が下側の曲率半径よりも大きく、前記第２ミラーの上側の曲率半径が下側の曲率半径よりも小さいことで、前記第１状態における前記虚像の前記第１角度が４５°未満、前記第２状態における前記実像の前記第２角度が４５°未満となるように構成されている
ことを特徴とする請求項４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及び実像を切り替えつつ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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
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】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、観察者が虚像又は実像を切り替えて観察する場合には、被観察物、２面コーナーリフレクタアレイ及び反射部材の相互の位置関係を機械的に変化させる必要があり、虚像と実像との切り替えをスムーズに行うのが困難であると共に、装置が大型化してしまい搭載性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
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、運転状況に応じて実像と虚像とを瞬時に切り替えて使い分けることが可能な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】
【０００６】
本発明は、射出口１７を有し、前記射出口１７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ＶＩ及び実像ＲＩ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、表示素子１２１と、前記表示素子１２１よりも光路に沿って前記射出口１７側に設けられると共に射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替え可能な切替素子１２２と、を備え、光源１１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部１２と、前記表示部１２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１３と、前記切替素子１２２を制御する制御部１５と、を有し、前記反射部１３は、前記第１偏光となる第１光線Ｌ１を反射すると共に前記第２偏光となる第２光線Ｌ２を透過する第１ミラー１３１と、前記第２光線Ｌ２を反射する第２ミラー１３２と、を含み、前記第１ミラー１３１及び前記第２ミラー１３２は、前記表示素子１２１が前記第１光線Ｌ１を出射するときは、前記透光部材ＷＳ及び前記反射部１３を含む結像光学系の光学焦点Ｆと前記表示部１２との間の位置関係が、前記表示部１２が前記光学焦点Ｆよりも前記射出口１７側となる第１状態となり、前記表示素子１２１が前記第２光線Ｌ２を出射するときは、前記表示部１２が前記光学焦点Ｆよりも前記光源１１側となる第２状態となるように配置されており、前記第１ミラー１３１及び前記第２ミラー１３２の、上側の曲率半径（Ｒ１Ｕ，Ｒ２Ｕ）と下側の曲率半径（Ｒ１Ｌ，Ｒ２Ｌ）とが互いに異なることで、当該第１ミラー１３１及び当該第２ミラー１３２は、前記第１状態において視認させる前記虚像ＶＩの路面に対する第１角度と、前記第２状態において視認させる前記実像ＲＩの路面に対する第２角度とが、互いに略同一となるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記表示部は、光路の軸線方向に対し傾斜して配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１ミラー及び第２ミラーのうち少なくとも一方の、上側の曲率半径と下側の曲率半径とが互いに異なることで、１つの表示部で、チルト角を変えることなく、路面に対して傾斜する虚像と路面に対して垂直な実像とをスムーズに切り替えて表示することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、迷光や外光を光路から除外することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１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虚像を生成する場合の構成を示す図。
本発明の第１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実像を生成する場合の構成を示す図。
本発明の第１の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における光源及び表示部の構造を示す模式図。
本発明の第１の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における画像生成部の構成を示す機能ブロック図。
本発明の第２の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の（Ａ）第１ミラーの構造、及び（Ｂ）第２ミラーの構造、を示す第１の断面図。
本発明の第２の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の（Ａ）第１ミラーの構造、及び（Ｂ）第２ミラーの構造、を示す第２の断面図。
本発明の第２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図６に示す第１ミラー及び第２ミラーを用いて虚像を生成する場合の構成を示す図。
【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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