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公開番号2025077059
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023188973
出願日2023-11-03
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 20060101AFI20250512BHJP(光学)
要約【課題】複数の画像光を適切に分岐することができ、軽量化および設計自由度の向上を図ることが可能な画像投影装置を提供する。
【解決手段】虚像を表示するための表示部に対して画像光を投影する画像投影装置であって、近方表示領域(12b)から近方用画像光を照射し、遠方表示領域(12a)から遠方用画像光を照射する画像表示部(12)と、遠方用画像光を反射する第1平面ミラー(13)と、第1平面ミラー(13)で反射された遠方用画像光を反射する第2平面ミラー(14)と、近方表示領域(12b)から入射した近方用画像光と、第2平面ミラー(14)から入射した遠方用画像光と、を表示部に対して照射する投影光学部を有する画像投影装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
虚像を表示するための表示部に対して画像光を投影する画像投影装置であって、
近方表示領域から近方用画像光を照射し、遠方表示領域から遠方用画像光を照射する画像表示部と、
前記遠方用画像光を反射する第１平面ミラーと、
前記第１平面ミラーで反射された前記遠方用画像光を反射する第２平面ミラーと、
前記近方表示領域から入射した前記近方用画像光と、前記第２平面ミラーから入射した前記遠方用画像光と、を前記表示部に対して照射する投影光学部を有することを特徴とする画像投影装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置であって、
前記第１平面ミラーは、前記表示部に向かう前記遠方用画像光の基準光線に垂直な仮想面に対して第１角度θ１だけ傾斜して設けられ、
前記第２平面ミラーは、前記仮想面に対して第２角度θ２だけ傾斜して設けられ、
前記第１角度θ１と前記第２角度θ２の差が－５度以上＋５度以下の範囲であることを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像投影装置であって、
前記第１角度θ１は、－６０度以上－４５度以下の範囲である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、
前記遠方用画像光が所定方向の偏光を含み、
前記第２平面ミラーは、前記所定方向の偏光を反射し、前記所定方向に交差する方向の偏光を透過する偏光反射部を備える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、
前記近方用画像光の主たる照射方向と、前記遠方用画像光の主たる照射方向は異なっていることを特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
前記投影光学部は、前記近方用画像光および前記遠方用画像光を反射する一次ミラーを備え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、画像投影装置に関し、特に虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する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るため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転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）も提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
このような従来の画像投影装置では、車両のウィンドシールド（表示部）に対して画像照射部から画像光を照射し、運転者はウィンドシールドで反射された画像光と車両前方の背景を重ね合わせて視認することができる。また、画像光を複数照射して、ウィンドシールドから異なる距離に複数の虚像を結像させることも提案されている。
【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】
従来の画像投影装置では、光学部材を用いて液晶表示装置等から照射された複数の画像光を分岐し、画像光の分岐後における経路の相違によって虚像の結像位置を異ならせている。画像光を分岐する光学部材としては、反射プリズム等を用いることも想定されるが、大面積の表示領域から照射された画像光を分岐するためには、反射プリズムを厚肉化する必要があり、成形性や軽量化の点での課題があった。また、反射プリズムを構成する材料の屈折率が空気より大きいため、反射プリズム内を伝搬する光の経路差や、反射面の角度などの点で制約があり、設計自由度が低いという問題があった。特に、画像光が反射面に入射する角度によって、投影される虚像に収差が生じる可能性もあり、虚像の視認性が低下するという問題もあった。
【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、複数の画像光を適切に分岐することができ、軽量化および設計自由度の向上を図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、虚像を表示するための表示部に対して画像光を投影する画像投影装置であって、近方表示領域から近方用画像光を照射し、遠方表示領域から遠方用画像光を照射する画像表示部と、前記遠方用画像光を反射する第１平面ミラーと、前記第１平面ミラーで反射された前記遠方用画像光を反射する第２平面ミラーと、前記近方表示領域から入射した前記近方用画像光と、前記第２平面ミラーから入射した前記遠方用画像光と、を前記表示部に対して照射する投影光学部を有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、遠方表示領域から照射された遠方用画像光を第１平面ミラーと第２平面ミラーで反射し、近方表示領域から近方用画像光を照射して、投影光学部から表示部に遠方用画像光と近方用画像光を照射することで、複数の画像光を適切に分岐することができ、軽量化および設計自由度の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記第１平面ミラーは、前記表示部に向かう前記遠方用画像光の基準光線に垂直な仮想面に対して第１角度θ１だけ傾斜して設けられ、前記第２平面ミラーは、前記仮想面に対して第２角度θ２だけ傾斜して設けられ、前記第１角度θ１と前記第２角度θ２の差が－５度以上＋５度以下の範囲である。
（【００１１】以降は省略されています）

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