特許ウォッチ

公開番号2025097337
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213466
出願日2023-12-19
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 20060101AFI20250624BHJP(光学)
要約【課題】光源から出射された光線を、表示品位を下げることなく反射させることで装置の小型化を図る。
【解決手段】少なくとも実像RIを視認させるHUD装置1であって、第1光源11aと、実像RIを表示する第1表示部12aと、実像RIを表す第1光線L1をウィンドウシールドWSに向けて反射させる反射部13とを有し、当該反射部13は、第1光線L1を、第1ミラー131、第2ミラー132及び第3ミラー133の順に反射させ、第1ミラー131は、第1光線L1の光路に沿って、第1表示部12aよりも開口部17側で且つウィンドウシールドWS、第2ミラー132及び第3ミラー133を含む結像光学系の第1光学焦点F1よりも第1表示部12a側に配置されており、第3ミラー133の高さ方向位置が当該第1表示部12aの高さ方向位置よりも上方となるように配置されている。
【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少なくとも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、
第１表示素子を備え、実像用の第１光源が出射した光を透過させると共に前記表示像の前記実像を表示する第１表示部と、
少なくとも、前記第１表示部に表示された前記実像を表す第１光線を前記透光部材に向けて反射させる反射部と、
を有し、
前記反射部は、
前記第１光線を第２ミラーに向けて反射する第１ミラーと、
前記第１光線を第３ミラーに向けて反射する前記第２ミラーと、
前記第１光線を前記射出口に向けて反射する前記第３ミラーと、
を含み、
前記第１ミラーは、
前記第１光線の光路に沿って、前記第１表示部よりも前記射出口側で、かつ、前記透光部材、前記第２ミラー、及び前記第３ミラーを含む結像光学系の第１光学焦点よりも前記第１表示部側に配置されており、
前記第３ミラー及び前記第１表示部は、
少なくとも、当該第３ミラーの高さ方向位置が当該第１表示部の高さ方向位置よりも上方となるように、配置されている
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 600 文字）【請求項２】
前記第２ミラーは、自由曲面を備えた凹面鏡であ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】
前記第１ミラーは、平面鏡であり、
前記第１光学焦点は、前記第１ミラー上に配置されている
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】
前記第１ミラーは、自由曲面を備えた凹面鏡であり、
前記第１光学焦点は、
前記第１光線の光路に沿って、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置されている
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５】
第２表示素子を備え、虚像用の第２光源が出射した光を透過させると共に前記表示像の虚像を表示する第２表示部を更に有し、
前記第２ミラーは、
前記第２表示部に表示された前記虚像を表す第２光線を透過し、
前記第３ミラーは、
前記第２光線を前記透光部材に向けて反射し、
前記第２表示部は、
前記第２光線の光路に沿って、前記透光部材、前記第２ミラー、及び前記第３ミラーを含む結像光学系の第２光学焦点の位置よりも、前記射出口側に配置されており、
前記表示像の前記虚像を視認させ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 1,600 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、上記従来のヘッドアップディスプレイ装置の場合、観察者が実像を観察するためには、被観察物と実鏡映像結像光学系との距離を、反射部材であるフロントウィンドウと実鏡映像結像光学系との距離よりも長くする必要があり、ヘッドアップディスプレイ装置の筐体が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、ヘッドアップディスプレイ装置の設置には、車体の構造物を考慮したレイアウト設計が必要であるが、筐体が大型化してしまうことでレイアウト設計が非常に難しくなってしまうという問題があった。
【０００６】
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、光源から出射された光線を、表示品位を下げることなく反射させることで装置の小型化を図れる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】
【０００７】
本発明は、射出口１７を有し、前記射出口１７から表示光を透光部材ＷＳに向けて射出することで前記表示光が表す表示像の少なくとも実像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、第１表示素子を備え、実像ＲＩ用の第１光源１１ａが出射した光を透過させると共に前記表示像の実像ＲＩを表示する第１表示部１２ａと、少なくとも、前記第１表示部１２ａに表示された前記実像ＲＩを表す第１光線Ｌ１を前記透光部材ＷＳに向けて反射させる反射部１３と、を有し、前記反射部１３は、前記第１光線Ｌ１を第２ミラー１３２に向けて反射する第１ミラー１３１と、前記第１光線Ｌ１を第３ミラー１３３に向けて反射する前記第２ミラー１３２と、前記第１光線Ｌ１を前記射出口１７に向けて反射する前記第３ミラー１３３と、を含み、前記第１ミラー１３１は、前記第１光線Ｌ１の光路に沿って、前記第１表示部１２ａよりも前記射出口１７側で、かつ、前記透光部材ＷＳ、前記第２ミラー１３２、及び前記第３ミラー１３３を含む結像光学系の第１光学焦点Ｆ１よりも前記第１表示部１２ａ側に配置されており、前記第３ミラー１３３及び前記第１表示部１２ａは、少なくとも、当該第３ミラー１３３の高さ方向位置が当該第１表示部１２ａの高さ方向位置よりも上方となるように、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、光源から出射する光が、第１表示部を透過し、第１ミラーで反射し、第１光学焦点位置に集光し、第２ミラー及び第３ミラーで反射して射出口に進む光線光路を実現し、この光線光路を実現する構成において、各構成部品を略コの字型に配置して装置の小型化を達成することができる。
【０００９】
また、第１ミラーを第１光学焦点位置より第１表示部側に置くことで実像を任意の位置に表示することが可能となる。
【００１０】
更に、第１光学焦点位置は、第２ミラーから離れるほど実像が乗員に近づいて見え難くなるが、第１光学焦点位置を第１ミラー及び第２ミラー間とすることで、当該第１光学焦点位置をできるだけ第２ミラーに近づけて乗員にとって実像を見やすくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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