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公開番号2025128594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025343
出願日2024-02-22
発明の名称表示装置
出願人日本精機株式会社
代理人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20250827BHJP(光学)
要約【課題】偏光選択モジュールを回転させる構造を採用することで、インストルメントパネル内への装置の搭載性を良好にすると共に、表示像を形成することができる表示装置を提供する。
【解決手段】光源111からの光をP偏光で出射すると共に表示像を表示する表示部10と、S偏光を反射すると共にP偏光を透過させる偏光選択モジュール20と、偏光選択モジュールへ表示光Lを反射する位置に配置される第1ミラー11と第2ミラー12と、を有し、表示部から出射した表示光が透過し、第1ミラーでの反射による表示光を入射した後、反射して出射する表示光の向きが第2ミラーへ向かうと共に、第2ミラーでの反射による表示光を透過させた表示光の向きが射出口17へ向かうように偏光選択モジュールを配置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両のインストルメントパネル内に設けられ、射出口から表示光を射出することで前記表示光が表す表示像の実像を視認させる表示装置であって、
光源を備え、前記光源からの光を第１直線偏光で出射すると共に前記表示像を表示する表示部と、
前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射すると共に前記第１直線偏光を透過させる偏光選択モジュールと、
前記偏光選択モジュールへ前記表示光を反射する位置に配置される第１ミラーと第２ミラーと、を有し、
前記表示部から出射した前記表示光が透過し、前記第１ミラーでの反射による前記表示光を入射した後、反射して出射する前記表示光の向きが前記第２ミラーへ向かうと共に、前記第２ミラーでの反射による前記表示光を透過させた前記表示光の向きが前記射出口へ向かうように前記偏光選択モジュールを配置することを特徴とする表示装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記偏光選択モジュールは、
直線偏光を第１円偏光に変換すると共に前記第１円偏光を前記直線偏光に変換可能な１／４λ板と、
前記第１円偏光を透過すると共に前記第１円偏光と反対方向の第２円偏光を反射する偏光選択板と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記偏光選択モジュールは、
前記１／４λ板が前記偏光選択板よりも前記表示部側に位置していることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１直線偏光を第１円偏光に変換すると共に前記第１円偏光を前記第１直線偏光に変換し、前記第２直線偏光を第２円偏光に変換すると共に前記第２円偏光を前記第２直線偏光に変換する１／４λ板を、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの前記偏光選択モジュール側に更に有し、
前記偏光選択モジュールは、
前記第１直線偏光を透過すると共に前記第２直線偏光を反射する偏光選択板を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、凹面鏡であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１ミラーと前記第２ミラーと前記偏光選択モジュールとを含む結像光学系の第１光学焦点は、光路に沿って前記表示部よりも前記射出口側に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の表示装置。
【請求項７】
前記偏光選択モジュールと前記射出口側との間に複数のレンズ部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の表示装置。
【請求項８】
前記射出口側の前記レンズ部材は着色されることを特徴とする請求項７記載の表示装置。

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表示装置に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載の表示装置が知られている。この表示装置では、車両に設けられ、視認者の前方に実像を結像させる光学系と、虚像を結像させる光学系を有し、それを切り替えることによって、異なる表示距離で表示を視認者に見せるものである。具体的には、虚像は車両の外側に出ているように視認され、実像は車両の内部にあるように視認させる。
【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、例えば特許文献１に示すようなフロントウインドウ（＝ウィンドウシールド）を用いずに表示像を視認させたい場合には、インストルメントパネル内で光学系を完結させる必要があり、実像や虚像といった表示像を表示する場合に光路長を稼ぐ必要が生じる。そのため、装置全体の大型化を招き、インストルメントパネル内への搭載性が悪くなってしまうという問題があった。
【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、偏光選択モジュールを回転させる構造を採用することで、インストルメントパネル内への装置の搭載性を良好にすると共に、表示像を形成することができる表示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、車両ＣのインストルメントパネルＩＰ内に設けられ、射出口１７から表示光Ｌを射出することで前記表示光Ｌが表す表示像の実像ＲＩを視認させる表示装置１であって、光源１１１を備え、前記光源１１１からの光を第１直線偏光で出射すると共に前記表示像を表示する表示部１０と、前記第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射すると共に前記第１直線偏光を透過させる偏光選択モジュール２０と、前記偏光選択モジュール２０へ前記表示光Ｌを反射する位置に配置される第１ミラー１１と第２ミラー１２と、を有し、前記表示部１０から出射した前記表示光Ｌが透過し、前記第１ミラー１１での反射による前記表示光Ｌを入射した後、反射して出射する前記表示光Ｌの向きが前記第２ミラー１２へ向かうと共に、前記第２ミラー１２での反射による前記表示光Ｌを透過させた前記表示光Ｌの向きが前記射出口１７へ向かうように前記偏光選択モジュール２０を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インストルメントパネル内への搭載性を良好にし、ウィンドウシールドを用いることなく表示像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において視認者が実像を視認する様子を示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において視認者が虚像を視認する様子を示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において実像を視認させる場合のレイアウトを示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において虚像を視認させる場合のレイアウトを示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置における表示部の構成を示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置における偏光選択モジュールの構造を示す図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において実像を視認させる場合の表示光の偏光状態の遷移を説明する図。
本発明の第１の実施形態に係る表示装置において虚像を視認させる場合の表示光の偏光状態の遷移を説明する図。
本発明の第２の実施形態に係る表示装置における偏光選択モジュール並びに第１ミラー及び第２ミラーの構造を示す図。
本発明の第２の実施形態に係る表示装置において実像を視認させる場合の表示光の偏光状態の遷移を説明する図。
本発明の第２の実施形態に係る表示装置において虚像を視認させる場合の表示光の偏光状態の遷移を説明する図。
本発明のその他の実施形態に係る表示装置において実像を表示させることができる系を共軸系に置きなおした図。
本発明のその他の実施形態に係る表示装置において虚像を表示させることができる系を共軸系に置きなおした図。
本発明のその他の実施形態に係る表示装置において表示光の光路中にレンズを挿入した場合の構成の一例を示す図。
ダブレットレンズの構成を示す図。
複数のレンズの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る表示装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置において視認者が実像を視認する様子を示す図、図２は、本実施形態に係る表示装置において視認者が虚像を視認する様子を示す図である。図１及び図２において、表示装置１は、車両Ｃの車内前方に設置されるインストルメントパネルＩＰ（以下、インパネＩＰという）内に搭載され、視認者ＰＳが視認する表示像を表示する表示部１０と、表示部１０からの第１直線偏光を透過すると共に当該第１直線偏光に直交する第２直線偏光を反射し、光路に対する角度が可変となるように回転軸Ｓまわりに回転する偏光選択モジュール２０と、表示部１０の表示態様を制御すると共に、偏光選択モジュール２０の回転角度を制御する制御部３０とを備える。表示部１０から出た表示光Ｌが、偏光選択モジュール２０や、後述するミラー（第１ミラー１１，第２ミラー１２）を経由してインパネＩＰの開口部（射出口）１７から出射し、インパネＩＰを向いて車内に着座している視認者ＰＳに表示光Ｌが導かれ、視認者ＰＳに表示光Ｌが表す表示像を視認させることができる。
【００１０】
図１は、視認者ＰＳが、実像ＲＩをインパネＩＰの手前（視認者ＰＳとインパネＩＰとの間）に浮いているように視認している様子を示している。具体的な表示距離は、目の位置から例えば５００ｍｍから８００ｍｍ程度の距離である。実像ＲＩとして例えば、システム起動時又は視認者ＰＳのジェスチャーを検知した時に、操作画面等を表示する。図２は、視認者ＰＳが、虚像ＶＩをインパネＩＰの奥にめり込んでいるように視認している様子を示している。具体的な表示距離は、目の位置から例えば２ｍ～３ｍ程度の距離である。虚像ＶＩとして例えば、実像ＲＩで視認者ＰＳが選択した映画やゲームなどのエンタメコンテンツを表示する。その後、コンテンツが終了した時や、視認者ＰＳのジェスチャーを検知した時に実像ＲＩに切り替える。
（【００１１】以降は省略されています）

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