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公開番号2025179002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2025029751
出願日2025-02-27
発明の名称表示装置及び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 20060101AFI20251202BHJP(光学)
要約【課題】より均斉度を高めることができる表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】画像を表す表示光Lを出射する表示装置10は、照明光ILを発する光源19と、光源19からの照明光ILを平行光化する第3レンズ53と、第3レンズ53により平行光化された照明光ILを配光し、平行光化された照明光ILの光軸上に並べられる面51i,51o,52i,52oと、面51i,51o,52i,52oにより配光された照明光ILを受けて表示光Lを出射し、この出射した表示光Lの光軸に対して傾斜する向きに設けられる表示面18aと、を備える。面51i,51o,52i,52oのうち何れかは、表示面18aに沿う向きに設けられるフレネルレンズ面である。面51i,51o,52i,52oのうちフレネルレンズ面以外の何れかは、シリンドリカルレンズ面又はバイコーニックレンズアレイ面である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
画像を表す表示光を出射する表示装置であって、
光を発する光源と、
前記光源からの光を平行光化するコリメート手段と、
前記コリメート手段により平行光化された光を配光し、前記平行光化された光の光軸上に並べられる複数の配光光学面と、
前記複数の配光光学面により配光された光を受けて前記表示光を出射し、この出射した前記表示光の光軸に対して傾斜する向きに設けられる表示面と、を備え、
前記複数の配光光学面のうち何れかの第１配光光学面は、前記表示面に沿う向きに設けられるフレネルレンズ面であり、
前記複数の配光光学面のうち第２配光光学面は、レンチキュラレンズ面又はバイコーニックレンズアレイ面である、
表示装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記第２配光光学面は、２つあり、
２つの前記第２配光光学面のうち一方は、縦方向に光を配光する第１レンチキュラレンズ面であり、
２つの前記第２配光光学面のうち他方は、横方向に光を配光する第２レンチキュラレンズ面であり、
前記第１レンチキュラレンズ面は、前記平行光化された光の光軸に対して直交する向きに設けられ、
前記縦方向と前記横方向は、それぞれ前記光軸に対して直交しつつ、互いに直交する方向に設定されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２配光光学面は、２つあり、
２つの前記第２配光光学面のうち一方の第１レンチキュラレンズ面の曲率半径の絶対値は、前記第１レンチキュラレンズ面よりも前記表示面から遠い位置にある２つの前記第２配光光学面のうち他方の第２レンチキュラレンズ面の曲率半径の絶対値以上に設定される、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
請求項１～３の何れか１項に記載の表示装置と、
前記表示装置からの前記表示光を反射するミラーと、を備え、
前記ミラーは、縦方向の両端である前記表示光の上端と下端を交差させるように前記表示光を反射し、
前記第１配光光学面である前記フレネルレンズ面は、横方向において曲率ゼロで直線的に延び、前記縦方向において凸状をなす凸レンズをフレネルレンズ化したリニアフレネルレンズ面であり、
前記縦方向と前記横方向は、それぞれ前記平行光化された光の光軸に対して直交しつつ、互いに直交する方向に設定されている、
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】
本開示は、表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
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は、光源と、光源からの光が透過する第１～第３レンズと、第１～第３レンズを経た光を受けて表示光を出射する液晶表示パネルと、液晶表示パネルからの表示光をフロントガラス等の被投射部材に向けて反射させることにより虚像を表示する凹面鏡と、を備える。第１レンズは、光源からの光を略平行化する。第２レンズ及び第３レンズは、液晶表示パネルや虚像可視範囲に合わせて光を拡散及び配光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１６０２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の構成では、各レンズの配置や種類において、液晶表示パネルに対する照明の均斉度の観点から改善の余地があった。
【０００５】
本開示は、上記実状を鑑みてなされたものであり、より均斉度を高めることができる表示装置及び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】
上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係る表示装置は、
画像を表す表示光を出射する表示装置であって、
光を発する光源と、
前記光源からの光を平行光化するコリメート手段と、
前記コリメート手段により平行光化された光を配光し、前記平行光化された光の光軸上に並べられる複数の配光光学面と、
前記複数の配光光学面により配光された光を受けて前記表示光を出射し、この出射した前記表示光の光軸に対して傾斜する向きに設けられる表示面と、を備え、
前記複数の配光光学面のうち何れかの第１配光光学面は、前記表示面に沿う向きに設けられるフレネルレンズ面であり、
前記複数の配光光学面のうち第２配光光学面は、レンチキュラレンズ面又はバイコーニックレンズアレイ面である。
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の第２の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
前記表示装置と、
前記表示装置からの前記表示光を反射するミラーと、を備え、
前記ミラーは、縦方向の両端である前記表示光の上端と下端を交差させるように前記表示光を反射し、
前記第１配光光学面である前記フレネルレンズ面は、横方向において曲率ゼロで直線的に延び、前記縦方向において凸状をなす凸レンズをフレネルレンズ化したリニアフレネルレンズ面であり、
前記縦方向と前記横方向は、それぞれ前記平行光化された光の光軸に対して直交しつつ、互いに直交する方向に設定されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、より均斉度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係るクロス光学系でのヘッドアップディスプレイ装置の概略断面図である。
本開示の一実施形態に係る横方向から見た表示装置の概略断面図である。
本開示の一実施形態に係るシリンドリカルレンズ面の斜視図である。
本開示の一実施形態に係る同心円フレネルレンズ面の斜視図である。
本開示の一実施形態に係る同心円フレネルレンズ面の断面図である。
本開示の一実施形態の変形例に係る横方向から見た表示装置の概略断面図である。
本開示の一実施形態に係る横配光リニアフレネルレンズ面の斜視図である。
本開示の一実施形態に係る横配光リニアフレネルレンズ面の正面図である。
本開示の一実施形態に係る縦配光リニアフレネルレンズ面の斜視図である。
本開示の一実施形態に係る縦配光リニアフレネルレンズ面の正面図である。
本開示の一実施形態に係るバイコーニックレンズアレイ面の斜視図である。
本開示の一実施形態に係る上段はシリンドリカルレンズ面が表示面に平行な構成での縦方向の光強度分布を示す図であり、シリンドリカルレンズ面が平行光進行方向に直交する構成での縦方向の光強度分布を示す図である。
本開示の一実施形態に係る条件Ｂ１での各レンズパターンでの各レンズ面の構成を示す表である。
本開示の一実施形態に係る条件Ｂ２での各レンズパターンでの各レンズ面の構成を示す表である。
本開示の一実施形態に係る条件Ｂ３での各レンズパターンでの各レンズ面の構成を示す表である。
本開示の一実施形態に係る条件Ｂ４での各レンズパターンでの各レンズ面の構成を示す表である。
本開示の一実施形態に係る上段は表示面での画像表示領域を示す模式図であり、下段は光源とディミングゾーンを示す模式図である。
本開示の一実施形態に係るフレネルレンズ面の一部を示す概略断面図である。
本開示の変形例に係る非クロス光学系でのヘッドアップディスプレイ装置の模式的な断面図である。
本開示の変形例に係る横方向から見た表示装置の概略断面図である。
本開示の一実施形態に係る同心円フレネルレンズ面を有するレンズの斜視図である。
本開示の一実施形態に係る横方向から見たときのヘッドアップディスプレイ装置の光路を示す模式図である。
本開示の一実施形態に係る縦方向から見たときのヘッドアップディスプレイ装置の光路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば、車両２００のダッシュボード内に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２００の被投射部材であるウインドシールド２０１に向けて画像を表す表示光Ｌを射出し、ウインドシールド２０１で反射した表示光Ｌによって虚像Ｗを表示する。虚像Ｗは、視認者から見て、左右方向に長く、上下方向に短い長方形の表示領域に表示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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