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公開番号2025116303
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024010634
出願日2024-01-29
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 20060101AFI20250801BHJP(光学)
要約【課題】外光の影響を抑えつつ、表示部の劣化を最小限にするヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】表示素子35、及び、射出する光の偏光を互いに異なる第1偏光と第2偏光とに切り替えて出力可能な偏光変換素子36を備え、光源11が出射した光を透過させると共に表示像を表示する表示部12と、当該表示像を表す光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、偏光変換素子36を制御する制御部15とを有し、反射部13は、第1偏光となる第1光線を反射する第1ミラーと、第2偏光となる第2光線を反射する第2ミラーとを含み、かつ、偏光変換素子36と第1ミラー131との間に設けられ、表示像を補正する補正レンズ37と、補正レンズ37と第1ミラー131との間に設けられ、直線偏光と略円偏光とを変換する他の位相差板39とを設けたものである。
【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、及び、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偏光とに切り替えて出力可能な切替出力部を備え、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、
前記切替出力部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、
かつ、
光路に沿って前記切替出力部と前記第１ミラーとの間に設けられ、前記表示像を補正する補正レンズと、
前記補正レンズと前記第１ミラーとの間に設けられ、直線偏光と略円偏光とを変換する第１位相差板と、
を設けた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 710 文字）【請求項２】
前記切替出力部は、
駆動部の駆動力により回転可能な１／２λ板である
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位相差板は、１／４λ板である
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４】
前記切替出力部と前記補正レンズとの間に設けられ、前記直線偏光と前記略円偏光とを変換する第２位相差板を更に有する
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２位相差板は、１／４λ板である
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。
【請求項６】
前記表示素子、前記切替出力部、及び、前記第１位相差板の法線方向は、前記光源の光軸方向に対し、所定の角度θ（但しθ＞０）をなす
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７】
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状態となって、虚像を視認させ、
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状態となって、実像を視認させる、
ように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項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、視認者に対して外光の影響を排除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 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載の電子装置が知られている。この電子装置は、インストルメントパネルに取り付けられたクラスター表示ユニットとＨＵＤとを有し、車両の走行状態を判定し、その判定結果に基づき投射画像の虚像の位置がクラスター表示ユニットの近傍またはフロントガラスの前方になるようにＨＵＤの焦点距離を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５１６６４２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、上記従来の電子装置では、日中、ウィンドウシールドを透過して太陽光などの外光がＨＵＤに入射することがあり、ＨＵＤに入射した外光は、ミラー光学系で反射し液晶表示器である表示部に当たり、その後、表示部で反射し、運転者にまぶしい光として視認されるといった問題点があった。また、上記のように、外光が液晶表示器に当たることで、当該液晶表示器が発熱し温められて劣化してしまうという問題点があった。
【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、外光の影響を抑えつつ、表示部の劣化を最小限にす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】
【０００６】
本発明は、射出口１７を有し、前記射出口１７から表示光Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）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３５、及び、前記表示素子３５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偏光とに切り替えて出力可能な切替出力部３６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、前記切替出力部３６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１３１と、前記第２光線を反射する第２ミラー１３２と、を含み、かつ、光路に沿って前記切替出力部３６と前記第１ミラー１３１との間に設けられ、前記表示像を補正する補正レンズ３７と、前記補正レンズ３７と前記第１ミラー１３１との間に設けられ、直線偏光と略円偏光とを変換する第１位相差板３９と、を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヘッドアップディスプレイ装置に入射した外光が、表示部で反射して運転者にまぶしい光として視認させることを防止することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置に入射した外光が補正レンズで反射することで、表示部の発熱を抑え、熱による劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一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。
本発明の一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。
本発明の一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ＰＧＵの構成を示す模式図。
本発明の一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光路及び偏光状態を表す模式図。
本発明の一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表示内容の制御及び偏光の切替制御を行う場合のＰＧＵの構成を示す機能ブロック図。
本発明の一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外光が入射した場合の光路及び偏光状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置という）において虚像を生成する場合の構成を示す図、図２は、本実施形態に係るＨＵＤ装置において実像を生成する場合の構成を示す図である。
【００１０】
図１及び図２において、ＨＵＤ装置１は、例えば回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）３１に実装された可視波長域の光を出す発光ダイオードからなり、白色の光を発する光源１１と、当該光源１１から入射した光で画像を生成する表示素子３５、及び、当該表示素子３５から射出する光の偏光を互いに異なる第１偏光と第２偏光とに切り替えて出力する偏光変換素子３６（切替出力部）を有し、光源１１が出射した光を透過させると共に表示像を表示する表示部１２と、表示部１２で生成された表示像を表す光線の光路に沿って偏光変換素子３６の後段側（光源１１側と反対側）に設けられ、直線偏光と略円偏光とを変換する一の位相差板３８（第２位相差板）と、一の位相差板３８の後段側に設けられ、表示部１２で生成された表示像を補正する補正レンズ３７と、補正レンズ３７の後段側に設けられ、直線偏光と略円偏光とを変換する他の位相差板３９（第１位相差板）と、他の位相差板３９から出射される表示光Ｌ（図１の場合は虚像ＶＩの表示像を表す表示光Ｌ１、図２の場合は実像ＲＩの表示像を表す表示光Ｌ２）をウィンドウシールドＷＳ（透光部材）に向けて反射する反射部１３と、表示部１２における表示内容の制御、並びに偏光変換素子３６による第１偏光及び第２偏光の切り替え制御を行う制御部１５とを備え、これらが筐体１６に収容される。筐体１６には表示光Ｌが射出される開口部１７（射出口）が設けられ、当該開口部１７には内部を保護するためのカバーガラス１８が配置される。偏光変換素子３６は切替出力部の一例、一の位相差板３８は第２位相差板の一例、他の位相差板３９は第１位相差板の一例、ウィンドウシールドＷＳは投光部材の一例、開口部１７は射出口の一例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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