平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种平视显示装置，其可抑制聚光机构的像差造成的显示元件的显示区域的照明不均匀。一种平视显示装置(100)，在该平视显示装置中，将具有背光单元(1)和液晶显示元件(2)的显示器(3)所发出的显示光(L)，经由投射机构投射于观察者的视点区域，辨认该显示光(L)所表示的图像。背光单元(1)包括：光源(10)，该光源射出对液晶显示元件(2)进行照明的光；透镜阵列(40)，在该透镜阵列(40)中设置多个透镜，该透镜阵列(40)分割从上述光源(10)所射出的光(I)，形成多个上述光源的像；聚光机构(51、52)，该聚光机构(51、52)按照与液晶显示元件(2)的显示区域相对应的方式，汇聚从光源(10)的像所射出的光(I)，透镜阵列(40)按照周壁的透镜的配光角度不同于中间的透镜的配光角度的方式构成。

Head up display device

The invention provides a head up display device, which can suppress the uneven illumination of the display area of the display element caused by the aberration of the focusing mechanism. A head up display device (100), in the head up display device, the backlight unit having liquid crystal display element (1) and (2) the display (3) showed that the light emitted by the view area (L), projected on the projection mechanism of the observer, identify the display light (L) image said the. The backlight unit includes a light source (1) (10), the light source of the liquid crystal display element (2) illumination light; lens array (40), in the lens array (40) arranged in a plurality of lens, the lens array (40) segmentation from the light source (10) emitted from the light (I), forming a plurality of the light source; the light condensation mechanism (51, 52), the condensing mechanism (51, 52) in accordance with the liquid crystal display element (2) corresponding to the display area, gathered from the light source (10) as the light from the lens array (I), (40) a light distribution angle lens according to the light distribution angle lens peripheral wall is different from the middle of the way.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示装置
本专利技术涉及平视显示装置。
技术介绍
作为显示规定的图像的显示器，人们知道有通过背光而对液晶显示元件进行透射照明的结构的类型。在专利文献1中，公开有具有这样的结构的显示器的显示装置，该显示装置称为所谓的平视显示(Head-upDisplay；HUD)装置。HUD装置通过将来自显示器的显示光投射于车辆的前玻璃，用户(主要为驾驶员)将规定的图像辨认为显示像(虚像)。在专利文献1所述的显示器中，背光采用聚光型的照明光学系统，在从背光用的光源到液晶显示元件的光路上设置有：聚光透镜(平行光形成机构)、透镜阵列、物镜(也称为“聚焦透镜”，为聚光机构)，由此，在液晶显示元件的背后构成背光单元。在专利文献1的HUD装置中，通过由透镜阵列形成的光源的多重像所发出的光线通过物镜而折射，以规定的角度射入液晶显示元件。射入液晶显示元件中的主光线以与入射角度基本相等的角度，从液晶显示元件，作为显示光射出，经由主要由凹面镜和前玻璃构成的投射光学系统，汇聚于用户的视点区域(アイボックス：可视范围)附近。已有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2012—203176号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1的HUD装置中，以HUD装置的像放大率，即投射光学系统的焦点距离在显示像的纵向和横向上相等的条件为前提，物镜的曲面形状相对光轴呈旋转对称状。但是，对于装载于车辆上的HUD装置，具有因设计上的制约，根据车种不同，投射光学系统的焦点距离在纵向和横向而不同的情况，该设计上的制约主要为设置下述部件等而产生，该部件分别用于：对由前玻璃所产生的显示像的形变进行补偿、接纳于有限的装载空间、防止散射光。在该场合，具有视点区域的显示光的聚光度劣化，光利用效率降低的危险、从规定的视点而辨认的显示像的亮度均匀度降低的危险。另外，在专利文献1的HUD装置中，因聚光机构的像差，越从光源的光轴离开，从光源的多重像所发出的光线向液晶显示元件的照射范围越窄。由此，具有产生对液晶显示元件的显示区域的照明不均匀、产生伴随视点移动的显示像的亮度不均匀的问题。作为针对它的对策，列举有聚光机构的透镜设置等的最佳化，但是，满足背光的允许容积的范围内的最佳化具有限制，如果扩大相对光轴而远离的位置的照射范围，则随之相对光轴附近的位置的照射范围也扩大，光利用效率降低。另外，具有向液晶显示元件2的配光控制脱离理想状况，在用户的视点区域的聚光度降低的危险。本专利技术是针对上述情况而提出的，本专利技术的第1目的在于，提供一种HUD装置，其抑制因光利用效率的降低、显示像的亮度的均匀度的降低。本专利技术是针对上述情况而提出的，本专利技术的第2目的在于，提供一种HUD装置，其可抑制聚光机构的像差造成的显示元件的显示区域的照明不均匀。用于解决课题的技术方案为了实现上述第1目的，本专利技术的平视显示装置涉及下述的平视显示装置，在该平视显示装置中，将具有背光单元和显示元件的显示器所发出的显示光，经由投射机构投射于观察者的视点区域，辨认该显示光所表示的图像，其特征在于，上述背光单元包括：光源，该光源射出对上述显示元件进行照明的光；透镜阵列，该透镜阵列分割从上述光源所射出的光，形成多个上述光源的像；聚光机构，该聚光机构按照与上述显示元件的显示区域相对应的方式，汇聚从上述光源的像所射出的光,上述聚光机构按照下述方式构成，该方式为：纵向和横向的焦点距离不同，以便对上述投射方向的纵向和横向的焦点距离的不同进行补偿。为了实现上述第2目的，本专利技术的平视显示装置的特征在于,上述透镜阵列按照下述方式构成，该方式为：设置多个透镜，周边的透镜的配光角度不同于中间的透镜的配光角度。专利技术的效果按照本专利技术，可抑制聚光机构的像差造成的显示元件的显示区域的照明不均匀。附图说明图1为用于说明本专利技术的一个实施方式的HUD装置的装载形态的示意图；图2为本专利技术的一个实施方式的HUD装置的概况剖视图；图3为图2所示的HUD装置的显示器附近的放大图；图4为本专利技术的一个实施方式的背光单元的概况分解立体图；图5为用于说明本专利技术的一个实施方式的背光单元的功能的示意图，图5(a)为实施方式和比较例的横向剖视图，图5(b)为比较例的纵向剖视图，图5(c)为实施方式的纵向剖视图；图6为表示本专利技术的一个实施方式的透镜阵列的主视图；图7为表示本专利技术的一个实施方式的第2聚焦透镜的图；图8为用于说明已有技术的背光单元的功能的示意图的横向剖视图；图9为表示本专利技术的一个实施方式的透镜阵列的横向剖视图；图10为本专利技术的一个实施方式的透镜阵列的另一例子的横向剖视图。具体实施方式下面参照附图，对本专利技术的实施方式的平视显示(HUD)装置进行说明。本实施方式的HUD装置100按照像图1所示的那样，埋入车辆C的仪表盘中的方式设置。HUD装置100像图2所示的那样，包括：由背光单元1和液晶显示元件2(显示元件)构成的显示器3；平面镜4；凹面镜5；筐体6；保护部件7。HUD装置100通过将从显示器3所射出的显示光L投射于车辆C的挡风玻璃S(前挡玻璃)上，将显示光L所表示的图像作为虚像V(显示像)，由用户U(主要为驾驶员)辨认。从显示器3所射出的显示光L通过由来自背光单元1的光，对液晶显示元件2进行透射照明的方式获得，表示规定的图像。背光单元1像图3所示的那样，包括：光源10、平行形成机构20、照度均匀化机构30、透镜阵列40、第1聚焦透镜51、第2聚焦透镜52、反射部60、扩散片70、外壳体80与外罩部件90。平行光形成机构20、照度均匀化机构30、透镜阵列40、第1聚焦透镜51、第2聚焦透镜52、反射部60与扩散片70设置于光源10所射出的光的光路上。它们从光源10，朝向液晶显示元件2，按照平行光形成机构20、照度均匀化机构30、透镜阵列40、第1聚焦透镜51、反射部60、第2聚焦透镜52、扩散片70的顺序而设置。光源10、平行光形成机构20、透镜阵列40、第1聚焦透镜51和第2聚焦透镜52构成HUD装置100的照明光学系统。背光单元1按照一边将从光源10发出的光均匀地照射到液晶显示元件2的显示区域A，一边将从液晶显示元件2中透射的显示光L经由由凹面镜5和挡风玻璃S构成的HUD装置100的投射机构(投射光学系统)，导到用户U的可视范围EB(视点区域)内的方式，控制从液晶显示元件2的前面(朝向图2和图3中的纸面上方向的面)所射出的显示光L的角度(参照图5)。光源10发出对液晶显示元件2进行透射照明的光(在下面也称为“照明光I”)。光源10由比如，2个LED(发光二极管)构成。另外，光源10还可由1或3个以上的LED构成。光源10安装于固定在外壳体80上的电路衬底11(参照图4)上。在电路衬底11中，在由铝、树脂等形成的基材上形成电路布图，通过后述的控制部(在图中没有示出)与公知的方法而导通连接。另外，光源10与放热部件(在图中没有示出)热耦合。放热部件为由比如铝等的金属材料制作的翅片型的结构体，将光源10发出的热量排放到外部。平行光形成机构20接受来自光源10的照明光I，作为平行光所射出。在这里所说的平行光为与光源10的光轴AX(参照图3)基本平行(还包括刚好平行)地行进的光。平行光形成机构20由比如聚光透镜构成。聚光透镜为通过工程树脂材料而制作的凸透镜，相对1个光源1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平视显示装置，在该平视显示装置中，将具有背光单元和显示元件的显示器所发出的显示光，经由投射机构投射于观察者的视点区域，辨认该显示光所表示的图像，其特征在于，上述背光单元包括：光源，该光源射出对上述显示元件进行照明的光；透镜阵列，该透镜阵列分割从上述光源所射出的光，形成多个上述光源的像；聚光机构，该聚光机构按照与上述显示元件的显示区域相对应的方式，汇聚从上述光源的像所射出的光，上述聚光机构按照下述方式构成，该方式为：纵向和横向的焦点距离不同，以便对上述投射方向的纵向和横向的焦点距离的不同进行补偿。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 JP 2014-193281;2014.09.24 JP 2014-193281.一种平视显示装置，在该平视显示装置中，将具有背光单元和显示元件的显示器所发出的显示光，经由投射机构投射于观察者的视点区域，辨认该显示光所表示的图像，其特征在于，上述背光单元包括：光源，该光源射出对上述显示元件进行照明的光；透镜阵列，该透镜阵列分割从上述光源所射出的光，形成多个上述光源的像；聚光机构，该聚光机构按照与上述显示元件的显示区域相对应的方式，汇聚从上述光源的像所射出的光，上述聚光机构按照下述方式构成，该方式为：纵向和横向的焦点距离不同，以便对上述投射方向的纵向和横向的焦点距离的不同进行补偿。2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，该聚光机构由1个以上的聚焦透镜构...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦宗也，川合健，春山裕辉，
申请(专利权)人：日本精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP