平视显示装置及其照明单元制造方法及图纸

照明单元(2)以光源(20)和多级聚光透镜(21)作为一组照明单位(26)，并具备在基准方向(X)上排列的多组照明单位(26)，其中，光源(20)配置于隔着放大光学系统(6)而与视觉确认区域(91)共轭的共轭位置(Pl)；多级聚光透镜(21)使来自光源(20)的光朝向显示器(5)会聚。各组照明单位(26)包含作为最接近光源(20)的聚光透镜(21)的初级透镜(22)、以及作为最远离光源(20)的聚光透镜(21)的最后一级透镜(24)。在各组照明单位(26)中，若假定对从初级透镜(22)到最后一级透镜(24)的所有级的聚光透镜(21)进行合成而得到的合成透镜的合成焦点(Pc)，则将初级透镜(22)的主平面(224)与光源(20)之间隔开的间隔(Gl)设定为在初级透镜(22)的主平面(224)与合成焦点(Pc)之间隔开的间隔(Gc)以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请基于在2014年6月9日申请的日本专利申请2014-118741，通过参照将其公开内容编入本申请。
本公开涉及平视显示装置及其照明单元。
技术介绍
以往，广泛公知有平视显示装置(以下，称为“HUD装置”)，该平视显示装置将由显示器形成并被放大光学系统放大后的显示图像投影至移动体的显示部件，而以能在移动体室内的视觉确认区域进行视觉确认的方式，显示该显示图像的虚像。在这样的HUD装置中，作为对显示器进行透光照明而使显示图像的光到达视觉确认区域的照明单元，例如具有如在专利文献1中公开的构造的照明单元。在该照明单元中，作为将来自光源的放射光朝向显示器聚光的多级聚光透镜，设置有初级聚焦透镜、中间级柱状透镜(lenticularlens)以及最后一级聚光透镜。专利文献1：日本特开2009-169399号公报那么，在专利文献1的照明单元中，针对多个光源共用的一个凸透镜被用作最后一级聚光透镜。因而，为了有效利用来自那些光源的光来对显示器的大范围面积进行照明，需要对像被多个光源共用化的最后一级聚光透镜给予较大的有效直径。一般地，在聚光透镜中，若有效直径较大，则难以增大透镜面的曲率，因此存在难以减小焦距之虞。因此，在最后一级聚光透镜被多个光源共用化的专利文献1的照明单元中，存在由所有级的聚光透镜合成得到的合成透镜的焦点即合成焦点远离初级聚焦透镜的可能性。这里，在如专利文献1的照明单元那样的构造中，为了使来自各光源的光在视觉确认区域内成像并提高照明效率，需要将这些各光源配置于隔着放大光学系统而与视觉确认区域共轭的共轭位置。因此，本专利技术者进行了研究，结果明确了：若将聚焦透镜和光源之间隔开的间隔设定在与该聚焦透镜和合成焦点之间隔开的间隔相应的特定范围内，则能够将各光源准确地配置于与视觉确认区域共轭的共轭位置。但是，进一步深入研究，结果也明确了：在如专利文献1的照明单元那样的构造中，如上所述，由于合成焦点远离聚焦透镜，因而，该聚焦透镜与光源的间隔也必须变大，存在大型化之虞。
技术实现思路
本公开是鉴于以上说明的研究结果而完成的，其目的在于提供一种在HUD装置中以较高的照明效率对显示器的大范围面积进行照明的小型的照明单元、以及具备这样的照明单元的HUD装置。首先，根据公开的第一方式，是在HUD装置中对显示器进行透光照明而使显示图像的光到达视觉确认区域的照明单元，其中，HUD装置将由显示器形成并被放大光学系统放大后的显示图像投影至移动体的显示部件，从而将该显示图像的虚像显示为能在移动体的室内的视觉确认区域进行视觉确认，该照明单元以光源和多级聚光透镜作为一组照明单位，并具备在规定的基准方向上排列的多组该照明单位，其中，光源配置于隔着放大光学系统而与视觉确认区域共轭的共轭位置并放射光；多级聚光透镜使来自光源的光朝向显示器会聚，各组照明单位至少包含作为以最接近光源的方式配置的聚光透镜的初级透镜、和作为以最远离光源的方式配置的聚光透镜的最后一级透镜，在各组照明单位中，若假定对从初级透镜到最后一级透镜的所有级的聚光透镜进行合成所成而得到的合成透镜的合成焦点，则初级透镜的主平面与光源之间隔开的间隔设定为在初级透镜的主平面与合成焦点之间隔开的间隔以下。根据这样的第一方式，在基准方向上排列的各组照明单位，分别利用多级聚光透镜，将来自配置于隔着放大光学系统而与视觉确认区域共轭的共轭位置的光源的光朝向显示器会聚。在通过各组照明单位来实现这样的聚光构造的照明单元中，也与多个光源同等数量地与多个光源对应地设置至少包含有最接近光源的初级透镜以及最远离该光源的最后一级透镜的任意级数的聚光透镜。因此，根据各组照明单位，能够分别减小所有级的聚光透镜的有效直径以及焦距，但仍能照明显示器的较大范围的面积。并且，在各组照明单位中，初级透镜的主平面与光源之间隔开的间隔，均在该主平面与对小焦距的聚光透镜进行合成而得到的合成透镜的合成焦点之间所隔开的间隔以下。由此，随着初级透镜主平面与合成焦点的间隔变小，该主平面与光源的间隔也变小。因此，能够使照明单元的体型小型化，但仍能使来自各光源的光在视觉确认区域成像来提高照明效率。接下来，根据公开的第二方式，是HUD装置，该HUD装置将由显示器形成并被放大光学系统放大后的显示图像投影至移动体的显示部件，从而将该显示图像的虚像显示为能在移动体的室内的视觉确认区域进行视觉确认，并且该HUD装置中，与第一方式的照明单元一起设置有显示器以及放大光学系统。在这样的第二方式的HUD装置中，由于通过至少具有第一方式的结构的小型的照明单元，能够以较高的照明效率对显示器的较大范围的面积进行透光照明，所以也可以在确保移动体中的配置自由度的同时，确保与该照明效率相应的虚像的亮度。附图说明图1是表示第一实施方式的HUD装置的结构图。图2是表示第一实施方式的照明单元的立体图。图3是表示第一实施方式的照明用单元的主视图。图4是表示第二实施方式的照明单元的立体图。图5是表示第二实施方式的照明用单元的主视图。图6是用于对第二实施方式的照明单元进行说明的示意图。图7是表示第一实施方式的变形例的主视图。图8是用于对第二实施方式的变形例进行说明的示意图。具体实施方式以下，基于附图对本公开的多个实施方式进行说明。此外，存在对在各实施方式中对应的构成要素标注相同的附图标记，从而省略重复的说明的情况。在各实施方式中，在仅对结构的一部分进行了说明的情况下，对于该结构的其它部分，能够应用在此之前说明的其它实施方式的结构。另外，不仅有在各实施方式的说明中明示出的结构的组合，特别是只要组合上不会产生障碍，则即使未作明示，也能够将多个实施方式的结构彼此局部地组合。(第一实施方式)如图1所示，本公开的第一实施方式的HUD装置1搭载于作为“移动体”的车辆8，并收纳于仪表板80内。HUD装置1向车辆8的作为“显示部件”的挡风玻璃81投影显示图像10。其结果，在车辆8的室内，被挡风玻璃81反射的显示图像10的光到达视觉确认者9的眼点(eyepoint)90。视觉确认者9感受到朝向眼点90的到达光，而在挡风玻璃81的前方视觉确认显示图像10的虚像10a。此时，虚像10a的视觉确认限于在眼点90位于车辆8的室内的视觉确认区域91的情况下进行。换言之，在眼点90脱离视觉确认区域91的情况下，视觉确认者9很难进行虚像10a的视觉确认。在HUD装置1，与照明单元2一起设置有显示器5以及放大光学系统6。另外，HUD装置1可以包含显示控制单元7。照明单元2将一个光源20以及多级聚光透镜21作为一组照明单位26，如图2、3所示，具备多组照明单位26。这里，在本实施方式中，三组照明单位26包含以最接近同一组光源20的方式配置的初级透镜22、和以离同一组的光源20最远的方式配置的最后一级透镜24，作为分别分两级设置的聚光透镜21。因此，在照明单元2中，分别各设置有相互间为相同数目的三个部件：光源20、初级透镜22以及最后一级透镜24。构成各组的照明单位(以下，简记为“各组照明单位”)26的光源20分别例如由发光二极管(LED)等点状发光源构成，并配置于隔着放大光学系统6而与视觉确认区域91共轭的共轭位置Pl(参照图1)。在各组照明单位26中，光源20随着通电而发光，从而放射例如白色等颜色的光。构成各组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平视显示装置的照明单元，其特征在于，该平视显示装置(1)将由显示器(5)形成并被放大光学系统(6)放大后的显示图像(10)投影至移动体(8)的显示部件(81)，从而将该显示图像的虚像(10a)显示为能在上述移动体的室内的视觉确认区域(91)进行视觉确认，在该平视显示装置中，上述照明单元(2)对上述显示器进行透光照明，使上述显示图像的光到达上述视觉确认区域，该平视显示装置的照明单元以光源(20)和多级聚光透镜(21、2021)作为一组照明单位(26、2026)，并具备在规定的基准方向(X)上排列的多组照明单位(26、2026)，其中，光源(20)配置于隔着上述放大光学系统而与上述视觉确认区域共轭的共轭位置(Pl)并放射光，多级聚光透镜(21、2021)使来自上述光源的光朝向上述显示器会聚，各组上述照明单位至少包含作为以最接近上述光源的方式配置的上述聚光透镜的初级透镜(22)、以及作为以最远离上述光源的方式配置的上述聚光透镜的最后一级透镜(24、2024)，在各组上述照明单位中，若假定对从上述初级透镜到上述最后一级透镜的所有级的上述聚光透镜进行合成而得到的合成透镜的合成焦点(Pc)，则上述初级透镜的主平面(224)与上述光源之间隔开的间隔(Gl)设定为在上述初级透镜的主平面(224)与上述合成焦点之间隔开的间隔(Gc)以下。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.09 JP 2014-1187411.一种平视显示装置的照明单元，其特征在于，该平视显示装置(1)将由显示器(5)形成并被放大光学系统(6)放大后的显示图像(10)投影至移动体(8)的显示部件(81)，从而将该显示图像的虚像(10a)显示为能在上述移动体的室内的视觉确认区域(91)进行视觉确认，在该平视显示装置中，上述照明单元(2)对上述显示器进行透光照明，使上述显示图像的光到达上述视觉确认区域，该平视显示装置的照明单元以光源(20)和多级聚光透镜(21、2021)作为一组照明单位(26、2026)，并具备在规定的基准方向(X)上排列的多组照明单位(26、2026)，其中，光源(20)配置于隔着上述放大光学系统而与上述视觉确认区域共轭的共轭位置(Pl)并放射光，多级聚光透镜(21、2021)使来自上述光源的光朝向上述显示器会聚，各组上述照明单位至少包含作为以最接近上述光源的方式配置的上述聚光透镜的初级透镜(22)、以及作为以最远离上述光源的方式配置的上述聚光透镜的最后一级透镜(24、2024)，在各组上述照明单位中，若假定对从上述初级透镜到上述最后一级透镜的所有级的上述聚光透镜进行合成而得到的合成透镜的合成焦点(Pc)，则上述初级透镜的主平面(224)与上述光源之间隔开的间隔(Gl)设定为在上述初级透镜的主平面(224)与上述合成焦点之间隔开的间隔(Gc)以下。2.根据权利要求1所述的平视显示装置的照明单元，其特征在于，在各组上述照明单位中，正屈光度最大的上述聚光透镜是上述初级透镜。3.根据权利要求2所述的平视显示装置的照明单元，其特征在于，各组上述照明单位包含以最大的正屈光度使来自上述光源的光会聚的上述初级透镜、以及使来自上述光源并通过了上述初级透镜的光会聚而对该光的成像位置进行调整的上述最后一级透镜，作为分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：南原孝启，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP