平视显示装置制造方法及图纸

来自各发光元件(12)的照明光对图像形成部(30)的对应区域进行照明而形成图像。聚光部(14)具有与各发光元件成对的多个透镜元件(15a)。聚光透镜元件(15a)具有会聚照明光的聚光面(17)。将z方向定义为连结聚光面的面顶点(17a)和成对的发光元件的方向。在与z方向正交的虚拟平面上定义相互正交的x方向和y方向。聚光透镜元件和发光元件的对将x方向和y方向中的至少一方作为排列方向(AD)来排列。各聚光面形成为x方向的曲率和y方向的曲率相互不同的凸面状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示装置相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月23日申请的日本申请号2016－32258号和于2016年4月13日申请的日本申请号2016－80580号的优先权，在此引用其记载内容。
本公开涉及一种搭载于移动体并以能够被乘员视觉确认图像的方式显示虚像的平视显示装置。
技术介绍
以往，已知一种搭载于移动体并以能够被乘员视觉确认图像的方式显示虚像的平视显示装置(以下，简称为HUD装置)。专利文献1所公开的HUD装置具备多个发光元件、图像形成部以及聚光部。多个发光元件相互排列，并发出照明光。图像形成部具有照明对象面，来自各发光元件的照明光对该照明对象面进行照明，从而形成图像。聚光部会聚照明光并使其入射至照明对象面。这里，聚光部具有聚光透镜，该聚光透镜设置有纵向和横向的曲率不同的环形面。这里，环形面是变形面的一种。然而，专利文献1的环形面为在聚光透镜中具有与照明对象面同等的大小的单一的凸面状的面。因此，产生例如无法设定较大的曲率等设计的制约。而且，由于该环形面集中会聚来自各发光元件的照明光，所以无法进行配合各发光元件的排列的高效聚光。因此，对于由图像形成部所形成的图像投影到投影部件而成的虚像，存在不能充分提高可视性的顾虑。专利文献1：日本专利第5353203号公报
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种虚像的可视性较高的HUD装置。本公开的第一方式中的平视显示装置搭载于移动体，通过向投影部件投影图像，以能够被乘员视觉确认的方式虚像显示上述图像。平视显示装置具备相互排列并发出照明光的多个发光元件。平视显示装置还具备图像形成部，上述图像形成部具有照明对象面，通过来自各上述发光元件的上述照明光分别对上述照明对象面中的对应区域进行照明来形成上述图像。平视显示装置还具备聚光部，上述聚光部会聚来自各上述发光元件的上述照明光并使其入射至上述照明对象面。上述聚光部是以与各上述发光元件成对的方式设置有多个的透镜元件，并具有聚光透镜阵列，该聚光透镜阵列通过设置有会聚上述照明光的聚光面的聚光透镜元件相互排列而形成。将z方向定义为连结上述聚光面的面顶点和成对的上述发光元件的方向。在与上述z方向正交的虚拟平面上定义相互正交的x方向和y方向。上述聚光透镜元件和上述发光元件的对将上述x方向和上述y方向中的至少一方作为排列方向来排列。各上述聚光面为形成为上述x方向的曲率和上述y方向的曲率相互不同的凸面状的变形面。附图说明通过参照附图进行下述的详细描述，使有关本公开的上述目的以及其他的目的、特征、优点更加清楚。图1是表示第一实施方式中的HUD装置搭载于车辆的搭载状态的示意图。图2是表示第一实施方式中的发光元件、聚光部以及图像形成部的图，并且是表示包含排列方向以及z方向的剖面的剖视图。图3是表示第一实施方式中的发光元件、聚光部以及图像形成部的图，并且是表示包含另一方向以及z方向的剖面的剖视图。图4是表示第一实施方式中的发光元件的辐射角度分布的图。图5是表示第一实施方式中的复合透镜阵列的立体图。图6是用于对第一实施方式中的复合透镜阵列的聚光菲涅耳面进行说明的图。图7是用于对第一实施方式中的复合透镜阵列的复合面进行说明的图。图8是用于对第一实施方式中的发光元件和照明对象面的关系进行说明的图。图9是表示第二实施方式中的发光元件、聚光部以及图像形成部的图。图10是第二实施方式中的与图8对应的图。图11是表示第二实施方式中的复合透镜阵列的图，并且是表示包含y方向以及z方向的剖面的剖视图。图12是表示第二实施方式中的复合透镜阵列的图，并且是表示包含x方向以及z方向的剖面的剖视图。图13是变形例7中的与图2对应的图。图14是表示变形例9中的一个例子中的发光元件、聚光部以及图像形成部的图。图15是变形例17中的与图3对应的图。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，有对各实施方式中对应的构成要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明的情况。在各实施方式，在仅对结构的一部分进行说明的情况下，对于该结构的其他部分则能够应用之前说明的其他实施方式的结构。另外，不仅是在各实施方式的说明中明确表示的结构的组合，只要在组合时没有特别产生障碍，即使未明确表示，也能够使多个实施方式的结构彼此部分组合。(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100搭载于作为移动体之一的车辆1，并收容于仪表板2内。HUD装置100向车辆1的作为投影部件的挡风玻璃3投影图像。由此，HUD装置100以能够被车辆1的乘员视觉确认的方式虚像显示图像。即，在车辆1的车厢内，被挡风玻璃3反射的图像的光到达乘员的眼点(eyepoint)EP，乘员感觉到该光。而且，乘员能够识别被显示为虚像VI的各种信息。作为被显示为虚像VI的各种信息，例如可列举车速、燃料余量等车辆状态值，或者道路信息、视野辅助信息等车辆信息。车辆1的挡风玻璃3由透光性的玻璃或者合成树脂形成为板状。在挡风玻璃3上，车厢内侧的面将投影图像的投影面3a形成为平滑的凹面状或者平面状。此外，作为投影部件，也可以代替挡风玻璃3，在车辆1内设置与车辆1分体的组合部件(Combiner)，并向该组合部件投影图像。以下，基于图2～8对这样的HUD装置100的具体结构进行说明。HUD装置100具备多个发光元件12、聚光部14、图像形成部30、平面镜40以及凹面镜42，它们被收容于壳体50并保持。图2、图3所示的多个发光元件12相互排列。各发光元件12是发热较少的发光二极管元件。各发光元件12配置在光源用电路基板上，通过该基板上的布线图案与电源电连接。更详细而言，各发光元件12通过利用黄色荧光体来密封芯片状的蓝色发光二极管元件而形成，该黄色荧光体通过向具有透光性的合成树脂混合黄色荧光剂而成。黄色荧光体被从蓝色发光二极管元件根据电流量发出的蓝色光激发而发出黄色光，通过蓝色光和黄色光的合成发出伪白色的照明光。这里，如图4所示，各发光元件12以随着偏离发光强度最大的峰值方向PD，发光强度相对降低的辐射角度分布发出照明光。如图2、3所示，聚光部14具有聚光透镜阵列15和复合透镜阵列18。聚光部14通过这两个透镜阵列15、18，利用聚光使来自各发光元件12的照明光平行化，并使其入射至图像形成部30的照明对象面32。这里，本实施方式中的平行化是指照明光为从以放射状从发光元件12发出的状态接近平行光束的状态，照明光无需彻底成为平行光束。本实施方式的图像形成部30是使用薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)的液晶面板，例如是由在二维方向上排列的多个液晶像素形成的有源矩阵型的液晶面板。在图像形成部30中，层叠有一对偏振板以及被一对偏振板夹持的液晶层等。偏振板具有使电场矢量为规定方向的光透过并吸收电场矢量为与规定方向实质垂直的方向的光的性质，一对偏振板以与该规定方向实质正交的方式配置。液晶层通过施加每个液晶像素的电压，能够使根据施加电压入射至液晶层的光的偏振方向旋转。因此，图像形成部30能够通过使光入射到面板的聚光部14侧表面亦即照明对象面32，控制每个液晶像素的该光的透过率，从而形成图像。在相邻的液晶像素中，设置有颜色相互不同(例如，红色、绿色以及蓝色)的彩色滤光片，通过它们的组合可实现各种颜色。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平视显示装置，搭载于移动体(1)，通过向投影部件(3)投影图像，以能够被乘员视觉确认的方式虚像显示所述图像，所述平视显示装置具备：多个发光元件(12、212)，相互排列并发出照明光；图像形成部(30、230)，具有照明对象面(32、232)，通过来自各所述发光元件的所述照明光分别对所述照明对象面中的对应区域进行照明，形成所述图像；以及聚光部(14、214)，会聚来自各所述发光元件的所述照明光并使其入射至所述照明对象面，所述聚光部是以与各所述发光元件成对的方式设置有多个的透镜元件，具有聚光透镜阵列(15、215)，所述聚光透镜阵列通过设置有会聚所述照明光的聚光面(17、217)的聚光透镜元件(15a、215a)相互排列而形成，若将z方向定义为连结所述聚光面的面顶点(17a)和成对的所述发光元件的方向，并在与所述z方向正交的虚拟平面上定义相互正交的x方向和y方向，则所述聚光透镜元件和所述发光元件的对将所述x方向和所述y方向中的至少一方作为排列方向(AD)来排列，各所述聚光面是形成为所述x方向的曲率和所述y方向的曲率相互不同的凸面状的变形面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 JP 2016-032258;2016.04.13 JP 2016-080581.一种平视显示装置，搭载于移动体(1)，通过向投影部件(3)投影图像，以能够被乘员视觉确认的方式虚像显示所述图像，所述平视显示装置具备：多个发光元件(12、212)，相互排列并发出照明光；图像形成部(30、230)，具有照明对象面(32、232)，通过来自各所述发光元件的所述照明光分别对所述照明对象面中的对应区域进行照明，形成所述图像；以及聚光部(14、214)，会聚来自各所述发光元件的所述照明光并使其入射至所述照明对象面，所述聚光部是以与各所述发光元件成对的方式设置有多个的透镜元件，具有聚光透镜阵列(15、215)，所述聚光透镜阵列通过设置有会聚所述照明光的聚光面(17、217)的聚光透镜元件(15a、215a)相互排列而形成，若将z方向定义为连结所述聚光面的面顶点(17a)和成对的所述发光元件的方向，并在与所述z方向正交的虚拟平面上定义相互正交的x方向和y方向，则所述聚光透镜元件和所述发光元件的对将所述x方向和所述y方向中的至少一方作为排列方向(AD)来排列，各所述聚光面是形成为所述x方向的曲率和所述y方向的曲率相互不同的凸面状的变形面。2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其中，若将所述x方向和所述y方向中的一方设为所述排列方向，将另一方设为另一方向(SD)，则所述照明对象面形成为使对应于所述排列方向的所述照明对象面上的方向的尺寸为La并使对应于所述另一方向的所述照明对象面上的方向的尺寸为Ls的矩形形状，若将所述排列方向上的所述聚光透镜元件和所述发光元件的对的排列个数设为Na，则在La/Na＜Ls的情况下，所述排列方向的曲率大于所述另一方向的曲率，在La/Na＞Ls的情况下，所述排列方向的曲率小于所述另一方向的曲率。3.根据权利要求1所述的平视显示装置，其...

【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