平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种小型且能够低成本制造的HUD系统以及HUD用光源装置。平视显示装置包括：用于生成要投射的影像光的影像显示装置；对来自所述影像显示装置的影像光进行规定的修正的光学系统；和反射被所述光学系统修正后的影像光并将其投射在所述挡风玻璃或者所述组合器上的凹面反射镜，所述影像显示装置包括照明光学系统和显示装置，其中所述照明光学系统包括固体光源、将来自所述固体光源的光转换成大致平行光的准直光学系统、以及使已被所述准直光学系统转换的光束的方向偏转并同时进行扩束的光学部件，所述影像显示装置在所述凹面反射镜的光轴上以隔着所述光学系统的方式与所述凹面反射镜相对地配置。与所述凹面反射镜相对地配置。与所述凹面反射镜相对地配置。

【技术实现步骤摘要】
平视显示装置
[0001]本申请是申请号为201780047425.X、申请日为2017.3.28、名称为“平视显示装置及其影像显示装置”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种将图像投影在车辆的挡风玻璃或者设置于其前方的作为透明或半透明的板状显示部件的组合器上，利用虚像向驾驶员显示信息的平视显示装置(Head Up Display：以下称作“HUD”)，特别是涉及一种能够用作在HUD装置中产生面状影像光的光源模块的小型高效的影像显示装置。

技术介绍

[0003]在HUD装置中，为了生成虚像而将图像光投影到车辆的挡风玻璃和组合器上，用于生成这样的图像光的影像显示装置一般组装在车辆的仪表盘这样狭窄的空间内，因此，期待小型且高效的装置。
[0004]此外，作为该HUD的相关技术，例如，在日本特开2015－90442号公报(专利文献1)中记载了一种显示装置，其包括用于显示图像的设备和投射显示于设备的图像的投射光学系统，能够在观察者的整个视角区域减少画面畸变同时实现小型化。此外，在该现有技术中，投射光学系统从显示设备至观察者的光路依次具有第1反射镜与第2反射镜。第1反射镜中的图像长轴方向的入射角与第1反射镜中的图像短轴方向的入射角、以及显示设备的图像显示面与第1反射镜的间隔、以及观察者所看到的虚像的水平方向宽度的关系满足规定的关系，由此实现HUD装置的小型化。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2015－90442号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]最近几年，随着作为固体光源的LED的发光效率的提高，使用LED作为发光源很有效。但在使用LED以及将其光转换成大致平行光的LED准直仪的上述现有技术(专利文献1)中所公开的光学系统的形状中，装置的小型化和模块化方面仍存在不足之处。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够适用于产生构成HUD装置的面状影像光的光源模块的、小型且高效的影像显示装置，另外，还提供一种利用该影像显示装置的、适合在车辆的仪表盘这样狭窄的空间内组装以及维修的HUD装置。
[0011]用于解决课题的技术方案
[0012]作为用来实现上述目的的一个实施方式，本专利技术提供一种平视显示装置，将影像光投射于车辆的挡风玻璃或设置在其前方的组合器，利用由其反射光形成的虚像向驾驶员提供图像，所述平视显示装置包括：用于生成要投射的影像光的影像显示装置；对来自所述
影像显示装置的影像光进行规定的修正的光学系统；和反射被所述光学系统修正后的影像光并将其投射在所述挡风玻璃或者所述组合器上的凹面反射镜，所述影像显示装置包括照明光学系统和显示装置，其中所述照明光学系统包括固体光源、将来自所述固体光源的光转换成大致平行光的准直光学系统、以及使已被所述准直光学系统转换的光束的方向偏转并同时进行扩束的光学部件，所述影像显示装置在所述凹面反射镜的光轴上以隔着所述光学系统的方式与所述凹面反射镜相对地配置。
[0013]专利技术效果
[0014]根据本专利技术，能够实现小型、高效且制造成本低的影像显示装置，同时，提供一种HUD装置，其利用该影像显示装置而能够容易地在仪表盘这样狭窄的空间内进行安装和维修。
附图说明
[0015]图1是表示本专利技术的实施例1的平视显示器(HUD)装置的整体外观的图。
[0016]图2是表示实施例1的HUD装置中的影像显示装置的外观及其内部结构的图。
[0017]图3是表示实施例1的影像显示装置中的光源装置的外观的图。
[0018]图4是说明实施例1的影像显示装置中的光源装置的内部结构的图。
[0019]图5是说明实施例1的影像显示装置中的准直仪的详细情况的图。
[0020]图6是表示实施例1的影像显示装置中的导光体的详细形状的立体图、截面图、截面放大图。
[0021]图7是表示实施例1的影像显示装置中的内部光学系统的动作的图。
[0022]图8是对实施例1的影像显示装置中的导光体的详细情况进行说明的图。
[0023]图9是用来说明实施例1的影像显示装置中的导光体的比较例的图。
[0024]图10是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置中的导光体的详细形状的图。
[0025]图11是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置中的导光体的详细形状的图。
[0026]图12是说明成形作为实施例1的影像显示装置的光学系统的构成部件的导光体所使用的模具的加工方法的图。
[0027]图13是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置中的导光体的详细形状的图。
[0028]图14是表示图13所示的影像显示装置中的导光体的表面粗糙度空间频率分布的特性图。
[0029]图15是表示图13所示的影像显示装置中的导光体表面的光散射的模式图。
[0030]图16是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置中的导光体表面的形状的平面图。
[0031]图17是对光源装置中的准直仪和合成扩散块的详细情况进行说明的图。
[0032]图18是对光源装置中的合成扩散块的详细情况进行说明的局部放大截面图。
[0033]图19是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置的结构的图。
[0034]图20是表示作为实施例1的变形例的影像显示装置的结构的图。
[0035]图21是表示本专利技术的其他实施例的影像显示装置的整体外观的图。
[0036]图22是表示本专利技术的其他实施例的影像显示装置的光学系统的内部结构的外观的图。
[0037]图23是表示本专利技术的其他实施例的影像显示装置的整体外观的图。
[0038]图24是表示本专利技术的实施例2的影像显示装置的光学系统的结构之一例的图。
[0039]图25是说明实施例2的影像显示装置的光学系统的图。
[0040]图26是对实施例2的影像显示装置中的导光体的详细情况进行说明的俯视图以及侧面图。
[0041]图27是表示作为实施例2的影像显示装置的光学系统的构成部件的LED准直仪与偏振转换棱镜的一例结构的图。
[0042]图28是对作为实施例2的变形例的影像显示装置中的导光体的详细情况进行说明的俯视图以及侧面图。
[0043]图29是对作为实施例2的变形例的影像显示装置中的导光体的详细情况进行说明的俯视图以及侧面图。
[0044]图30是对作为实施例2的变形例的影像显示装置中的导光体的详细情况进行说明的俯视图以及侧面图。
具体实施方式
[0045]下面，参照附图对本专利技术的实施例进行详细的说明。其中，在用来说明实施例的所有附图中，相同的部分原则上标注相同的附图标记，并省略其重复性的说明。另一方面，对于在某个图中标注附图标记进行说明的位置，在说明其他附图时不再进行图示，但有时标注相同的附图标记来提及。
[0046]图1(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平视显示装置，将影像光投射于车辆的挡风玻璃或设置在其前方的组合器，利用由其反射光形成的虚像向驾驶员提供图像，所述平视显示装置的特征在于，包括：固体光源；对从所述固体光源出射的光进行转换的准直光学系统；入射从所述准直光学系统出射的光并使其向规定的方向出射的导光体；设置于所述导光体的出射面的影像显示元件；和用于反射来自所述影像显示元件的影像光并将其投射在所述挡风玻璃或者所述组合器上的反射镜，其中，所述导光体具有供光入射的入射部、对入射了的光进行反射的反射部和供被所述反射部反射的光出射的出射部，所述反射部包括对入射了的光进行反射的多个反射面和连接在所述多个反射面之间的多个连接面。2.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于：所述入射部具有使光偏转至下述方向的结构，其中该方向是使得入射至所述反射部的反射面的光的入射角变大的方向。3.如权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于：所述导光体的入射面的偏转结构为相对于入射光倾斜地配置的斜面。4.如权利要求3所述的平视显示装置，其特征在于：所述倾斜地配置的斜面的至少一部分为曲面。5.如权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于：形成在所述导光体的反射部上的反射面的仰角根据位置而不同，且相邻的所述反射面与所述连接面的相对角度为90度以上。6.如权利要求5所述的平视显示装置，其特征在于：相邻的所述反射面与所述连接面的相对角度不随位置而变化，为定值。7.如权利要求5所述的平视显示装置，其特征在于：所述连接面的仰角的绝对值不随位置而变化，为定值。8.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于：所述反射部的多个反射面的投影到从所述准直光学系统出射的光的出射方向上的长度Lr与连接所述反射面的连接面的投影到从所述准直光学系统出射的光的出射方向上的长度Lc的比例Lr/Lc根据位置而不同。9.如权利要求8所述的平视显示装置，其特征在于：所述比例Lr/Lc...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山寿纪，平田浩二，国井康彦，谷津雅彦，
申请(专利权)人：麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：