[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5353203B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5353203B2
JP5353203B2 JP2008299706A JP2008299706A JP5353203B2 JP 5353203 B2 JP5353203 B2 JP 5353203B2 JP 2008299706 A JP2008299706 A JP 2008299706A JP 2008299706 A JP2008299706 A JP 2008299706A JP 5353203 B2 JP5353203 B2 JP 5353203B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
liquid crystal
crystal display
light
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008299706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009169399A (ja
Inventor
麻衣子 大平
宗也 松浦
祐一 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
Priority to JP2008299706A priority Critical patent/JP5353203B2/ja
Publication of JP2009169399A publication Critical patent/JP2009169399A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5353203B2 publication Critical patent/JP5353203B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを透過照明する発光ダイオード等の発光素子を有する液晶表示器が発した表示光によって虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
従来より、液晶表示器を用いたヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献1に開示されている。斯かるヘッドアップディスプレイ装置1は、表示光Lを車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に投影し、虚像を表示するものである。ヘッドアップディスプレイ装置1は、透光性の窓部2を備えたハウジング3に液晶表示器4及び反射鏡5を収容したものであり、液晶表示器4が発した表示光Lは、反射鏡5で反射されてフロントガラス或いは半透過板に投影される。液晶表示器4は、液晶表示パネル6及びこの液晶表示パネル6を透過照明する発光ダイオード等の発光素子7を有するものである。
特開平11−310055号公報
しかしながら、発光素子7が発した照明光は、液晶表示パネル6を透過して、アイボックスと称される視点範囲よりも大きい範囲に広がってしまうため、照明光の無駄が多く、表示される虚像の輝度が低いという問題を有していた。この問題を解決するため、発光輝度が高い光源を用いることが考えられるが、メタルハライドランプ等の発光輝度が高い光源は大きいため、液晶表示器4が大型化してしまう虞がある。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、虚像を高輝度にて表示できるヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。
本発明は、請求項1に記載したように、液晶表示パネル18及び前記液晶表示パネル18を透過照明する発光ダイオード22を備えた液晶表示器15が発した表示光Lによって虚像Vを表示させるヘッドアップディスプレイ装置11であって、前記液晶表示器15は、前記発光ダイオード22が発した照明光を縦方向及び横方向に集光するレンズ群23,53を備えると共に、前記レンズ群23,53は、前記発光ダイオード22が発した照明光を集光するコンデンサレンズ21と、前記コンデンサレンズ21によって集光された前記照明光を縦方向及び横方向に広げる光学部材20,50と、縦方向の曲率と横方向の曲率とが異なるトロイダル面を有し前記光学部材20,50によって縦方向及び横方向に広げられた前記照明光を集光する集光レンズ19と、を有するものである。
また、本発明は、請求項に記載したように、前記光学部材20,50は、前記照明光を縦方向に広げる第一のレンズ部20a,50aと、前記照明光を横方向に広げる第二のレンズ部20b,20c,50bと、を有するものである。
また、本発明は、請求項に記載したように、前記第二のレンズ部20b,20cは、第一のレンチキュラレンズ20bと、前記第一のレンチキュラレンズの開口数に比して開口数が大きい第二のレンチキュラレンズ20cと、を有するものである。
また、本発明は、請求項に記載したように、前記第一のレンズ部50aまたは前記第二のレンズ部50bは、平行光を光軸からの間隔に略比例する角度で屈折させる形状である。
アイボックスに対応するように、発光ダイオードが発した照明光を縦方向及び横方向に集光し、液晶表示パネルを透過照明することが可能になり、高輝度で虚像を表示することができる。
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。図1乃至図3は、第一実施形態を示すものである。
ヘッドアップディスプレイ装置11は車両のダッシュボード12内に配設されている(図2参照)。ヘッドアップディスプレイ装置11が投射する表示光Lはフロントガラス13により車両ドライバー14に反射される。車両ドライバー14は虚像Vを風景と重畳させて視認することができる。
ヘッドアップディスプレイ装置11は、液晶表示器15,反射器16等をハウジング17に収容したものである。液晶表示器15は、液晶表示パネル18と、集光レンズ19と、光学部材20と、コンデンサレンズ21と、発光ダイオード22とからなるものである。レンズ群23は、集光レンズ19,光学部材20及びコンデンサレンズ21からなるものである。集光レンズ19は、縦方向の曲率と横方向の曲率とが異なるトロイダル面を有する凸レンズからなるものである。
液晶表示パネル18は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着したものであり、ケース体24に固定されている。ケース体24は略角筒形状になっており、ケース体24の後端部は、後述する放熱部材に固定されている。ケース体24の中間部には集光レンズ19,光学部材20及びコンデンサレンズ21が保持され、前端部には液晶表示パネル18が保持されている。発光ダイオード22が発した照明光は、コンデンサレンズ21によって、光線密度が均一である略平行光になり、光学部材20及び集光レンズ19を介して、液晶表示パネル18を透過照明する。発光ダイオード22は、回路基板27に搭載されている。
反射器16は、凹面鏡30,保持部材31及びステッピングモータ32を有している。凹面鏡30は、樹脂(例えばポリカーボネート)に金属(例えばアルミニウム)を蒸着させ反射面30aを形成したものである。反射面30aは凹面となっており、液晶表示器15が発した表示光Lが拡大されて虚像Vが表示される。凹面鏡30は保持部材31に両面粘着テープにより接着されている。保持部材31は樹脂(例えばABS)からなるものであり、歯車部34及び軸部35が一体に形成されている。保持部材31の軸部35はハウジング17に軸支されている。
ステッピングモータ32の回動軸には歯車37が取付けられており、この歯車37は、保持部材31の歯車部34と噛合されている。凹面鏡30は保持部材31と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ32により凹面鏡30を回動させ、表示光Lの投射方向を調整することができる。車両ドライバー14は、押ボタンスイッチ(図示しない)を操作し表示光Lが目の位置に反射されるように(即ち、虚像Vを視認できるように)凹面鏡30の角度を調整する。
40は放熱部材であり、この放熱部材40は、ハウジング17の開口部17aに配設されている。放熱部材40は、図示しないビスによってフランジ部40aでハウジング17に固定されている。放熱部材40は、平板形状の多数の放熱フィン40bを有しており、発光ダイオード2が発した熱をハウジング17の外に放出する。42は長方形環状のパッキング部材であり、このパッキング部材42は、放熱部材40と、ハウジング17の開口部17aの間を塞ぐことによって、ハウジング17の中に塵埃が入ることを防いでいる。
ハウジング17には液晶表示器15及び反射器16が収容される。ハウジング17には表示光Lが出射する窓部44が設けられている。この窓部44は透光性樹脂(例えばアクリル)からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング17には遮光壁17cが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器15に入射し虚像Vが見えにくくなる現象(ウォッシュアウト)を防止している。遮光壁17cは平板形状になっており、ハウジング17の上部から斜めに垂下するように形成されている。
次に、図3に基づいて、光学部材20について詳述する。光学部材20は、後面側(発光ダイオード22側)に形成されたレンズ部20aと、前面側(液晶表示パネル18側)に形成されたレンズ部20b,20cとを有しており、発光ダイオード22から発せられて、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を縦方向及び横方向に広げる。
光学部材20のレンズ部20aは、横方向に伸長するレンチキュラレンズからなるものであり、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を縦方向に広げる。光学部材20のレンズ部20b,20cは、縦方向に伸長するレンチキュラレンズからなるものであり、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を横方向に広げる。
レンズ部20bは、光学部材20の前面側の中央部に設けられており、レンズ部20cは、レンズ部20bの左右両側に設けられている。レンズ部20cの開口数は、レンズ部20bの開口数よりも大きくなっており、コンデンサレンズ21によって集光された照明光が横方向に大きく広がり、アイボックスの周辺で徐々に暗くなるようになっている。
図4乃至図6は、第二実施形態を示すものである。第二実施形態は、光学部材50のみが第一実施形態と異なり、他の構成は第一実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
光学部材50は、前面側(液晶表示パネル18側)に形成されたレンズ部50aと、後面側(発光ダイオード22側)に形成されたレンズ部50bとを有しており、発光ダイオード22から発せられて、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を縦方向及び横方向に広げる。
光学部材50のレンズ部50aは、横方向に伸長するマイクロレンズアレイからなるものであり、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を横方向に広げる。光学部材50のレンズ部50bは、縦方向に伸長するマイクロレンズアレイからなるものであり、コンデンサレンズ21によって集光された照明光を横方向に広げる。
レンズ部50a,50bは、平行光を光軸からの間隔に比例する角度で屈折させる形状になっている。例えば、レンズ部50a,50bの光軸Aから所定間隔Wを隔てた平行光P1は、レンズ部50a,50bにおいて、光軸Aに対して所定角度αで屈折し、光軸Aから所定間隔2Wを隔てた平行光P2は、レンズ部50a,50bにおいて、光軸Aに対して所定角度2αで屈折し、光軸Aから所定間隔3Wを隔てた平行光P3は、レンズ部50a,50bにおいて、光軸Aに対して所定角度3αで屈折する。なお、光軸A上の平行光P0は屈折しない。
第一,第二実施形態によれば、発光ダイオード22が発した照明光をコンデンサレンズ21にて縦方向及び横方向に集光し、この集光された照明光を光学部材20にて縦方向及び横方向に広げることによって、車両ドライバー14のアイボックスに対応するように液晶表示パネル18を透過照明することが可能になり、高輝度で虚像Vを表示することができる。
本発明の第一実施形態を示す断面図。 同上第一実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 同上第一実施形態を示す光学部材の前面図及び後面図。 本発明の第二実施形態を示す断面図。 同上第二実施形態を示す光学部材の前面図及び後面図。 同上第二実施形態を示す光学部材の要部拡大図。 従来例を示す断面図。
11 ヘッドアップディスプレイ装置
15 液晶表示器
17 ハウジング
18 液晶表示パネル
20 光学部材
20a 第一のレンズ部
20b 第一のレンチキュラレンズ(第二のレンズ部)
20c 第二のレンチキュラレンズ(第二のレンズ部)
21 コンデンサレンズ
22 発光ダイオード
23 レンズ群
50 光学部材
50a 第一のレンズ部
50b 第二のレンズ部
V 虚像
L 表示光

Claims (4)

  1. 液晶表示パネル及び前記液晶表示パネルを透過照明する発光ダイオードを備えた液晶表示器が発した表示光によって虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記液晶表示器は、前記発光ダイオードが発した照明光を集光するレンズ群を備えると共に、
    前記レンズ群は、前記発光ダイオードが発した照明光を集光するコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズによって集光された前記照明光を縦方向及び横方向に広げる光学部材と、縦方向の曲率と横方向の曲率とが異なるトロイダル面を有し前記光学部材によって縦方向及び横方向に広げられた前記照明光を集光する集光レンズと、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記光学部材は、前記照明光を縦方向に広げる第一のレンズ部と、前記照明光を横方向に広げる第二のレンズ部と、を有することを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 前記第二のレンズ部は、第一のレンチキュラレンズと、前記第一のレンチキュラレンズの開口数に比して開口数が大きい第二のレンチキュラレンズと、を有することを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記第一のレンズ部または前記第二のレンズ部は、平行光を光軸からの間隔に略比例する角度で屈折させる形状であることを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
JP2008299706A 2007-12-18 2008-11-25 ヘッドアップディスプレイ装置 Expired - Fee Related JP5353203B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008299706A JP5353203B2 (ja) 2007-12-18 2008-11-25 ヘッドアップディスプレイ装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007325522 2007-12-18
JP2007325522 2007-12-18
JP2008299706A JP5353203B2 (ja) 2007-12-18 2008-11-25 ヘッドアップディスプレイ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009169399A JP2009169399A (ja) 2009-07-30
JP5353203B2 true JP5353203B2 (ja) 2013-11-27

Family

ID=40970564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008299706A Expired - Fee Related JP5353203B2 (ja) 2007-12-18 2008-11-25 ヘッドアップディスプレイ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5353203B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017000946T5 (de) 2016-02-23 2018-10-31 Denso Corporation Head-up-anzeigevorrichtung
US11360301B2 (en) 2019-12-12 2022-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Augmented reality head-up display apparatus
US11385462B2 (en) 2017-09-07 2022-07-12 Denso Corporation Head-up display device and image projection unit

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011090976A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Nippon Seiki Co Ltd 照明装置
JP5526974B2 (ja) * 2010-02-22 2014-06-18 日本精機株式会社 照明装置
JP5542015B2 (ja) * 2010-09-13 2014-07-09 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイの表示装置
JP5907404B2 (ja) * 2011-03-15 2016-04-26 株式会社リコー 画像投影装置
JP5674032B2 (ja) 2011-03-25 2015-02-18 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6237249B2 (ja) 2014-01-15 2017-11-29 株式会社デンソー 照明用レンズ、照明ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置
EP2930420A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-14 Johnson Controls Automotive Electronics SAS Head up display projecting visual information onto a screen
CN106255915B (zh) * 2014-04-21 2019-01-08 夏普株式会社 透射型屏幕和平视显示器
JP6369148B2 (ja) * 2014-06-09 2018-08-08 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6287605B2 (ja) 2014-06-09 2018-03-07 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP2016065907A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2016084744A1 (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 シャープ株式会社 投影型表示装置
JP6078798B2 (ja) * 2014-12-08 2017-02-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ、照明装置およびそれを備えた移動体
KR102362728B1 (ko) * 2015-02-26 2022-02-15 엘지이노텍 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
KR102424949B1 (ko) * 2015-04-24 2022-07-25 엘지이노텍 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
KR102362729B1 (ko) * 2015-04-24 2022-02-15 엘지이노텍 주식회사 헤드업 디스플레이 장치
JP6550923B2 (ja) * 2015-05-26 2019-07-31 日本精機株式会社 表示装置
JP6354667B2 (ja) * 2015-06-05 2018-07-11 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
JP6459921B2 (ja) * 2015-11-19 2019-01-30 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
US20190004314A1 (en) * 2016-01-27 2019-01-03 Kyocera Corporation Head-up display for vehicle
KR20170101112A (ko) * 2016-02-26 2017-09-05 엘지전자 주식회사 차량용 헤드 업 디스플레이 장치
JP6417352B2 (ja) 2016-03-22 2018-11-07 矢崎総業株式会社 バックライトユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置
JP6508125B2 (ja) * 2016-05-18 2019-05-08 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
JP6579126B2 (ja) * 2016-05-25 2019-09-25 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及び画像投射ユニット
KR101858701B1 (ko) 2016-07-15 2018-05-16 엘지전자 주식회사 차량용 헤드 업 디스플레이 장치
CN107357040B (zh) * 2017-08-22 2020-09-15 苏州车萝卜汽车电子科技有限公司 一种紧凑型抬头显示装置以及显示方法
JP6460185B2 (ja) * 2017-08-31 2019-01-30 株式会社デンソー 照明用レンズ、照明ユニット及びヘッドアップディスプレイ装置
JP6663896B2 (ja) * 2017-11-02 2020-03-13 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
KR102573104B1 (ko) * 2017-12-27 2023-08-30 엘지디스플레이 주식회사 헤드업 표시 장치
JP6481785B2 (ja) * 2018-02-02 2019-03-13 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びその照明ユニット
JP6926136B2 (ja) 2019-03-22 2021-08-25 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN115769020A (zh) 2020-07-01 2023-03-07 美蓓亚三美株式会社 面状照明装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09159986A (ja) * 1995-12-13 1997-06-20 Kansei Corp 車両用情報表示装置
JP3798586B2 (ja) * 1999-08-06 2006-07-19 株式会社リコー 照明装置及び液晶プロジェクタ
JP2003104087A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
JP2004061848A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Seiko Epson Corp 照明光学系およびプロジェクタ
JP4962685B2 (ja) * 2005-04-26 2012-06-27 日本精機株式会社 照明装置及びその照明装置を備えた液晶表示装置
JP4671117B2 (ja) * 2005-09-22 2011-04-13 ミネベア株式会社 照明装置及びそれを用いた光源ユニット

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017000946T5 (de) 2016-02-23 2018-10-31 Denso Corporation Head-up-anzeigevorrichtung
US10920958B2 (en) 2016-02-23 2021-02-16 Denso Corporation Head-up display device
DE112017000946B4 (de) 2016-02-23 2023-03-30 Denso Corporation Head-up-anzeigevorrichtung
US11385462B2 (en) 2017-09-07 2022-07-12 Denso Corporation Head-up display device and image projection unit
US11360301B2 (en) 2019-12-12 2022-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Augmented reality head-up display apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009169399A (ja) 2009-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5353203B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP7206361B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP4883283B2 (ja) 表示装置
JP2010277065A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP4831474B2 (ja) 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
JP6004706B2 (ja) 表示装置及びこれを備えたヘッドアップディスプレイシステム
JP4962685B2 (ja) 照明装置及びその照明装置を備えた液晶表示装置
JP4671117B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた光源ユニット
JP2006310367A5 (ja)
JP4941070B2 (ja) 車両用表示装置
JP2007065011A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2009288388A (ja) 表示装置
JP2008257021A (ja) 表示装置
JP6098868B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2005066688A1 (ja) 照明装置
JP2006011168A (ja) 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
JP4985921B2 (ja) 表示装置
JP2006019027A (ja) 照明装置
JP5146908B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2014174221A (ja) 光源装置
JP5776157B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP4264965B2 (ja) 表示装置
JPH0585224A (ja) 表示装置
JP2020189605A (ja) ヘッドアップディスプレイ
JP2005181640A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130711

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130730

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130812

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5353203

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees