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JP2010277065A - Headup display device - Google Patents

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JP2010277065A
JP2010277065A JP2010010701A JP2010010701A JP2010277065A JP 2010277065 A JP2010277065 A JP 2010277065A JP 2010010701 A JP2010010701 A JP 2010010701A JP 2010010701 A JP2010010701 A JP 2010010701A JP 2010277065 A JP2010277065 A JP 2010277065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
lens
light
display device
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.)
Pending
Application number
JP2010010701A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Maiko Ohira
麻衣子 大平
Muneya Matsuura
宗也 松浦
Yuichi Takahashi
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 JP2010010701A priority Critical patent/JP2010277065A/en
Publication of JP2010277065A publication Critical patent/JP2010277065A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a headup display device capable of displaying a virtual image with high luminance. <P>SOLUTION: The headup display device 11 displays the virtual image V with display light L emitted from a liquid crystal display 15 including a liquid crystal display panel 18 and a light emitting element 22 for transmitted illumination of the liquid crystal display panel 18. The liquid crystal display 15 includes a condenser lens 21 condensing illumination light emitted from the light emitting element 22, and an optical member 20 having lenticular lenses 20a and 20b spreading the illumination light condensed by the condenser lens 21. The lenticular lenses 20a and 20b have such shape that space to refract parallel beams at an integer multiple of a predetermined angle is gradually reduced or extended. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a liquid crystal display panel and a head-up display device that displays a virtual image by display light emitted from a liquid crystal display having a light emitting element such as a light emitting diode that transmits and illuminates the liquid crystal display panel.

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。   Conventionally, various head-up display devices using a liquid crystal display have been proposed, and for example, disclosed in Patent Document 1. Such a head-up display device 1 projects display light L onto a transflective plate called a vehicle windshield or combiner to display a virtual image. The head-up display device 1 has a liquid crystal display 4 and a reflecting mirror 5 housed in a housing 3 having a translucent window 2, and the display light L emitted from the liquid crystal display 4 is reflected by the reflecting mirror 5. And projected onto the windshield or transflective plate. The liquid crystal display 4 includes a liquid crystal display panel 6 and a light emitting element 7 such as a light emitting diode that transmits and illuminates the liquid crystal display panel 6.

特開平11−310055号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-310055

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。
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。
However, since the illumination light emitted from the light emitting element 7 is transmitted through the liquid crystal display panel 6 and spreads over a range larger than the viewpoint range called an eyebox, the illumination light is wasted and a virtual image to be displayed is displayed. Had the problem of low brightness.
The present invention has been made in view of this problem, and provides a head-up display device capable of displaying a virtual image with high luminance.

本発明は、前記課題を解決するため、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素子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、前記発光素子22が発した照明光を集光する集光レンズ21と、前記集光レンズ21によって集光された前記照明光を広げるレンチキュラレンズ20a,20bを有する光学部材20と、を備えたものである。   In order to solve the above problems, the present invention provides a head-up display that displays a virtual image V by display light L emitted from a liquid crystal display 15 having a liquid crystal display panel 18 and a light emitting element 22 that transmits and illuminates the liquid crystal display panel 18. In the device 11, the liquid crystal display 15 includes a condenser lens 21 that condenses the illumination light emitted from the light emitting element 22, and a lenticular lens 20 a that spreads the illumination light condensed by the condenser lens 21. , 20b, and an optical member 20.

また、本発明は、前記レンチキュラレンズ20a,20bは、平行光を所定角度αの整数倍で屈折させる間隔が漸次縮小または拡大する形状であるものである。   In the present invention, the lenticular lenses 20a and 20b have a shape in which the interval at which parallel light is refracted at an integral multiple of the predetermined angle α is gradually reduced or enlarged.

また、本発明は、前記レンチキュラレンズ20a,20bは、多面であるものである。   In the present invention, the lenticular lenses 20a and 20b are multifaceted.

また、本発明は、前記レンチキュラレンズ20a,20bは、複数の曲面からなるものである。   In the present invention, the lenticular lenses 20a and 20b are composed of a plurality of curved surfaces.

また、本発明は、前記液晶表示器15は、前記光学部材20にて広げられた前記照明光を集光する第二の集光レンズ19を備えたものである。   Further, according to the present invention, the liquid crystal display 15 includes a second condensing lens 19 that condenses the illumination light spread by the optical member 20.

また、本発明は、前記液晶表示器15は、少なくとも前記集光レンズ21と前記レンチキュラレンズ20との間に内壁がミラー面である筒状部材50,51a,51b,51c,51d,52a,52bを有するものである。   Further, according to the present invention, the liquid crystal display 15 includes cylindrical members 50, 51a, 51b, 51c, 51d, 52a, 52b whose inner walls are mirror surfaces at least between the condenser lens 21 and the lenticular lens 20. It is what has.

アイボックスに対応するように、発光素子が発した照明光を集光し、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。   Corresponding to the eye box, it is possible to collect the illumination light emitted from the light emitting element and to transmit and illuminate the liquid crystal display panel, thereby displaying a virtual image with high luminance.

本発明の第一実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 1st embodiment of this invention. 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。The outline figure of the head up display which shows 1st embodiment same as the above. 同上第一実施形態を示す光学部材の前面図及び後面図。The front view and rear view of the optical member which show 1st embodiment same as the above. 同上第一実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 1st embodiment same as the above. 本発明の第二実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 4th embodiment of this invention. 本発明の第五実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 5th embodiment of this invention. 本発明の第六実施形態を示す光学部材の要部拡大図。The principal part enlarged view of the optical member which shows 6th embodiment of this invention. 本発明の第七実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 7th embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows other embodiment of this invention. 従来例を示す断面図。Sectional drawing which shows a prior art example.

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4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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show a first embodiment.
The head-up display device 11 is disposed in the dashboard 12 of the vehicle (see FIG. 2). The display light L projected by the head-up display device 11 is reflected by the windshield 13 to the vehicle driver 14. The vehicle driver 14 can visually recognize the virtual image V superimposed on the landscape.

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(第二の集光レンズ)19と、光学部材20と、コンデンサレンズ(集光レンズ)21と、発光ダイオード(発光素子)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。   The head-up display device 11 has a liquid crystal display 15 and a reflector 16 accommodated in a housing 17. The liquid crystal display 15 includes a liquid crystal display panel 18, a condenser lens (second condenser lens) 19, an optical member 20, a condenser lens (condenser lens) 21, and a light emitting diode (light emitting element) 22. It will be. The lens group 23 includes a condenser lens 19, an optical member 20, and a condenser lens 21. The condensing lens 19 is composed of a convex lens having a toroidal surface in which the curvature in the vertical direction and the curvature in the horizontal direction are different.

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、光線密度が略均一である平行光になり、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。   The liquid crystal display panel 18 has a polarizing plate attached to both front and rear surfaces of a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed in a pair of translucent substrates on which a transparent electrode film is formed, and is fixed to a case body 24. The case body 24 has a substantially rectangular tube shape, and the rear end portion of the case body 24 is fixed to a heat radiating member described later. A condenser lens 19, an optical member 20, and a condenser lens 21 are held at an intermediate portion of the case body 24, and a liquid crystal display panel 18 is held at a front end portion. Illumination light emitted from the light emitting diode 22 is converted into parallel light having a substantially uniform light density by the condenser lens 21, and illuminates the liquid crystal display panel 18 through the optical member 20 and the condenser lens 19. The light emitting diode 22 is mounted on the circuit board 27.

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。   The reflector 16 includes a concave mirror 30, a holding member 31, and a stepping motor 32. The concave mirror 30 is formed by depositing a metal (for example, aluminum) on a resin (for example, polycarbonate) to form a reflective surface 30a. The reflective surface 30a is a concave surface, and the display light L emitted from the liquid crystal display 15 is enlarged to display the virtual image V. The concave mirror 30 is bonded to the holding member 31 with a double-sided adhesive tape. The holding member 31 is made of resin (for example, ABS), and the gear portion 34 and the shaft portion 35 are integrally formed. The shaft portion 35 of the holding member 31 is pivotally supported by the housing 17.

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。   A gear 37 is attached to the rotation shaft of the stepping motor 32, and the gear 37 is engaged with the gear portion 34 of the holding member 31. The concave mirror 30 is supported so as to be rotatable together with the holding member 31, and the projection direction of the display light L can be adjusted by rotating the concave mirror 30 by the stepping motor 32. The vehicle driver 14 operates a push button switch (not shown) to adjust the angle of the concave mirror 30 so that the display light L is reflected at the eye position (that is, the virtual image V can be visually recognized).

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22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。   Reference numeral 40 denotes a heat radiating member, and the heat radiating member 40 is disposed in the opening 17 a of the housing 17. The heat radiating member 40 is fixed to the housing 17 by a flange portion 40a with a screw (not shown). The heat dissipating member 40 has a large number of flat heat dissipating fins 40 b and releases heat generated by the light emitting diodes 22 to the outside of the housing 17. Reference numeral 42 denotes a rectangular annular packing member, and the packing member 42 prevents the dust from entering the housing 17 by closing the space between the heat radiating member 40 and the opening 17 a of the housing 17.

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。   The housing 17 accommodates the liquid crystal display 15 and the reflector 16. The housing 17 is provided with a window portion 44 from which the display light L is emitted. The window portion 44 is made of a translucent resin (for example, acrylic) and has a curved shape. The housing 17 is provided with a light shielding wall 17c, which prevents a phenomenon (washout) in which external light such as sunlight enters the liquid crystal display 15 and makes the virtual image V difficult to see. The light shielding wall 17 c has a flat plate shape and is formed so as to hang obliquely from the upper part of the housing 17.

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(発光素子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とを有しており、発光素子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。
Next, the optical member 20 will be described in detail with reference to FIG. The optical member 20 includes a lens portion 20a formed on the rear surface side (light emitting element 22 side) and a lens portion 20b formed on the front surface side (liquid crystal display panel 18 side). The illumination light collected by the condenser lens 21 is spread in the vertical direction and the horizontal direction.
The lens portion 20a of the optical member 20 is composed of a lenticular lens extending in the horizontal direction, and spreads the illumination light collected by the condenser lens 21 in the vertical direction. The lens portion 20b of the optical member 20 is composed of a lenticular lens extending in the vertical direction, and spreads the illumination light collected by the condenser lens 21 in the horizontal direction.

レンズ部20a,20bの光軸Aから所定間隔W1を隔てた平行光P1は、レンズ部20a,20b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W1+W2を隔てた平行光P2は、レンズ部20a,20b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W1+W2+W3を隔てた平行光P3は、レンズ部20a,20bにおいて、光軸Aに対して所定角度3αで屈折する(図4参照)。レンズ部20a,20bは、平行光を所定角度αの整数倍で屈折させる間隔W1,W2,W3が漸次縮小する形状になっている。即ち、間隔W1,W2,W3には、W1>W2>W3の関係がある。   The parallel light P1 that is separated from the optical axis A of the lens parts 20a and 20b by a predetermined interval W1 is refracted at a predetermined angle α with respect to the optical axis A in the lens parts 20a and 20b, and is separated from the optical axis A by a predetermined interval W1 + W2. The parallel light P2 is refracted at a predetermined angle 2α with respect to the optical axis A in the lens units 20a and 20b, and the parallel light P3 separated from the optical axis A by a predetermined interval W1 + W2 + W3 Refraction is performed at a predetermined angle 3α with respect to A (see FIG. 4). The lens portions 20a and 20b have shapes in which the intervals W1, W2, and W3 for refracting parallel light at an integral multiple of the predetermined angle α are gradually reduced. That is, the intervals W1, W2, and W3 have a relationship of W1> W2> W3.

図5は第二実施形態を示すものである。第二実施形態は、レンズ部20a,20bの形状のみが異なり、他の構成は第一実施形態と同一である。
レンズ部20a,20bの光軸Aから所定間隔W4を隔てた平行光P4は、レンズ部20a,20b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W4+W5を隔てた平行光P5は、レンズ部20a,20b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W4+W5+W6を隔てた平行光P6は、レンズ部20a,20bにおいて、光軸Aに対して所定角度3αで屈折する。レンズ部20a,20bは、平行光を所定角度αの整数倍で屈折させる間隔が漸次拡大する形状になっている。即ち、間隔W4,W5,W6には、W4<W5<W6の関係がある。
これにより、照射エリアの全ての範囲で均一で等しい光量を与えることができるので、表示像の中で各々の部分での輝度ばらつきが少なく、表示品位の高い表示像を得ることができる。
FIG. 5 shows a second embodiment. The second embodiment is different only in the shapes of the lens portions 20a and 20b, and the other configurations are the same as those of the first embodiment.
The parallel light P4 that is separated from the optical axis A of the lens portions 20a and 20b by a predetermined interval W4 is refracted at a predetermined angle α with respect to the optical axis A and is separated from the optical axis A by a predetermined interval W4 + W5. The parallel light P5 is refracted at a predetermined angle 2α with respect to the optical axis A in the lens portions 20a and 20b, and the parallel light P6 separated from the optical axis A by a predetermined interval W4 + W5 + W6 Refracted at a predetermined angle 3α with respect to A. The lens portions 20a and 20b have a shape in which the interval at which the parallel light is refracted by an integral multiple of the predetermined angle α gradually increases. That is, the intervals W4, W5, and W6 have a relationship of W4 <W5 <W6.
As a result, a uniform and equal amount of light can be given over the entire irradiation area, so that a display image with high display quality can be obtained with little luminance variation in each portion of the display image.

図6は第三実施形態を示すものである。第三実施形態は、レンズ部20a,20bの形状のみが異なり、他の構成は第一実施形態と同一である。レンズ部20a,20bは、複数の平面Q1,Q2,Q3,Q4を有している。平面Q1,Q2,Q3,Q4の傾斜角度は、漸次大きくなっている。
これにより、光学部材20に斜めに入射する光も制御でき、光が均質に照射される面を設けることができ、表示像のムラを軽減することができる。第二実施形態では、平行光のみの制御で、それ以外の光は制御できないが、第三実施形態では、斜め光も制御できる。
FIG. 6 shows a third embodiment. In the third embodiment, only the shapes of the lens portions 20a and 20b are different, and other configurations are the same as those in the first embodiment. The lens portions 20a and 20b have a plurality of planes Q1, Q2, Q3, and Q4. The inclination angles of the planes Q1, Q2, Q3, and Q4 are gradually increased.
Thereby, the light incident obliquely on the optical member 20 can also be controlled, a surface on which the light is uniformly irradiated can be provided, and unevenness of the display image can be reduced. In the second embodiment, only the parallel light can be controlled and the other light cannot be controlled. In the third embodiment, the oblique light can also be controlled.

図7は第四実施形態を示すものである。第四実施形態は、レンズ部20a,20bの形状のみが異なり、他の構成は第一実施形態と同一である。レンズ部20a,20bは、複数の曲面R1,R2,R3,R4を有している。各曲面R1,R2,R3,R4は、凸レンズ形状になっているが、凹レンズ形状であっても良い。
これにより、各面が平面である場合よりも光に少し広がりをもたせることができ、光が均質に照射される範囲を広げることができる。
FIG. 7 shows a fourth embodiment. In the fourth embodiment, only the shapes of the lens portions 20a and 20b are different, and other configurations are the same as those in the first embodiment. The lens portions 20a and 20b have a plurality of curved surfaces R1, R2, R3, and R4. Each curved surface R1, R2, R3, R4 has a convex lens shape, but may have a concave lens shape.
As a result, the light can be slightly expanded as compared with the case where each surface is a flat surface, and the range in which the light is uniformly irradiated can be expanded.

図8は第五実施形態を示すものである。第五実施形態は、レンズ部20a,20bの形状のみが異なり、他の構成は第一実施形態と同一である。レンズ部20a,20bは、複数の平面S1,S2,S3,S4を有している。平面S1は、光軸に垂直となっており、平面S2,S3,S4は傾斜面になっている。平面S2,S3,S4の傾斜角度は、漸次大きくなっている。
これにより、光学部材20に斜めに入射する光も制御でき、光が均質に照射される面を設けることができ、表示像のムラを軽減することができる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment. In the fifth embodiment, only the shapes of the lens portions 20a and 20b are different, and other configurations are the same as those in the first embodiment. The lens parts 20a, 20b have a plurality of planes S1, S2, S3, S4. The plane S1 is perpendicular to the optical axis, and the planes S2, S3, S4 are inclined surfaces. The inclination angles of the planes S2, S3, S4 are gradually increased.
Thereby, the light incident obliquely on the optical member 20 can also be controlled, a surface on which the light is uniformly irradiated can be provided, and unevenness of the display image can be reduced.

図9は第六実施形態を示すものである。第六実施形態は、レンズ部20a,20bの形状のみが異なり、他の構成は第一実施形態と同一である。レンズ部20a,20bは、複数の曲面R1,R2,R3,R4を有している。各曲面R1,R2,R3,R4は、凸レンズ形状になっているが、凹レンズ形状であっても良い。
これにより、各面が平面である場合よりも光に少し広がりをもたせることができ、光が均質に照射される範囲を広げることができる。第六実施形態では、光が均質な範囲B2が、第五実施形態における範囲B1よりも大きくなる。
FIG. 9 shows a sixth embodiment. In the sixth embodiment, only the shapes of the lens portions 20a and 20b are different, and other configurations are the same as those of the first embodiment. The lens portions 20a and 20b have a plurality of curved surfaces R1, R2, R3, and R4. Each curved surface R1, R2, R3, R4 has a convex lens shape, but may have a concave lens shape.
As a result, the light can be slightly expanded as compared with the case where each surface is a flat surface, and the range in which the light is uniformly irradiated can be expanded. In the sixth embodiment, the range B2 in which light is homogeneous is larger than the range B1 in the fifth embodiment.

図10は第七実施形態を示すものである。第七実施形態は、液晶表示器15に筒状部材50を設けたものであり、他の構成は第一実施形態と同一である。
筒状部材50は、4枚のガラスミラーからなるものであり、液晶表示器15のケース体24の内側に貼着されている。筒状部材50は、内壁がミラー面になっており、コンデンサレンズ21と光学部材20との間に配置されている。
筒状部材50は、コンデンサレンズ21から斜めに出射される光を反射させ、光学部材20に光を余すことなく入射させることにより、本来であれば斜めに出射して照明光として使われない光も照明光として使用することができ、従来よりも多くの光を得られ、効率が上がるため、平均輝度が高くなる。
FIG. 10 shows a seventh embodiment. In the seventh embodiment, a cylindrical member 50 is provided in the liquid crystal display 15, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
The cylindrical member 50 is composed of four glass mirrors and is attached to the inside of the case body 24 of the liquid crystal display 15. The cylindrical member 50 has a mirror surface on the inner wall, and is disposed between the condenser lens 21 and the optical member 20.
The cylindrical member 50 reflects light emitted obliquely from the condenser lens 21 and makes the light incident on the optical member 20 without leaving the light, so that light that is originally emitted obliquely and is not used as illumination light. Can be used as illumination light, more light can be obtained than before, and the efficiency is increased, so that the average luminance is increased.

各実施形態によれば、発光素子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、高輝度で高均斉度な表示品位の高い虚像Vを表示することができる。   According to each embodiment, the illumination light emitted from the light emitting element is condensed in the vertical and horizontal directions by the condenser lens 21, and the condensed illumination light is spread in the vertical and horizontal directions by the optical member 20. Thus, the liquid crystal display panel 18 can be transmitted and illuminated so as to correspond to the eye box of the vehicle driver 14, and a high-quality virtual image V with high brightness and high uniformity can be displayed.

本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、光学部材20のレンズ部20a,20bは、円筒面であっても良い。また、平板形状の樹脂基材にミラー蒸着を施した4枚の反射部材51a,51b,51c,51dをケース体24の内側に貼着しても良いし(図11参照)、L字状の樹脂基材にミラー蒸着を施した2個の反射部材52a,52bにて筒状部材を構成しても良い(図12参照)。   The present invention is not limited to each embodiment, and various modifications are possible. For example, the lens portions 20a and 20b of the optical member 20 may be cylindrical surfaces. Further, four reflecting members 51a, 51b, 51c, 51d, which are mirror-deposited on a plate-shaped resin base material, may be attached to the inside of the case body 24 (see FIG. 11), or L-shaped. You may comprise a cylindrical member by the two reflection members 52a and 52b which gave mirror vapor deposition to the resin base material (refer FIG. 12).

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
19 集光レンズ(第二の集光レンズ)
20 光学部材
20a レンズ部(レンチキュラレンズ)
20b レンズ部(レンチキュラレンズ)
21 コンデンサレンズ(集光レンズ)
22 発光ダイオード(発光素子)
23 レンズ群
50 筒状部材
51a 反射部材(筒状部材)
51b 反射部材(筒状部材)
51c 反射部材(筒状部材)
51d 反射部材(筒状部材)
52a 反射部材(筒状部材)
52b 反射部材(筒状部材)
V 虚像
L 表示光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Head-up display apparatus 15 Liquid crystal display device 17 Housing 18 Liquid crystal display panel 19 Condensing lens (2nd condensing lens)
20 Optical member 20a Lens part (lenticular lens)
20b Lens part (lenticular lens)
21 Condenser lens (Condenser lens)
22 Light Emitting Diode (Light Emitting Element)
23 lens group 50 cylindrical member 51a reflecting member (cylindrical member)
51b Reflective member (tubular member)
51c Reflective member (tubular member)
51d Reflective member (tubular member)
52a Reflective member (tubular member)
52b Reflective member (tubular member)
V Virtual image L Display light

Claims (6)

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素子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、前記発光素子が発した照明光を集光する集光レンズと、前記集光レンズによって集光された前記照明光を広げるレンチキュラレンズを有する光学部材と、を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
A head-up display device that displays a virtual image by display light emitted by a liquid crystal display panel and a liquid crystal display provided with a light emitting element that transmits and illuminates the liquid crystal display panel,
The liquid crystal display comprises: a condensing lens that condenses the illumination light emitted from the light emitting element; and an optical member having a lenticular lens that spreads the illumination light collected by the condensing lens. A head-up display device.
前記レンチキュラレンズは、平行光を所定角度の整数倍で屈折させる間隔が漸次縮小または拡大する形状であることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。   2. The head-up display device according to claim 1, wherein the lenticular lens has a shape in which the interval at which the parallel light is refracted at an integral multiple of a predetermined angle is gradually reduced or enlarged. 前記レンチキュラレンズは、多面であることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。   The head-up display device according to claim 1, wherein the lenticular lens has multiple surfaces. 前記レンチキュラレンズは、複数の曲面からなることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。   The head-up display device according to claim 1, wherein the lenticular lens includes a plurality of curved surfaces. 前記液晶表示器は、前記光学部材にて広げられた前記照明光を集光する第二の集光レンズを備えたことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。   The head-up display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display includes a second condenser lens that collects the illumination light spread by the optical member. 前記液晶表示器は、少なくとも前記集光レンズと前記レンチキュラレンズとの間に内壁がミラー面である筒状部材を有することを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。   The head-up display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display includes a cylindrical member having an inner wall that is a mirror surface between at least the condenser lens and the lenticular lens.
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