[发明专利]平视显示装置

说明书

本发明提供一种平视显示装置，其可抑制聚光机构的像差造成的显示元件的显示区域的照明不均匀。一种平视显示装置(100)，在该平视显示装置中，将具有背光单元(1)和液晶显示元件(2)的显示器(3)所发出的显示光(L)，经由投射机构投射于观察者的视点区域，辨认该显示光(L)所表示的图像。背光单元(1)包括：光源(10)，该光源射出对液晶显示元件(2)进行照明的光；透镜阵列(40)，在该透镜阵列(40)中设置多个透镜，该透镜阵列(40)分割从上述光源(10)所射出的光(I)，形成多个上述光源的像；聚光机构(51、52)，该聚光机构(51、52)按照与液晶显示元件(2)的显示区域相对应的方式，汇聚从光源(10)的像所射出的光(I)，透镜阵列(40)按照周壁的透镜的配光角度不同于中间的透镜的配光角度的方式构成。

技术领域

本发明涉及平视显示装置。

背景技术

作为显示规定的图像的显示器，人们知道有通过背光而对液晶显示元件进行透射照明的结构的类型。在专利文献1中，公开有具有这样的结构的显示器的显示装置，该显示装置称为所谓的平视显示(Head-up Display；HUD)装置。HUD装置通过将来自显示器的显示光投射于车辆的前玻璃，用户(主要为驾驶员)将规定的图像辨认为显示像(虚像)。

在专利文献1所述的显示器中，背光采用聚光型的照明光学系统，在从背光用的光源到液晶显示元件的光路上设置有：聚光透镜(平行光形成机构)、透镜阵列、物镜(也称为“聚焦透镜”，为聚光机构)，由此，在液晶显示元件的背后构成背光单元。在专利文献1的HUD装置中，通过由透镜阵列形成的光源的多重像所发出的光线通过物镜而折射，以规定的角度射入液晶显示元件。射入液晶显示元件中的主光线以与入射角度基本相等的角度，从液晶显示元件，作为显示光射出，经由主要由凹面镜和前玻璃构成的投射光学系统，汇聚于用户的视点区域(アイボックス：可视范围)附近。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012—203176号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的HUD装置中，以HUD装置的像放大率，即投射光学系统的焦点距离在显示像的纵向和横向上相等的条件为前提，物镜的曲面形状相对光轴呈旋转对称状。但是，对于装载于车辆上的HUD装置，具有因设计上的制约，根据车种不同，投射光学系统的焦点距离在纵向和横向而不同的情况，该设计上的制约主要为设置下述部件等而产生，该部件分别用于：对由前玻璃所产生的显示像的形变进行补偿、接纳于有限的装载空间、防止散射光。在该场合，具有视点区域的显示光的聚光度劣化，光利用效率降低的危险、从规定的视点而辨认的显示像的亮度均匀度降低的危险。

另外，在专利文献1的HUD装置中，因聚光机构的像差，越从光源的光轴离开，从光源的多重像所发出的光线向液晶显示元件的照射范围越窄。由此，具有产生对液晶显示元件的显示区域的照明不均匀、产生伴随视点移动的显示像的亮度不均匀的问题。作为针对它的对策，列举有聚光机构的透镜设置等的最佳化，但是，满足背光的允许容积的范围内的最佳化具有限制，如果扩大相对光轴而远离的位置的照射范围，则随之相对光轴附近的位置的照射范围也扩大，光利用效率降低。另外，具有向液晶显示元件2的配光控制脱离理想状况，在用户的视点区域的聚光度降低的危险。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的第1目的在于，提供一种HUD装置，其抑制因光利用效率的降低、显示像的亮度的均匀度的降低。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的第2目的在于，提供一种HUD装置，其可抑制聚光机构的像差造成的显示元件的显示区域的照明不均匀。

用于解决课题的技术方案