(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に並べて配置され、光を出射する複数の光源素子と、
前記複数の光源素子から出射された光を入射面から入射し、出射面から出射する第１レンズと、
前記第１レンズの出射面側に配置される拡散部材と、
前記複数の光源素子から出射されて前記第１レンズ及び前記拡散部材を透過した光を入射面から入射し、画像情報により変調して出射面から出射する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から出射した光を反射する光学素子と、を備え、
前記第１レンズは、前記光源素子の全ての光源素子から出射される光が前記空間光変調素子の入射面における所定の領域で重なるように各光源素子から出射される光の光路を変化させる
ヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
前記第１レンズの焦点距離は、前記第１レンズの光学中心から前記空間光変調素子までの距離以上の値に設定される、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項３】
前記第１レンズの出射面の前記第１の方向の曲率は、前記第１レンズの出射面の中央部よりも端部の方が小さい、請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記第１レンズの出射面の曲率は、前記第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向との間で異なる、請求項１から３のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
前記第１レンズの出射面における前記第１の方向に直交する第２の方向の曲率は、前記第１レンズの出射面の中央部よりも端部の方が小さい、請求項１から３のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項６】
前記第１レンズの出射面側に配置され、入射面および出射面を有し、該入射面および該出射面のうち少なくとも一方が凸面である第２レンズをさらに備える、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項７】
前記第２レンズの出射面の曲率は、前記第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向との間で異なる、請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項８】
前記第１レンズは、各光源素子から出射される光が前記空間光変調素子の入射面の全面を照射するように各光源素子から出射される光の光路を変化させる、
請求項１から７のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項９】
ウインドシールドを有する移動体に搭載される、請求項１から８のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイを搭載した移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、観察者のアイボックスから虚像を視認させるための画像を表示するヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、液晶パネルの背後の光源から出る光を均一化して、液晶パネルを透過照明するヘッドアップディスプレイを開示する。このヘッドアップディスプレイは、光源と、第１の集光レンズと拡散板と第２の集光レンズとを備える。これにより、表示器を透過する照明光の輝度の低下を抑えつつ、その輝度ムラを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０８４２９号公報（図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のヘッドアップディスプレイでは、第２集光レンズにより光源（発光ダイオード）から発する光を拡散板へ集光させている。具体的には、複数の光源（発光ダイオード）からの光を、第２集光レンズに設けられた複数のレンズのそれぞれのレンズで受けて拡散板へ出射している。すなわち、一つの光源からの光を一つのレンズで受けている。このため、集光レンズの各レンズから出射された光が拡散板へ入射される際に、集光レンズ内の隣接するレンズから出射される光が照射される領域の境界近傍で輝度ムラが生じ得るという問題がある。
【０００５】
本開示は、表示する虚像（画像）において輝度ムラを低減したヘッドアップディスプレイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第一の態様においてヘッドアップディスプレイが提供される。ヘッドアップディスプレイは、第１の方向に並べて配置され、光を出射する複数の光源素子と、複数の光源素子から出射された光を入射面から入射し、出射面から出射する第１レンズと、第１レンズの出射面側に配置される拡散部材と、複数の光源素子から出射されて第１レンズ及び拡散部材を透過した光を入射面から入射し、画像情報により変調して出射面から出射する空間光変調素子と、空間光変調素子から出射した光を反射する光学素子と、を備える。第１レンズは、各光源素子から出射される光が空間変調素子の入射面における同一の領域に到達するように各光源素子から出射される光の光路を変化させる。
【０００７】
本開示の第二の態様において、上記のヘッドアップディスプレイを備えた移動体（自動車車両、鉄道車両、航空機、船舶等）が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示におけるヘッドアップディスプレイは、第１レンズにより、複数の光源素子から出射される光が空間変調素子の入射面における同一の領域を照明する。このため、表示する虚像（画像）において、輝度ムラを低減した画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイを搭載した車両を示す模式図
【図２】実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの表示ユニットの構成を説明するための図
【図３Ａ】実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの光路（Ｙ軸方向から見た光路）を説明した図
【図３Ｂ】実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの光路（Ｘ軸方向から見た光路）を説明した図
【図４Ａ】実施の形態１におけるＹ軸方向から見た光路を示す図
【図４Ｂ】各光源素子の光路（Ｘ軸方向から見た光路）の重畳を説明するための図
【図４Ｃ】実施の形態１におけるＸ軸方向から見た光路を示す図
【図５Ａ】実施の形態１における表示ユニット（液晶パネル）の出射光の分布を示すグラフ（Ｘ軸方向中央部）
【図５Ｂ】実施の形態１における表示ユニット（液晶パネル）の出射光の分布を示すグラフ（Ｘ軸方向端部）
【図５Ｃ】実施の形態１における表示ユニット（液晶パネル）の出射光の分布を示すグラフ（Ｙ軸方向中央部）
【図６】表示ユニットの別の構成の例を示す図
【図７Ａ】ＴＩＲレンズを用いた照明装置の構成を示す図（Ｙ軸方向から見た構成）
【図７Ｂ】ＴＩＲレンズを用いた照明装置の構成を示す図（Ｘ軸方向から見た構成）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて実施の形態１を説明する。
【００１２】
［１−１．構成］
［１−１−１．全体構成］
図１は、実施の形態１における、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイの構成を示した図である。ヘッドアップディスプレイ１００は、ウインドシールド２３０を備える車両２００（移動体の一例）に搭載されている。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示ユニット１２０と、反射光学ユニット１３０と、筐体１４０とから構成される。表示ユニット１２０は、照明装置１１０と液晶パネル１１５とを含む。
【００１３】
ヘッドアップディスプレイ１００は、観察者３００に虚像４００を視認させるための画像をウインドシールド２３０に投影する装置である。
【００１４】
照明装置１１０は表示素子である液晶パネル１１５を照明する。液晶パネル１１５は例えばスピードメータまたはスピードを示す数値を示す画像を表示する。液晶パネル１１５は空間光変調素子として機能し、照明装置１１０からの光を、表示した画像で変調する。変調された光は透過光として液晶パネル１１５から出射される。透過光は反射光学ユニット１３０、ウインドシールド２３０を介して、観察者３００のアイボックス６００内に導かれ、観察者３００に虚像４００として視認させる。例えば、観察者は、スピードメータ等の画像を虚像４００として視認することができる。ここで、アイボックスとは、観察者３００が虚像を欠けることなく視認できる領域のことである。
【００１５】
反射光学ユニット１３０（光学素子の一例）は、第１ミラー１３１および第２ミラー１３２を備える。第１ミラー１３１は、液晶パネル１１５から出射された光を第２ミラー１３２に向けて反射する。第２ミラー１３２は、第１ミラー１３１からの光をウインドシールド２３０に向けて反射する。第２ミラー１３２の反射面は、凹面形状を有している。反射光学ユニット１３０は、必ずしもミラー２枚で構成される必要はなく、１枚のミラーまたは３枚以上のミラーで構成されても良い。また、反射光学ユニット１３０の光路上に、レンズなどの屈折光学系をさらに配置しても良い。
【００１６】
ヘッドアップディスプレイ１００の筐体１４０は、表示ユニット１２０と反射光学ユニット１３０を収納し、反射光学ユニット１３０からの光が出射する開口１４１を有している。開口１４１には、透明のカバーを設けてもよい。
【００１７】
［１−１−２．表示ユニットの構成］
図２は、表示ユニット１２０の詳細な構成を示す図である。表示ユニット１２０は、照明装置１１０と、液晶パネル１１５とを含む。液晶パネル１１５は光を入射する入射面１１５ａと、光を出射する出射面１１５ｂとを有する。入射面１１５ａと出射面１１５ｂは同じ形状を有し、長方形形状を有する。
【００１８】
なお、以下の説明において、図面中に３次元直交座標系を設定している。すなわち、液晶パネル１１５における入射面１１５ａ及び出射面１１５ｂの長手方向に平行な方向にＸ軸を設定し、入射面１１５ａ及び出射面１１５ｂの幅方向に平行な方向にＹ軸を設定し、入射面１１５ａ及び出射面１１５ｂの法線方向にＺ軸を設定している。なお、Ｘ軸方向（長手方向）は第１の方向の一例であり、Ｙ軸方向（幅方向）は第２の方向の一例である。
【００１９】
図２に示すように、照明装置１１０は、複数の光源素子１１１と、光源素子１１１の出射方向に配置された第１レンズ１１２と、第１レンズ１１２の出射方向に配置された第２レンズ１１３と、第２レンズ１１３の出射方向に配置された拡散板１１４（拡散部材の一例）とによって構成される。
【００２０】
光源素子１１１は、例えばチップ型発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、液晶パネル１１５に照明光を供給する発光体である。複数の光源素子１１１は長手方向（図３のＸ方向）において一列に配置されている。
【００２１】
第１レンズ１１２は、各光源素子１１１の出射光が漏れない程度に光源素子１１１に近接させて配置されている。第１レンズ１１２は、各光源素子１１１の出射光を入射面１１２ａから取り込む。また、第１レンズ１１２は、Ｙ方向において、発散する光源素子１１１の光を略平行光に偏向して出射する機能を有している。また、第１レンズ１１２は、複数の光源素子１１１に対して１つだけ配置される。
【００２２】
第１レンズ１１２の入射面１１２ａまたは出射面１１２ｂの少なくともいずれかは、第１レンズ１１２が正の屈折力を有するように凸形状を有している。なお、第１レンズ１１２の入射面１１２ａおよび出射面１１２ｂの凸形状は光軸に対して回転対称である必要はなく、Ｘ方向とＹ方向で曲率の異なるトロイダル形状であってもよい。本実施の形態では、第１レンズ１１２は、出射面１１２ｂのみ凸形状を有している平凸レンズである。
【００２３】
第１レンズ１１２の出射面１１２ｂは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで曲率が異なる、非球面形状を有する凸面である。出射面１１２ｂのＸ軸方向の形状は、各光源素子１１１からの出射光の拡散板１１４上での照度分布が均一となるように、中心から端にかけて曲率が小さくなるように（すなわち曲率半径が大きくなるように）な形状を有する。また、出射面１１２ｂのＹ軸方向の形状は、拡散板１１４上で照度分布が均一となるように、中央部に比べて端部の曲率が小さくなるような形状を有する。
【００２４】
第２レンズ１１３は、第１レンズ１１２の出射光を所望の方向に偏向する機能を有している。本実施の形態では、第２レンズ１１３の入射面１１３ａはＸ軸方向のみ凸形状を有している。また、第２レンズ１１３の出射面１１３ｂの形状は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで曲率の異なる凸面形状を有する。なお、第２レンズ１１３の入射面１１３ａは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで曲率の異なる凸面形状を有してもよい。また、第２レンズ１１３の出射面１１３ｂは、Ｘ軸およびＹ軸方向のどちらか一方にのみ凸形状を有する形状を有してもよい。第２レンズ１１３の屈折力は、表示ユニット１２０の端部における出射光の出射角（または拡散板１１４への入射光の入射角）に応じて設定される。なお、第２レンズ１１３は必ずしも必要ではない。第２レンズ１１３を用いずに、第１レンズ１１２と拡散板１１４までの距離を長くすることにより、第１レンズ１１２のみで表示ユニット１２０の端部における所望の出射角を実現することも可能である。
【００２５】
第１レンズ１１２および第２レンズ１１３は、所定の屈折率を有する透明材料で構成される。透明材料の屈折率は、例えば１．４から１．６程度である。このような透明材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂を用いることができる。本実施の形態では、耐熱性を考慮してポリカーボネイトを用いている。
【００２６】
拡散板１１４は、第１レンズ１１２および第２レンズ１１３で偏向した光を拡散させて液晶パネル１１５に出射する。これにより、アイボックス６００で視認される複数の光源素子１１１により生成される映像光における輝度ムラを低減できる。拡散板１１４は、光を拡散させる機能がある光学部材であれば良く、例えばその表面がビーズ部材や微細な凹凸構造、粗面で構成される。また、ドットシートや透過性の乳白色のシートでも良い。
【００２７】
［１−１−３．ヘッドアップディスプレイにおける光路］
以下、本実施形態のヘッドアップディスプレイ１００における光源素子１１から出射された光の光路について説明する。
【００２８】
図３Ａおよび図３Ｂは、ヘッドアップディスプレイ１００における液晶パネル１１５からアイボックス６００までの光路を示した図である。観察者３００は液晶パネル１１５の透過光を、虚像光学系５００を介して視認する。虚像光学系５００は、図１で示す反射光学ユニット１３０とウインドシールド２３０を合わせたものである。図３Ａは液晶パネル１１５の長辺側から見たときの光路を示し、図３Ｂは液晶パネル１１５の短辺側から見たときの光路を示している。
【００２９】
液晶パネル１１５の入射面１１５ａが照明装置１１０の出射面に対して平行となるように液晶パネル１１５が配置される場合、液晶パネル１１５からアイボックス６００の中央に向かう出射光は、液晶パネル１１５の中央部と端部とで異なる出射角で出射される。具体的には、液晶パネル１１５の中央部での出射角α１は、液晶パネル１１５の端部での出射角α２よりも大きい。すなわち、液晶パネル１１５の中央部の出射光は、液晶パネル１１５の出射面１１５ｂの法線方向に出射され、他方、端部の出射光は、液晶パネルの出射面１１５ｂの外側に向かって出射される。液晶パネル１１５が照明装置１１０に対して平行に配置されない場合はこの限りではなく、中央部の出射光は、液晶パネル１１５の出射面１１５ｂの法線方向に対して傾きを持つ。また、アイボックス６００は、一般的にＸ方向の長さがＹ方向の長さよりも大きいため、Ｘ軸方向の配光角β１（図３Ａ参照）の方がＹ軸方向の配光角β２（図３Ｂ参照）よりも大きくなる。
【００３０】
図４Ａは、Ｙ軸方向から見た、光源素子１１１からアイボックス６００までの光路を示す図である。第１レンズ１１２は、複数の光源素子１１１からの出射光のそれぞれが拡散板１１４の位置で重畳するように、各光源素子１１１からの出射光を偏向する。
【００３１】
すなわち、第１レンズ１１２は、Ｙ軸方向から見たとき、複数の光源素子１１１のそれぞれが液晶パネル１１５の全面を照明するように、その屈折力が設定されている。例えば、図４Ｂに示すように、光源素子１１１ａからの出射光と、光源素子１１１ｃからの出射光とは、双方とも、液晶パネル１１５全体の領域を照明する。他の光源素子１１１ｂ、１１１ｄも同様である。
【００３２】
このように、複数の光源素子１１１それぞれからの光線が液晶パネル１１５全体（同じ領域）を重畳して照射する。よって、アイボックス６００内で視認できる虚像４００の輝度が均一になる。
【００３３】
第１レンズ１１２は、各光源素子１１１ａ〜１１１ｄからの出射光が液晶パネル１１５の同じ領域を重畳して照射されるようにするために、その焦点距離が設定される。具体的には、第１レンズ１１２の焦点距離が、第１レンズ１１２の光学中心から液晶パネル１１５までの距離と同じ値になるように、第１レンズ１１２は設計される。
【００３４】
なお、複数の光源素子１１１それぞれからの出射光が液晶パネル１１５のほぼ同じ領域を重畳して照射することができるのであれば、第１レンズ１１２の焦点距離を、第１レンズ１１２の光学中心から液晶パネル１１５までの距離よりも大きい値に設定してもよい。
【００３５】
第２レンズ１１３は、第１レンズ１１２からの出射光の液晶パネル１１５への入射角を調整するために使用されている。すなわち、第２レンズ１１３は、第１レンズ１１２からの出射光を、所定の角度に傾けた方向に偏向する。この所定の角度は、図３Ａ、図３Ｂで示すような液晶パネル１１５の中央部と端部における出射角が得られるような角度である。すなわち、虚像光学系５００に応じた出射角となるように、第２レンズ１１３の屈折力が設定される。前述のように、第２レンズ１１３は必須のものではない。
【００３６】
拡散板１１４は、複数の光源素子１１１の光の指向性を弱め、液晶パネル１１５の出射光の配光特性を平滑化する機能を有する。複数の光源素子１１１の光線は、それぞれの光源素子１１１の配置位置に応じて異なる角度で拡散板１１４に入射する。そのため、Ｙ軸方向に比べて、Ｘ軸方向では拡散板１１４の拡散特性より大きな配光角を持たせることができる。なお、液晶パネル１１５の出射光の配光角は、複数の光源素子１１１の配置を変えることにより制御できる。従って、配光角を大きくする場合、光源素子１１１の間隔を広げればよい。ただし、光源素子１１１の出射光が第１レンズ１１２に入らず漏れることがない程度に、広げる必要がある。
【００３７】
図４Ｃは、Ｘ軸方向から見た、光源素子１１１からアイボックス６００までの光路を示す図である。光源素子１１１の出射光は、第１レンズ１１２に入射し、第２レンズ１１３で外向きの光線となる程度に偏向する。本実施の形態では、虚像４００は長辺（液晶パネル１１５の長手方向に延びる辺）と短辺（液晶パネル１１５の幅方向に延びる辺）を有しており、照明装置１１０の短辺方向を示すＹ軸方向では、Ｘ軸方向に比べて液晶パネル１１５の出射光の配光角を狭くなるように第１レンズ１１２及び第２レンズ１１３の屈折力を設定している。
【００３８】
拡散板１１４は、それに入射した光を所定の配光特性（拡散角）にしたがい拡散して出射する機能を有する。その配光特性は、拡散板１１４から出射し虚像光学系５００を通過した光が最終的にアイボックス６００の幅に対応する広がりを有するように設定される。なお、拡散板１１４において、アイボックス６００のＹ軸方向の幅に対応する広がりを実現するような配光特性を設定した場合、Ｘ軸方向の角度特性の平滑化が完全には達成されない場合がある。この場合、拡散板１１４の材料として、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでその拡散性（拡散角）が異なる異方性のある材料を用いてもよい。または、複数の光源素子１１１の間隔を調整して配置してもよい。
【００３９】
図５Ａは、本実施の形態における液晶パネル１１５の長手方向であるＸ軸方向中央部の出射光の配光特性を示すグラフである。図５Ｂは、本実施の形態における液晶パネル１１５の長手方向であるＸ軸方向端部の出射光の配光特性を示すグラフである。図５Ｃは、本実施の形態における液晶パネル１１５の幅方向であるＹ軸方向中央部の出射光の配光特性を示すグラフである。図５Ａから図５Ｃのグラフの縦軸は、液晶パネル１１５の光の強度を示し、単位はカンデラであり、横軸は、液晶パネル１１５の光の配光角度を示し、単位は度である。
【００４０】
図５Ａと図５Ｂを参照すると、液晶パネル１１５の中央部においては液晶パネル１１５の出射面１１５ｂの法線方向において出射光の強度のピークを有するのに対して、液晶パネル１１５の端部においては、出射光の強度は、法線方向を基準として液晶パネル１１５の外側に傾く方向にピークを有することが分かる。また、図５Ａと図５Ｃに示すとおり、本実施の形態の液晶パネル１１５では、Ｘ軸方向の配光角のほうが、Ｙ軸方向の配光角より大きくなっている。これにより、液晶パネル１１５の面積よりも大きな虚像４００を表示するヘッドアップディスプレイ１００において、アイボックス６００内で輝度分布の均一な虚像を視認させることができる。
【００４１】
［１−２．効果等］
以上のように、本実施の形態において、ヘッドアップディスプレイ１００は、Ｘ軸方向（第１の方向）に並べて配置され、光を出射する複数の光源素子１１１と、複数の光源素子１１１から出射された光を入射面１１２ａから入射して出射面１１２ｂから出射する第１レンズ１１２と、第１レンズ１１２の出射面１１２ｂ側に配置される拡散板（拡散部材の一例）１１４と、複数の光源素子１１１から出射されて第１レンズ１１２及び拡散板１１４を透過した光を入射面１１５ａから入射し、画像情報により変調して出射面１１５ｂから出射する液晶パネル（空間光変調素子の一例）１１５と、液晶パネル１１５から出射した光を反射する反射光学ユニット１３０と、を備える。第１レンズ１１２は、各光源素子１１１から出射される光が液晶パネル１１５の入射面１１５ａにおける同一の領域に到達するように各光源素子１１１から出射される光の光路を変化させる。
【００４２】
この構成により、光源素子１１１それぞれからの出射光が液晶パネル１１５の入射面における同一領域に到達する。すなわち、各光源素子１１１からの光が液晶パネル１１５の同じ領域を照明することから、輝度ムラがなく照明される。よって、アイボックス６００内で視認できる虚像４００の輝度が均一になる。
【００４３】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００４４】
上記の実施の形態では、空間光変調素子として液晶パネル１１５を用いたが、透過型の表示装置であれば他の表示素子を用いることもできる。
【００４５】
また、液晶パネル１１５は光源素子１１１の主光線に対して直交するように配置した例を示したが、直交でなく、傾いて配置することもできる。
【００４６】
第１レンズ１１２、第２レンズ１１３の出射面および入射面には、フレネルレンズを用いることも可能である。これにより、レンズの薄型化が達成できる。
【００４７】
また、複数の光源素子１１１それぞれからの出射光が液晶パネル１１５のほぼ同じ領域を重畳して照射することができるのであれば、第１レンズ１１２の焦点距離を、第１レンズ１１２の光学中心から第２レンズ１１３の出射面１１３ｂまでの距離以上の値に設定してもよい。これによっても、輝度ムラが低減した虚像の生成が可能になる。
【００４８】
上記の実施の形態では、複数の光源素子１１１に対して一つの第１レンズ１１２を配置したが、複数の光源素子１１１に対して複数の第１レンズを配置してもよい。図６に、複数の光源素子１１１に対して二つの第１レンズ１１２ｐ、１１２ｑを配置した照明装置１１０の構成例を示す。この場合、第１レンズ１１２ｐ、１１２ｑの光学特性（焦点距離）は、複数の光源素子１１１それぞれからの光が液晶パネル１１５の全体を照明するように設計される。この構成によっても、アイボックス６００において、輝度ムラが少ない虚像が視認され得る。
【００４９】
第１レンズ１１２は、凸レンズを用いたが、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）レンズを用いることもできる。これにより、光源素子１１１からの光を効率良く第２レンズ１１３に出射することができ、光利用効率が向上する。図７Ａ、図７Ｂに第１レンズとしてＴＩＲレンズ１１２ｘを用いたときの照明装置１１０の構成例を示す。図７Ａは、Ｙ軸方向（液晶パネル１１５の幅方向）から見たときの照明装置１１０の構成例を示し、図７Ｂは、Ｘ軸方向（液晶パネル１１５の長手方向）から見たときの照明装置１１０の構成例を示す。図７Ｂに示すように、本実施形態では、Ｙ軸方向（光源素子１１１の出射光において幅方向）の漏れ光を取り込むようにＴＩＲレンズ１１２ｘを配置する。これにより、光源素子１１１の出射光においてＹ軸方向の漏れ光を取り込むことができ、光利用効率を向上できる。
【００５０】
上記の実施形態では、照明装置１１０において、Ｙ軸方向（液晶パネル１１５の幅方向）には光源素子１１１は一列しか配置されていないが、Ｙ軸方向において、光源素子１１１を複数列配置してもよい。
【００５１】
上記の実施形態では、拡散板１１４を第２レンズ１１３と液晶パネル１１５の間に配置したが、拡散板１１４は第１レンズ１１２と第２レンズ１１３の間に配置してもよい。効率の点では劣るが、この位置であっても輝度ムラを低減することはできる。
【００５２】
ヘッドアップディスプレイ１００の出射光を反射させる部材として、ウインドシールド２３０を例示したが、これに限られず、コンバイナを用いることもできる。
【００５３】
光源として、ＬＥＤを例示したが、レーザーダイオードや有機発光ダイオードなどを用いることもできる。
【００５４】
本実施形態のヘッドアップディスプレイ１００が搭載される移動体は、自動車の車両に限られず、鉄道車両、バイク、航空機、ヘリコプター、船舶、及びその他の人を搬送する各種の装置を含む。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本開示は、虚像を視認させる投映装置に適用可能である。具体的には、ヘッドアップディスプレイ、などに、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  ヘッドアップディスプレイ
１１０  照明装置
１１１  光源
１１２  第１レンズ
１１２ａ  第１レンズの入射面
１１２ｂ  第１レンズの出射面
１１３  第２レンズ
１１３ａ  第２レンズの入射面
１１３ｂ  第２レンズの出射面
１１４  拡散板（拡散部材）
１１５  液晶パネル
１１５ａ  液晶パネルの入射面
１１５ｂ  液晶パネルの出射面
１２０  表示ユニット
１３０  反射光学ユニット
１３１  第１ミラー
１３２  第２ミラー
１４０  筐体
１４１  開口
２００  車両
２３０  ウインドシールド
３００  観察者
４００  虚像
５００  虚像光学系
６００  アイボックス
【要約】
【課題】表示する虚像（画像）において輝度ムラを低減したヘッドアップディスプレイを提供する。
【解決手段】ヘッドアップディスプレイは、第１の方向に並べて配置され、光を出射する複数の光源素子（１１１）と、複数の光源素子から出射された光を入射面から入射し、出射面から出射する第１レンズ（１１２）と、第１レンズの出射面側に配置される拡散部材（１１４）と、複数の光源素子（１１１）から出射されて第１レンズ（１１２）及び拡散部材（１１４）を透過した光を入射面から入射し、画像情報により変調して出射面から出射する空間光変調素子（１１５）と、空間光変調素子（１１５）から出射した光を反射する光学素子（５００）と、を備える。第１レンズ（１１２）は、各光源素子（１１１）から出射される光が空間変調素子（１１５）の入射面における同一の領域に到達するように各光源素子（１１１）から出射される光の光路を変化させる。
【選択図】図４Ａ【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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