(57)【要約】【課題】ＬＥＤ光源を用いる場合においても、太陽光等の外光による画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制できるマイクロレンズアレイユニットを提供する。【解決手段】マイクロレンズアレイユニット１００は、マイクロレンズアレイ１２０及び１３０と複数の遮光部１４１と複数の光透過部１５２とを備える。マイクロレンズアレイ１２０には複数のレンズ１２１が形成されている。マイクロレンズアレイ１３０はマイクロレンズアレイ１２０に対向して配置されている。マイクロレンズアレイ１３０には複数のレンズ１３１が形成されている。複数の遮光部１４１は複数のレンズ１３１の光軸Ｃ１３１上にそれぞれ配置されている。複数の光透過部１５２は複数のレンズ１２１の光軸Ｃ１２１上にそれぞれ配置されている。複数の遮光部１４１は複数のレンズ１３１の焦点位置またはその近傍にそれぞれ配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１のレンズが形成されている第１のマイクロレンズアレイと、
前記第１のマイクロレンズアレイに対向して配置され、複数の第２のレンズが形成されている第２のマイクロレンズアレイと、
前記複数の第２のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の遮光部と、
前記複数の第１のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の光透過部と、
を備えることを特徴とするマイクロレンズアレイユニット。
【請求項２】
前記複数の遮光部は、前記複数の第２のレンズの焦点位置にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイユニット。
【請求項３】
前記複数の遮光部は、前記複数の第２のレンズの焦点位置または前記焦点位置の近傍にそれぞれ配置され、前記複数の第２のレンズに入射した光をそれぞれ遮光する
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイユニット。
【請求項４】
前記複数の第２のレンズは、互いに曲率半径が異なる
ことを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロレンズアレイユニット。
【請求項５】
前記複数の遮光部は、前記第１のマイクロレンズアレイと離隔して配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイユニット。
【請求項６】
前記遮光部は、前記遮光部の表面が前記第２のレンズの光軸に対して所定の角度だけ傾斜するように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイユニット。
【請求項７】
照明光を射出する光源を有し、前記照明光を画像データに基づいて光変調し、画像光を生成する画像投影装置と、
前記画像光を透過させるマイクロレンズアレイユニットと、
を備え、
前記マイクロレンズアレイユニットは、
複数の第１のレンズが形成されている第１のマイクロレンズアレイと、
前記第１のマイクロレンズアレイに対向して配置され、複数の第２のレンズが形成されている第２のマイクロレンズアレイと、
前記複数の第２のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の遮光部と、
前記複数の第１のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の光透過部と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記複数の遮光部は、前記複数の第２のレンズの焦点位置にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数の第２のレンズは、互いに曲率半径が異なる
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数の遮光部は、前記第１のマイクロレンズアレイと離隔して配置されている
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記遮光部は、前記遮光部の表面が前記第２のレンズの光軸に対して所定の角度だけ傾斜するように配置されている
ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用表示装置等に用いられるマイクロレンズアレイユニット及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用表示装置としてヘッドアップディスプレイ等の表示装置が用いられている。一般的に、ヘッドアップディスプレイは、車両のダッシュボードの内部に収容されている。ヘッドアップディスプレイは、ダッシュボードから画像光をフロントガラス等に照射する。運転者は少ない視線移動で、フロントガラスに照射された画像光を、虚像の画像として視認する。運転者は視認した画像から様々な文字情報または映像情報を取得することができる。特許文献１には、レーザ光源を用いたヘッドアップディスプレイが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０８４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽光等の外光が画像光の光路を通ってヘッドアップディスプレイ内に入射する場合がある。外光がヘッドアップディスプレイ内に入射することにより、フロントガラスに表示される画像のコントラストが低下したり、演色性が低下したりする。そのため、運転者はフロントガラスに表示される画像を視認しにくくなる。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載されているヘッドアップディスプレイでは、マイクロレンズアレイと遮光部材とを組み合わせることにより、ヘッドアップディスプレイ内への外光の入射を抑制する。遮光部材には、画像光が透過する光透過領域が形成されている。
【０００６】
ヘッドアップディスプレイ等の車載用表示装置の光源としてレーザ光源を用いる場合、レーザ光源は高価であり、レーザ発振するための温度範囲が狭い。車載用表示装置の光源として例えばＬＥＤ光源を用いる場合、ＬＥＤ光源は、レーザ光源と比較して安価であり、動作温度範囲が広いため、車載用表示装置の光源として好適である。
【０００７】
しかしながら、車載用表示装置の光源としてＬＥＤ光源を用いる場合、通常、マイクロレンズアレイの焦点位置におけるＬＥＤの光線の幅がレーザの光線の幅よりも広い。そのため、遮光部材の光透過領域を広く設定することが必要である。光透過領域を広く設定すると遮光部材の遮光性が低下する。
【０００８】
従って、特許文献１に記載されているような車載用表示装置では、ＬＥＤ光源を用いる場合、外光が光透過領域を透過する確率が大きくなるため、フロントガラスに表示される画像のコントラスト及び演色性が、レーザ光源を用いた場合よりも低下する場合がある。
【０００９】
本発明は、光源に影響されることなく、太陽光等の外光による画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制できるマイクロレンズアレイユニット及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の第１のレンズが形成されている第１のマイクロレンズアレイと、
前記第１のマイクロレンズアレイに対向して配置され、複数の第２のレンズが形成されている第２のマイクロレンズアレイと、
前記複数の第２のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の遮光部と、
前記複数の第１のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の光透過部と、
を備えることを特徴とするマイクロレンズアレイユニットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、照明光を射出する光源を有し、前記照明光を画像データに基づいて光変調し、画像光を生成する画像投影装置と、前記画像光を透過させるマイクロレンズアレイユニットとを備え、前記マイクロレンズアレイユニットは、複数の第１のレンズが形成されている第１のマイクロレンズアレイと、前記第１のマイクロレンズアレイに対向して配置され、複数の第２のレンズが形成されている第２のマイクロレンズアレイと、前記複数の第２のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の遮光部と、前記複数の第１のレンズの光軸上にそれぞれ配置された複数の光透過部とを有することを特徴とする表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロレンズアレイユニット及び表示装置によれば、光源に影響されることなく、太陽光等の外光による画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の表示装置を示す構成図である。
【図２】一実施形態の表示装置における実施例１のマイクロレンズアレイユニットを示す構成図である。
【図３】実施例１のマイクロレンズアレイユニットの遮光部材を示す平面図である。
【図４】実施例１〜４のマイクロレンズアレイユニットの遮光部材を示す平面図である。
【図５】実施例１のマイクロレンズアレイユニットと画像光との関係を示す図である。
【図６】実施例１のマイクロレンズアレイユニットと外光との関係を示す図である。
【図７】一実施形態の表示装置における実施例２のマイクロレンズアレイユニットを示す構成図である。
【図８】実施例２のマイクロレンズアレイユニットの遮光部材を示す平面図である。
【図９】実施例２のマイクロレンズアレイユニットと画像光との関係を示す図である。
【図１０】実施例２のマイクロレンズアレイユニットと外光との関係を示す図である。
【図１１】一実施形態の表示装置における実施例３のマイクロレンズアレイユニットを示す構成図である。
【図１２】実施例３のマイクロレンズアレイユニットと画像光との関係を示す図である。
【図１３】実施例３のマイクロレンズアレイユニットと外光との関係を示す図である。
【図１４】一実施形態の表示装置における実施例４のマイクロレンズアレイユニットを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を用いて、一実施形態の表示装置を説明する。表示装置１は、例えばヘッドアップディスプレイ等の車載用表示装置である。表示装置１は、画像投影装置２と、ミラー３と、マイクロレンズアレイユニット１００とを備える。表示装置１を車載用表示装置として用いる場合、表示装置１は車両のダッシュボードＤＢの内部に収容される。
【００１５】
画像投影装置２は光源４を有する。光源４は例えばＬＥＤ光源である。画像投影装置２は光源４から照明光を射出させる。なお、光源４としてレーザ光源を用いてもよく、照明光を射出する光源であれば特に限定されるものではない。
【００１６】
画像投影装置２には、文字情報または映像情報を含む画像データＩＤが入力される。画像投影装置２は、画像データＩＤに基づいて照明光を光変調し、画像光ＩＬを生成する。画像投影装置２は、画像光ＩＬを射出する。なお、図１では画像光ＩＬの光軸を示している。ミラー３は画像光ＩＬを反射する。ミラー３は平面ミラーであってもよく、曲面ミラー（例えば凹面ミラー）であってもよい。
【００１７】
ミラー３により反射された画像光ＩＬは、マイクロレンズアレイユニット１００と、ダイシュボードＤＢに形成されている光透過部材ＬＴＰとを透過し、車両のフロントガラスＷＳまたはコンバイナ等に照射される。運転者は少ない視線移動で、フロントガラスＷＳまたはコンバイナ等に照射された画像光ＩＬを、虚像の画像として視認する。運転者は、視認した画像から様々な文字情報または映像情報を取得することができる。
【００１８】
マイクロレンズアレイユニット１００の構成例を実施例１、実施例２、実施例３、及び、実施例４として説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２〜図６を用いて、実施例１のマイクロレンズアレイユニットを説明する。図２に示すように、実施例１のマイクロレンズアレイユニット１１０は、マイクロレンズアレイ１２０（実施例１における第１のマイクロレンズアレイ）と、マイクロレンズアレイ１３０（実施例１における第２のマイクロレンズアレイ）と、遮光部１４１と、遮光部材１５０とを有する。マイクロレンズアレイユニット１１０は、図１に示すマイクロレンズアレイユニット１００に相当する。以下、マイクロレンズアレイをＭＬＡとする。
【００２０】
ＭＬＡ１２０とＭＬＡ１３０とは対向して配置されている。ＭＬＡ１２０には複数のレンズ１２１（実施例１における第１のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ１３０には複数のレンズ１３１（実施例１における第２のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ１２０及びＭＬＡ１３０は１つの構造体として形成されている。なお、図２では、複数のレンズ１２１及び１３１が垂直方向（紙面の上下方向）に配置されている状態を示している。実際には、複数のレンズ１２１及び１３１は水平方向（紙面の手前奥方向）にも配置されている。
【００２１】
遮光部１４１は、ＭＬＡ１２０に対して、ＭＬＡ１３０とは反対側に配置されている。遮光部材１５０は、ＭＬＡ１３０に対して、ＭＬＡ１２０とは反対側に配置されている。図２に示すように、遮光部１４１はレンズ１３１に対応して形成されている。遮光部１４１は、レンズ１３１の光軸Ｃ１３１上に位置するように配置されている。実施例１では、遮光部１４１はＭＬＡ１２０と接触して形成されている。
【００２２】
図３は、遮光部１４１をＭＬＡ１３０側から見た状態を示している。遮光部１４１は、光吸収部材または光反射部材により形成されている。なお、図３では、説明をわかりやすくするために、水平方向及び垂直方向にレンズ１３１に対応させてそれぞれ４つの遮光部１４１を示している。
【００２３】
図２に示すように、遮光部材１５０は、遮光部１５１と複数の光透過部１５２とを有する。光透過部１５２はレンズ１２１に対応して形成されている。光透過部１５２は、光透過部材により形成されていてもよいし、遮光部材１５０を貫通する開口であってもよい。遮光部材１５０は、光透過部１５２がレンズ１２１の光軸Ｃ１２１上に位置するように配置されている。
【００２４】
図４は、遮光部材１５０をＭＬＡ１２０側から見た状態を示している。遮光部１５１は、光吸収部材または光反射部材により形成されている。なお、図４では、説明をわかりやすくするために、水平方向及び垂直方向にレンズ１２１に対応させてそれぞれ４つの光透過部１５２を示している。
【００２５】
遮光部材１５０は、ＭＬＡ１３０と接触して配置されていてもよいし、離隔して配置されていてもよい。迷光等の影響を低減するためには、遮光部材１５０は、ＭＬＡ１３０と接触して、またはＭＬＡ１３０の近傍に配置されていることが望ましい。
【００２６】
遮光部材１５０は、太陽光等の外光が照射されることにより、遮光部材１５０の温度が上昇する。遮光部材１５０とＭＬＡ１３０との距離が短いと、遮光部材１５０で発生した熱がＭＬＡ１３０へ伝導しやすくなる。ＭＬＡ１３０が遮光部材１５０の熱の影響を受けにくくするためには、遮光部材１５０は、ＭＬＡ１３０から離隔した位置に配置されていることが望ましい。従って、遮光部材１５０とＭＬＡ１３０との距離は、迷光等の影響と遮光部材１５０の熱の影響とに応じて適宜設定されるものである。
【００２７】
図５は、マイクロレンズアレイユニット１１０と画像光ＩＬとの関係を示している。図５では、説明をわかりやすくするために、マイクロレンズアレイユニット１１０を、レンズ１２１及び１３１と遮光部１４１及び１５１と光透過部１５２とを１つのレンズユニットとして示している。
【００２８】
図１または図５に示すように、画像投影装置２から射出された画像光ＩＬは、ミラー３により反射し、マイクロレンズアレイユニット１１０のレンズ１２１に入射する。遮光部材１５０は、光透過部１５２がレンズ１２１の焦点位置に位置するように配置されている。画像光ＩＬはレンズ１２１によって集光され、光透過部１５２を透過する。
【００２９】
光源４として用いられる光源の種類によっては、レンズ１２１の焦点位置における画像光ＩＬの光線の幅が異なる場合がある。そのため、光透過部１５２の幅は、レンズ１２１の焦点位置における画像光ＩＬの光線の幅に応じて設計されている。光透過部１５２を透過した画像光ＩＬはダイシュボードＤＢの光透過部材ＬＴＰを透過し、フロントガラスＷＳに照射される。
【００３０】
図６は、マイクロレンズアレイユニット１１０と太陽光等の外光との関係を示している。図６は図５に対応する。外部から太陽光等の外光ＳＬが画像光ＩＬの光路を通って表示装置１内に入射する場合、外光ＳＬは遮光部材１５０の光透過部１５２を透過し、レンズ１３１に入射する。遮光部１４１は、レンズ１３１の焦点位置またはその近傍に配置されている。外光ＳＬはレンズ１３１によって集光され、遮光部１４１により遮光される。
【００３１】
従って、実施例１のマイクロレンズアレイユニット１１０によれば、画像投影装置２の光源４として用いられる光源の種類に影響されることなく、光透過部１５２を透過した外光ＳＬを遮光部１４１により遮光することができる。これにより、フロントガラスＷＳに表示される画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００３２】
図４、及び、図７〜図１０を用いて、実施例２のマイクロレンズアレイユニットを説明する。図７に示すように、実施例２のマイクロレンズアレイユニット２１０は、ＭＬＡ２２０（実施例２における第１のマイクロレンズアレイ）と、ＭＬＡ２３０（実施例２における第２のマイクロレンズアレイ）と、遮光部材２４０（実施例２における第１の遮光部材）と、遮光部材２５０（実施例２における第２の遮光部材）とを有する。マイクロレンズアレイユニット２１０は、図１に示すマイクロレンズアレイユニット１００に相当する。
【００３３】
ＭＬＡ２２０とＭＬＡ２３０とは対向して配置されている。ＭＬＡ２２０には複数のレンズ２２１（実施例２における第１のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ２３０には複数のレンズ２３１（実施例２における第２のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ２２０及びＭＬＡ２３０は１つの構造体として形成されている。なお、図７では、複数のレンズ２２１及び２３１が垂直方向（紙面の上下方向）に配置されている状態を示している。実際には、複数のレンズ２２１及び２３１は水平方向（紙面の手前奥方向）にも配置されている。
【００３４】
遮光部材２４０は、ＭＬＡ２２０に対して、ＭＬＡ２３０とは反対側に配置されている。遮光部材２５０は、ＭＬＡ２３０に対して、ＭＬＡ２２０とは反対側に配置されている。遮光部材２４０は、複数の遮光部２４１と、ガラス基板等の光透過基板２４２とを有する。遮光部２４１はレンズ２３１に対応して形成されている。遮光部材２４０は、遮光部２４１がレンズ２３１の光軸Ｃ２３１上に位置するように配置されている。実施例２では、遮光部材２４０は、遮光部２４１がＭＬＡ２２０と離隔するように配置されている。
【００３５】
図８は、遮光部材２４０をＭＬＡ２３０側から見た状態を示している。遮光部２４１は、光吸収部材または光反射部材により形成されている。なお、図８では、説明をわかりやすくするために、水平方向及び垂直方向にレンズ２３１に対応させてそれぞれ４つの遮光部２４１を示している。
【００３６】
図７に示すように、遮光部材２５０は、遮光部２５１と複数の光透過部２５２とを有する。光透過部２５２はレンズ２２１に対応して形成されている。光透過部２５２は、光透過部材により形成されていてもよいし、遮光部材２５０を貫通する開口であってもよい。遮光部材２５０は、光透過部２５２がレンズ２２１の光軸Ｃ２２１上に位置するように配置されている。
【００３７】
図４は、遮光部材２５０をＭＬＡ２２０側から見た状態を示している。遮光部２５１は、光吸収部材または光反射部材により形成されている。なお、図４では、説明をわかりやすくするために、水平方向及び垂直方向にレンズ２２１に対応させてそれぞれ４つの光透過部２５２を示している。
【００３８】
遮光部材２５０は、ＭＬＡ２３０と接触して配置されていてもよいし、離隔して配置されていてもよい。迷光等の影響を低減するためには、遮光部材２５０は、ＭＬＡ２３０と接触して、またはＭＬＡ２３０の近傍に配置されていることが望ましい。
【００３９】
遮光部材２５０は、太陽光等の外光が照射されることにより、遮光部材２５０の温度が上昇する。遮光部材２５０とＭＬＡ２３０との距離が短いと、遮光部材２５０で発生した熱がＭＬＡ２３０へ伝導しやすくなる。ＭＬＡ２３０が遮光部材２５０の熱の影響を受けにくくするためには、遮光部材２５０は、ＭＬＡ２３０から離隔した位置に配置されていることが望ましい。従って、遮光部材２５０とＭＬＡ２３０との距離は、迷光等の影響と遮光部材２５０の熱の影響とに応じて適宜設定されるものである。
【００４０】
図９は、マイクロレンズアレイユニット２１０と画像光ＩＬとの関係を示している。図９では、説明をわかりやすくするために、マイクロレンズアレイユニット２１０を、レンズ２２１及び２３１と遮光部２４１及び２５１と光透過部２５２とを１つのレンズユニットとして示している。
【００４１】
図１または図９に示すように、画像投影装置２から射出された画像光ＩＬは、ミラー３により反射し、光透過基板２４２を透過して、マイクロレンズアレイユニット２１０のレンズ２２１に入射する。遮光部材２５０は、光透過部２５２がレンズ２２１の焦点位置に位置するように配置されている。画像光ＩＬはレンズ２２１によって集光され、光透過部２５２を透過する。
【００４２】
光源４として用いられる光源の種類によっては、レンズ２２１の焦点位置における画像光ＩＬの光線の幅が異なる場合がある。そのため、光透過部２５２の幅は、レンズ２２１の焦点位置における画像光ＩＬの光線の幅に応じて設計されている。光透過部２５２を透過した画像光ＩＬはダイシュボードＤＢの光透過部材ＬＴＰを透過し、フロントガラスＷＳに照射される。
【００４３】
図１０は、マイクロレンズアレイユニット２１０と太陽光等の外光との関係を示している。図１０は図９に対応する。外部から太陽光等の外光ＳＬが画像光ＩＬの光路を通って表示装置１内に入射する場合、外光ＳＬは遮光部材２５０の光透過部２５２を透過してレンズ２３１に入射する。レンズ２３１は、焦点がＭＬＡ２２０から離隔した位置となるように設計されている。
【００４４】
遮光部２４１は、レンズ２３１の焦点位置またはその近傍に配置されている。従って、遮光部材２４０は、レンズ２３１の焦点位置に応じて、ＭＬＡ２２０から離隔した位置に配置されている。外光ＳＬはレンズ２３１によって集光され、遮光部２４１により遮光される。
【００４５】
従って、実施例２のマイクロレンズアレイユニット２１０によれば、画像投影装置２の光源４として用いられる光源の種類に影響されることなく、光透過部２５２を透過した外光ＳＬを遮光部２４１により遮光することができる。これにより、フロントガラスＷＳに表示される画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制することができる。
【００４６】
遮光部２４１は、外光ＳＬがレンズ２３１により集光されて照射される。遮光部２４１は、外光ＳＬを吸収するより、温度が上昇する。ＭＬＡ２２０は、ＭＬＡ２２０を形成する材料によっては、遮光部２４１の熱の影響によって変形したり、劣化が促進したりする場合がある。
【００４７】
実施例２のマイクロレンズアレイユニット２１０では、遮光部材２４０とＭＬＡ２２０とは離隔しているため、ＭＬＡ２２０は遮光部２４１の熱の影響を受けにくい。熱の影響を低減することにより、画像品質及び信頼性を確保することができる。
【実施例３】
【００４８】
図１１〜図１３を用いて、実施例３のマイクロレンズアレイユニットを説明する。図１１に示すように、実施例３のマイクロレンズアレイユニット３１０は、実施例２のマイクロレンズアレイユニット２１０と比較して、画像光ＩＬの入射側に位置する遮光部材３４０が実施例２の遮光部材２４０と異なり、それ以外の構成は同じである。マイクロレンズアレイユニット３１０は、図１に示すマイクロレンズアレイユニット１００に相当する。
【００４９】
そこで、遮光部材３４０の構成と、その効果について説明する。なお、説明をわかりやすくするために、実施例２のマイクロレンズアレイユニット２１０と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００５０】
図１１は図７に対応する。図１１に示すように、マイクロレンズアレイユニット３１０は、ＭＬＡ２２０（実施例３における第１のマイクロレンズアレイ）と、ＭＬＡ２３０（実施例３における第２のマイクロレンズアレイ）と、遮光部材３４０（実施例３における第１の遮光部材）と、遮光部材２５０（実施例３における第２の遮光部材）とを有する。
【００５１】
遮光部材３４０は、ＭＬＡ２２０に対して、ＭＬＡ２３０とは反対側に配置されている。遮光部材３４０は、複数の遮光部３４１と、ガラス基板等の光透過基板３４２とを有する。遮光部３４１、及び、光透過基板３４２は、実施例２の遮光部２４１、及び、光透過基板２４２に対応する。実施例３では、遮光部材３４０は、遮光部３４１がＭＬＡ２２０と離隔するように配置されている。遮光部材３４０は、遮光部３４１がレンズ２３１の光軸Ｃ２３１上に位置するように配置されている。
【００５２】
遮光部３４１は、光反射部材により形成されている。遮光部３４１は、遮光部３４１の表面が光軸Ｃ２３１に対して所定の角度θａだけ傾斜するように配置されている。なお、図１１では、光透過基板３４２の表面を傾斜させ、傾斜させた表面に遮光部３４１を形成している。これにより、遮光部３４１の表面を所定の角度θａに傾斜させることができる。遮光部３４１の傾斜方法、及び、遮光部３４１を傾斜させるための光透過基板３４２の形状は実施例３に限定されるものではなく、他の方法、及び、他の形状により遮光部３４１を傾斜させてもよい。
【００５３】
図１２は、マイクロレンズアレイユニット３１０と画像光ＩＬとの関係を示している。図１２では、説明をわかりやすくするために、マイクロレンズアレイユニット３１０を、レンズ２２１及び２３１と遮光部３４１及び２５１と光透過部２５２とを１つのレンズユニットとして示している。
【００５４】
図１または図１２に示すように、画像投影装置２から射出された画像光ＩＬは、ミラー３により反射し、光透過基板３４２を透過して、マイクロレンズアレイユニット３１０のレンズ２２１に入射する。画像光ＩＬはレンズ２２１によって集光され、光透過部２５２を透過する。さらに、画像光ＩＬはダイシュボードＤＢの光透過部材ＬＴＰを透過し、フロントガラスＷＳに照射される。
【００５５】
図１３は、マイクロレンズアレイユニット３１０と太陽光等の外光との関係を示している。図１３は図１２に対応する。外部から太陽光等の外光ＳＬが画像光ＩＬの光路を通って表示装置１内に入射する場合、外光ＳＬは遮光部材２５０の光透過部２５２を透過してレンズ２３１に入射する。遮光部３４１は、レンズ２３１の焦点位置またはその近傍に配置されている。外光ＳＬはレンズ２３１によって集光され、遮光部３４１に照射される。
【００５６】
遮光部３４１は外光ＳＬを反射することにより、外光ＳＬを遮光する。遮光部３４１の傾斜角度θａは、遮光部３４１により反射された外光ＳＬが、遮光部材２５０の遮光部２５１に照射されるように設定されている。なお、遮光部３４１の傾斜角度θａは、これに限定されるものではなく、遮光部３４１により反射された外光ＳＬが、画像光ＩＬに影響しない角度であればよい。
【００５７】
従って、実施例３のマイクロレンズアレイユニット３１０によれば、画像投影装置２の光源４として用いられる光源の種類に影響されることなく、光透過部２５２を透過した外光ＳＬを遮光部３４１により遮光することができる。これにより、フロントガラスＷＳに表示される画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制することができる。
【００５８】
遮光部３４１は、外部から入射した太陽光等の外光がレンズ２３１により集光されて照射される。遮光部３４１は外光ＳＬを反射するため、外光ＳＬを吸収する場合と比較して遮光部３４１の温度上昇を抑制できる。これにより、遮光部３４１の近傍に配置されているＭＬＡ２２０は、遮光部３４１に起因する熱の影響を受けにくくなる。
【実施例４】
【００５９】
図１４を用いて、実施例４のマイクロレンズアレイユニットを説明する。図１４に示すように、実施例４のマイクロレンズアレイユニット４１０は、実施例３のマイクロレンズアレイユニット３１０と比較して、画像光ＩＬの射出側に位置するＭＬＡ４３０が実施例３のＭＬＡ２３０と異なる。また、画像光ＩＬの入射側に位置する遮光部材４４０が実施例３の遮光部材３４０と異なる。それ以外の構成は実施例３と同じである。マイクロレンズアレイユニット４１０は、図１に示すマイクロレンズアレイユニット１００に相当する。
【００６０】
そこで、ＭＬＡ４３０、及び、遮光部材４４０の構成と、その効果について説明する。なお、説明をわかりやすくするために、実施例３のマイクロレンズアレイユニット３１０と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００６１】
図１４は図１１に対応する。図１４に示すように、マイクロレンズアレイユニット４１０は、ＭＬＡ２２０（実施例４における第１のマイクロレンズアレイ）と、ＭＬＡ４３０（実施例４における第２のマイクロレンズアレイ）と、遮光部材４４０（実施例４における第１の遮光部材）と、遮光部材２５０（実施例４における第２の遮光部材）とを有する。
【００６２】
ＭＬＡ２２０とＭＬＡ４３０とは対向して配置されている。ＭＬＡ２２０には複数のレンズ２２１（実施例４における第１のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ４３０には複数のレンズ４３１（実施例４における第２のレンズ）が形成されている。ＭＬＡ２２０及びＭＬＡ４３０は１つの構造体として形成されている。
【００６３】
なお、図１４では、複数のレンズ２２１及び４３１が垂直方向（紙面の左右方向）に配置されている状態を示している。実際には、複数のレンズ２２１及び４３１は水平方向（紙面の手前奥方向）にも配置されている。複数のレンズ４３１は、互いに曲率半径が異なる。図１４では、各レンズ４３１を区別するため、符号を４３１ａ、４３１ｂ、４３１ｃ、及び４３１ｄと付す。
【００６４】
例えば図１４に示すレンズ４３１ａはレンズ４３１ｂよりも曲率半径が大きい。従って、レンズ４３１ａの焦点はレンズ４３１ｂの焦点と比較して、ＭＬＡ２２０から離隔した位置となる。レンズ４３１ｂはレンズ４３１ｃよりも曲率半径が大きい。従って、レンズ４３１ｂの焦点はレンズ４３１ｃの焦点と比較して、ＭＬＡ２２０から離隔した位置となる。レンズ４３１ｃはレンズ４３１ｄよりも曲率半径が大きい。従って、レンズ４３１ｃの焦点はレンズ４３１ｄの焦点と比較して、ＭＬＡ２２０から離隔した位置となる。
【００６５】
なお、全てのレンズ４３１は、互いに曲率半径が異なっていてもよいし、複数のレンズ４３１を１つのグループとして、グループごとにレンズ４３１の曲率半径が異なっていてもよい。
【００６６】
遮光部材４４０は、ＭＬＡ２２０に対して、ＭＬＡ４３０とは反対側に配置されている。遮光部材２５０は、ＭＬＡ４３０に対して、ＭＬＡ２２０とは反対側に配置されている。遮光部材４４０は、複数の遮光部４４１と、ガラス基板等の光透過基板４４２とを有する。遮光部４４１、及び、光透過基板４４２は、実施例３の遮光部３４１、及び、光透過基板３４２に対応する。実施例４では、遮光部材４４０は、遮光部４４１がＭＬＡ２２０と離隔するように配置されている。遮光部材４４０は、遮光部４４１がレンズ４３１の光軸Ｃ４３１上に位置するように配置されている。
【００６７】
遮光部４４１は、光反射部材により形成されている。複数の遮光部４４１は、対応するレンズ４３１までの距離がそれぞれ異なるように配置されている。遮光部３４１は、遮光部３４１の表面が光軸Ｃ４３１に対して所定の角度θｂだけ傾斜するように配置されている。
【００６８】
例えば、図１４に示すように、光透過基板３４２の表面に遮光部３４１ごとに段差部を形成し、段差部の傾斜面に遮光部４４１を形成することにより、レンズ４３１までの距離がそれぞれ異なるように複数の遮光部３４１を配置してもよい。遮光部４４１の傾斜方法、及び、遮光部４４１を傾斜させるための光透過基板３４２の形状は実施例４に限定されるものではなく、他の方法、及び、他の形状により遮光部４４１を傾斜させてもよい。
【００６９】
外部から太陽光等の外光ＳＬが画像光ＩＬの光路を通って表示装置１内に入射する場合、外光ＳＬは遮光部材２５０の光透過部２５２を透過してレンズ４３１に入射する。遮光部４４１は、レンズ４３１の焦点位置またはその近傍に配置されている。図１４では、各遮光部４４１を区別するため、各レンズ４３１ａ、４３１ｂ、４３１ｃ、及び４３１ｄに対応させ、符号を４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃ、及び４４１ｄと付す。
【００７０】
遮光部材４４０は、遮光部４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃ、及び４４１ｄがレンズ４３１ａ、４３１ｂ、４３１ｃ、及び４３１ｄの光軸Ｃ４３１ａ、Ｃ４３１ｂ、Ｃ４３１ｃ、及びＣ４３１ｄ上に位置するように配置されている。遮光部４４１ａは、レンズ４３１ａの焦点位置またはその近傍に配置されている。遮光部４４１ｂは、レンズ４３１ｂの焦点位置またはその近傍に配置されている。遮光部４４１ｃは、レンズ４３１ｃの焦点位置またはその近傍に配置されている。遮光部４４１ｄは、レンズ４３１ｄの焦点位置またはその近傍に配置されている。
【００７１】
外光ＳＬはレンズ４３１ａ〜４３１ｄによってそれぞれ集光され、遮光部４４１ａ〜４４１ｄに照射される。遮光部４４１ａ〜４４１ｄは外光ＳＬを反射することにより、外光ＳＬを遮光する。遮光部３４１（３４１ａ〜３４１ｄ）の傾斜角度θｂは、遮光部３４１により反射された外光ＳＬが、画像光ＩＬに影響しない角度であればよい。
【００７２】
従って、実施例４のマイクロレンズアレイユニット４１０によれば、画像投影装置２の光源４として用いられる光源の種類に影響されることなく、光透過部２５２を透過した外光ＳＬを遮光部４４１により遮光することができる。これにより、フロントガラスＷＳに表示される画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制することができる。
【００７３】
遮光部４４１は、外部から入射した太陽光等の外光がレンズ４３１により集光されて照射される。これにより、遮光部４４１の温度が上昇する。実施例４のマイクロレンズアレイユニット４１０では、遮光部材４４０とＭＬＡ２２０とは離隔しているため、ＭＬＡ２２０は遮光部４４１の熱の影響を受けにくい。
【００７４】
実施例４のマイクロレンズアレイユニット４１０では、複数の遮光部４４１ａ〜４４１ｄは、対応するレンズ４３１ａ〜４３１ｄまでの距離がそれぞれ異なるように配置されている。これにより、外光ＳＬの影響を抑制するための自由度が向上する。例えば、外光ＳＬを、複数の遮光部４４１ａ〜４４１ｄにより、それぞれ異なる方向または領域に反射させることができる。従って、外光ＳＬを画像光ＩＬに影響しない領域に分散させることができる。これにより、外光ＳＬに対する熱対策の自由度が向上する。
【００７５】
本実施形態のマイクロレンズアレイユニット１００及び表示装置１によれば、画像投影装置２の光源４として用いられる光源の種類に影響されることなく、光透過部１５２または２５２を透過した外光ＳＬを遮光部１４１、２４１、３４１、または４４１により遮光することができる。これにより、太陽光等の外光ＳＬによる画像のコントラスト及び演色性の低下を抑制できる。
【００７６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  表示装置
２  画像投影装置
４  光源
１００，１１０，２１０，３１０，４１０  マイクロレンズアレイユニット
１２０，２２０  マイクロレンズアレイ（第１のマイクロレンズアレイ）
１３０，２３０，４３０  マイクロレンズアレイ（第２のマイクロレンズアレイ）
１２１，２２１  レンズ（第１のレンズ）
１３１，２３１，４３１，４３１ａ，４３１ｂ，４３１ｃ，４３１ｄ  レンズ（第２のレンズ）
Ｃ１２１，Ｃ２２１  光軸（第１のレンズの光軸）
Ｃ１３１，Ｃ２３１，Ｃ４３１，Ｃ４３１ａ，Ｃ４３１ｂ，Ｃ４３１ｃ，Ｃ４３１ｄ  光軸（第２のレンズの光軸）
１４１，２４１，３４１，４４１，４４１ａ，４４１ｂ，４４１ｃ，４４１ｄ  遮光部
１５２，２５２  光透過部
ＩＤ  画像データ
ＩＬ  画像光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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