(57)【要約】【課題】輝度ムラの発生を抑制することができる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を提供する。【解決手段】バックライトユニット２０は、偏光板２８が、液晶パネル１０を透過する光１１の振動方向を基準振動方向として、集光部材２３から入射する光１１のうち、基準振動方向と直交する方向に振動する光１１を１／４波長板２９に向けて透過し、マイクロミラーアレイ２５側からの基準振動方向に振動する光１１を液晶パネル１０に向けて反射する。１／４波長板２９は、偏光板２８側から入射してマイクロミラーアレイ２５側に透過する光１１を第１偏光に変換し、マイクロミラーアレイ２５で反射して偏光板２８側に透過する第１偏光を、基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換する。【選択図】図２
2019045858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を集光する集光部材と、
前記集光部材に対向する凹状の反射面を有し、前記集光部材から入射する光を前記反射面により前記集光部材に向けて反射する光学部材と、
前記集光部材と前記光学部材との間の光路上に配置され、前記集光部材から入射する光の一部を透過し、かつ前記光学部材側から入射する光を光透過型の液晶表示素子に向けて反射する偏光板と、
前記集光部材と前記光学部材との間の光路上で、かつ前記偏光板に対して前記光学部材側に配置される１／４波長板と、
前記偏光板と前記液晶表示素子との間の光路上に配置される拡散板と、
を備え、
前記偏光板は、
前記液晶表示素子を透過する光の振動方向を基準振動方向として、前記集光部材から入射する光のうち、前記基準振動方向と直交する方向に振動する光を前記１／４波長板に向けて透過し、かつ前記光学部材側からの前記基準振動方向に振動する光を前記液晶表示素子に向けて反射し、
前記１／４波長板は、
前記偏光板側から入射して前記光学部材側に透過する光を第１偏光に変換し、かつ
前記光学部材で反射して前記偏光板側に透過する前記第１偏光を、前記基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換する、
ことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記光学部材は、
前記反射面が複数の微小ミラーで構成され、
各前記微小ミラーは、
凸状または凹状の曲面である、
請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記光学部材は、
前記反射面に沿って形成された複数の微小レンズで構成され、
各前記微小レンズは、
凸状または凹状の曲面であるレンズ面と、前記レンズ面に対応する微小反射面とを有する、
請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
光透過型の液晶表示素子と、
バックライトユニットと、
を少なくとも備え、
前記バックライトユニットは、
光源と、
前記光源から出射された光を集光する集光部材と、
前記集光部材に対向する凹状の反射面を有し、前記集光部材から入射する光を前記反射面により前記集光部材に向けて折り返す光学部材と、
前記集光部材と前記光学部材との間の光路上に配置され、前記集光部材から入射する光の一部を透過し、かつ前記光学部材側から入射する光を光透過型の液晶表示素子に向けて反射する偏光板と、
前記集光部材と前記光学部材との間の光路上で、かつ前記偏光板に対して前記光学部材側に配置される１／４波長板と、
前記偏光板と前記液晶表示素子との間の光路上に配置される拡散板と、
を備え、
前記偏光板は、
前記液晶表示素子を透過する光の振動方向を基準振動方向として、前記集光部材から入射する光のうち、前記基準振動方向と直交する方向に振動する光を前記１／４波長板に向けて透過し、かつ前記光学部材側からの前記基準振動方向に振動する光を前記液晶表示素子に向けて反射し、
前記１／４波長板は、
前記偏光板側から入射して前記光学部材側に透過する光を第１偏光に変換し、かつ
前記光学部材側から入射して前記偏光板側に透過する光を、前記基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘッドアップディスプレイ装置等に用いられるバックライトユニットがある。例えば、特許文献１では、光源の光を平行光生成手段により平行光にした後、平行光からレンズアレイにより複数の光源像の光を生成し、集光レンズ等を介して液晶パネル上に集光することで、液晶パネルの輝度ムラの低減を図っている。また、特許文献１では、光源と液晶パネルとの間の光路上に反射部を配置し、光路を折り返すことでバックライトユニットの奥行き方向の長さを短くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ヘッドアップディスプレイ装置の大画面化や高精細化に伴って液晶パネルが拡大しつつあり、バックライトユニットの照明範囲の拡大化の必要性が生じている。例えば、光路を折り返す反射ミラーに凹面鏡を用いて照明範囲を拡大させる場合、集光レンズ等の光学部品と光路の干渉を避けるために、凹面鏡における光の反射の前後で光軸に角度をもたせる必要があるが、凹面鏡における光の反射位置の違いで輝度ムラが生じる要因になっている。
【０００５】
本発明は、輝度ムラの発生を抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るバックライトユニットは、光源と、前記光源から出射された光を集光する集光部材と、前記集光部材に対向する凹状の反射面を有し、前記集光部材から入射する光を前記反射面により前記集光部材に向けて反射する光学部材と、前記集光部材と前記光学部材との間の光路上に配置され、前記集光部材から入射する光の一部を透過し、かつ前記光学部材側から入射する光を光透過型の液晶表示素子に向けて反射する偏光板と、前記集光部材と前記光学部材との間の光路上で、かつ前記偏光板に対して前記光学部材側に配置される１／４波長板と、前記偏光板と前記液晶表示素子との間の光路上に配置される拡散板と、を備え、前記偏光板は、前記液晶表示素子を透過する光の振動方向を基準振動方向として、前記集光部材から入射する光のうち、前記基準振動方向と直交する方向に振動する光を前記１／４波長板に向けて透過し、かつ前記光学部材側からの前記基準振動方向に振動する光を前記液晶表示素子に向けて反射し、前記１／４波長板は、前記偏光板側から入射して前記光学部材側に透過する光を第１偏光に変換し、かつ前記光学部材で反射して前記偏光板側に透過する前記第１偏光を、前記基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換することを特徴とする。
【０００７】
上記バックライトユニットにおいて、前記光学部材は、前記反射面が複数の微小ミラーで構成され、各前記微小ミラーは、凸状または凹状の曲面であることが好ましい。
【０００８】
上記バックライトユニットにおいて、前記光学部材は、前記反射面に沿って形成された複数の微小レンズで構成され、各前記微小レンズは、凸状または凹状の曲面であるレンズ面と、前記レンズ面に対応する微小反射面とを有することが好ましい。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光透過型の液晶表示素子と、バックライトユニットと、を少なくとも備え、前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から出射された光を集光する集光部材と、前記集光部材に対向する凹状の反射面を有し、前記集光部材から入射する光を前記反射面により前記集光部材に向けて折り返す光学部材と、前記集光部材と前記光学部材との間の光路上に配置され、前記集光部材から入射する光の一部を透過し、かつ前記光学部材側から入射する光を光透過型の液晶表示素子に向けて反射する偏光板と、前記集光部材と前記光学部材との間の光路上で、かつ前記偏光板に対して前記光学部材側に配置される１／４波長板と、前記偏光板と前記液晶表示素子との間の光路上に配置される拡散板と、を備え、前記偏光板は、前記液晶表示素子を透過する光の振動方向を基準振動方向として、前記集光部材から入射する光のうち、前記基準振動方向と直交する方向に振動する光を前記１／４波長板に向けて透過し、かつ前記光学部材側からの前記基準振動方向に振動する光を前記液晶表示素子に向けて反射し、前記１／４波長板は、前記偏光板側から入射して前記光学部材側に透過する光を第１偏光に変換し、かつ前記光学部材側から入射して前記偏光板側に透過する光を、前記基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る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によれば、輝度ムラの発生を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係るバックライトユニットの概略構成図である。
【図３】図３は、実施形態に係るマイクロミラーアレイの正面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る微小ミラーの斜視図である。
【図５】図５は、実施形態に係るマイクロミラーアレイの部分拡大図である。
【図６】図６は、実施形態の変形例に係るマイクロレンズアレイの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係るバックライトユニットの実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００１３】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。図２は、実施形態に係るバックライトユニットの概略構成図である。図３は、実施形態に係るマイクロミラーアレイの正面図である。図４は、実施形態に係る微小ミラーの斜視図である。図５は、実施形態に係るマイクロミラーアレイの部分拡大図である。なお、図２は、バックライトユニットを側方側から視た場合の各要素の位置関係を示す。図３は、マイクロミラーアレイを反射面側から正面視したものである。
【００１４】
本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、図１に示すように、例えば自動車等の車両（不図示）のダッシュボード（不図示）の内側に配置され、ウインドシールド１０１に表示画像を投影するものである。ヘッドアップディスプレイ装置１は、ウインドシールド１０１に表示画像を投影して、ドライバ２００のアイポイント２０１の前方に虚像１１０を表示する。アイポイント２０１は、運転席（不図示）に着座したドライバ２００の視点位置として予め定められた位置である。ドライバ２００は、ウインドシールド１０１によって反射された画像を虚像１１０として認識する。虚像１１０は、ドライバ２００にとって、ウインドシールド１０１よりも前方に認識される。ヘッドアップディスプレイ装置１は、拡大ミラー２と、表示ユニット３とを含んで構成される。拡大ミラー２は、表示ユニット３から出射される表示光をウインドシールド１０１に向けて反射する。拡大ミラー２は、例えば非球面ミラーで構成される。表示ユニット３は、表示画像に対応する表示光を出射する。表示ユニット３は、液晶パネル１０と、バックライトユニット２０とを含んで構成される。
【００１５】
液晶パネル１０は、液晶表示素子である。液晶パネル１０は、例えば光透過型または光半透過型のＴＦＴ液晶（Thin  Film  Transistor  Liquid  Crystal    Display）等から成る。液晶パネル１０は、裏面側から照明されることで表面側の表示面が発光する。
【００１６】
バックライトユニット２０は、液晶パネル１０を裏面側から照明する。バックライトユニット２０は、車両内の電源（不図示）から得られる直流電力により駆動する。バックライトユニット２０は、図２に示すように、光源２１と、集光部材２３と、マイクロミラーアレイ２５と、偏光板２８と、１／４波長板２９と、拡散板３０とを含んで構成される。
【００１７】
光源２１は、一つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light    Emitting    Diode）で構成される。光源２１は、車両内の電源から得られる直流電力により駆動する。光源２１は、制御部からのＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて、点灯／消灯する。光源２１は、例えば不図示の基板等に固定されている。基板は、裏面側にヒートシンク（不図示）が固定されていてもよい。ヒートシンクは、基板に蓄積された熱をバックライトユニット２０の外部に放出するものである。
【００１８】
集光部材２３は、光源２１から出射された光を集光するものである。集光部材２３は、例えばガラスや透明樹脂で構成される集光レンズである。集光部材２３は、凸状曲面のレンズ面２３ａと、レンズ面２３ａを有するレンズ本体部２３ｂと、レンズ本体部２３ｂの外周に沿って設けられたフランジ部２３ｃとで構成される。
【００１９】
マイクロミラーアレイ２５は、光学部材である。マイクロミラーアレイ２５は、例えば樹脂材料等で構成される。マイクロミラーアレイ２５は、集光部材２３に対向する凹状の反射面２６を有し、集光部材２３から入射する光１１を反射面２６により集光部材２３に向けて反射する。マイクロミラーアレイ２５は、集光部材２３に対して対向する位置に配置されている。マイクロミラーアレイ２５は、反射面２６が複数の微小ミラー２７で構成される。マイクロミラーアレイ２５は、複数の微小ミラー２７を蠅の目（フライアイ）のように格子状に配列したものである。複数の微小ミラー２７は、図３に示すように、例えば反射面２６におけるＸ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に複数配列されている。各微小ミラー２７は、例えば正面視において、長方形状をしている。微小ミラー２７は、Ｘ方向に長さｘの長辺を有し、Ｙ方向に長さｙの短辺を有する。言い換えると、微小ミラー２７は、Ｘ方向に長さｘのミラー幅を有し、Ｙ方向に長さｙのミラー高さを有する。本実施形態の微小ミラー２７は、Ｘ方向において同一の長さのミラー幅を有し、かつＹ方向において同一の長さのミラー高さを有する。なお、微小ミラー２７は、ミラー幅とミラー高さとが同一の長さであってもよい。微小ミラー２７は、図４に示すように、凸状の曲面である。本実施形態の微小ミラー２７は、例えば凸状の部分球面である。微小ミラー２７は、Ｘ方向およびＹ方向において、同一の曲率半径Ｒを有する。本実施形態の微小ミラー２７は、Ｘ方向において同一の発散角φを有し、Ｙ方向において同一の発散角φを有する。発散角φは、図２に示すように、微小ミラー２７が反射する光１１の光軸に対する拡がる角度である。発散角φは、大きくなるとバックライトユニット２０の輝度ムラが生じ易くなることから、全角で５０°以下となることが好ましい。
【００２０】
偏光板２８は、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路上に配置される。偏光板２８は、いわゆる反射型偏光板である。本実施形態の偏光板２８は、集光部材２３から入射する光の一部を透過し、かつマイクロミラーアレイ２５側から入射する光を液晶パネル１０に向けて反射するものである。偏光板２８は、集光部材２３からマイクロミラーアレイ２５側に向かう光が透過し、かつマイクロミラーアレイ２５から反射する光が液晶パネル１０の全面を照明するように、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路に対して傾斜して配置される。偏光板２８は、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路と平行に配置された液晶パネル１０に光が向かうように、当該光路の方向に対して４５°傾けた位置に配置される。偏光板２８は、例えばワイヤグリッド偏光板等から成る。ワイヤグリッド偏光板は、基板上に金属材料を蒸着し、ナノメーターレベルでの微細エッチングによりワイヤー状のグリッドを形成したものである。
【００２１】
１／４波長板２９は、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路上で、偏光板２８に対してマイクロミラーアレイ２５側に配置される。１／４波長板２９は、偏光板２８からマイクロミラーアレイ２５側に向かう光が透過し、かつマイクロミラーアレイ２５から反射する光が透過して偏光板２８側に向かう位置に配置される。言い換えると、１／４波長板２９は、マイクロミラーアレイ２５の近傍にあって、一方の平面がマイクロミラーアレイ２５の反射面２６と対向するように配置される。１／４波長板２９は、いわゆる波長板の一種であり、例えば複屈折材料等で構成される。１／４波長板２９は、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光に位相差（光路差）を持たせたものである。
【００２２】
１／４波長板２９は、入射光が直線偏光の場合には円偏光に変換して出射し、入射光が円偏光の場合には直線偏光に変換して出射する。具体的には、１／４波長板２９は、入射光のうち、当該１／４波長板２９の光学軸（高速軸）に対して４５°傾けた方向に振動する直線偏光を円偏光に変換して出射する一方、入射した円偏光を、光学軸に対してさらに４５°傾けた方向に振動する直線偏光に変換して出射する。本実施形態の１／４波長板２９は、偏光板２８側から入射してマイクロミラーアレイ２５側に透過する光を、直線偏光から円偏光に変換し、マイクロミラーアレイ２５で反射して偏光板２８側に透過する光を、円偏光から直線偏光に変換する。すなわち、１／４波長板２９は、入射光を偏光板２８側からマイクロミラーアレイ２５側に向けて透過させ、かつマイクロミラーアレイ２５で反射して偏光板２８側に向けて透過させることで、入射した直線偏光の振動方向を９０°傾けた方向に振動する直線偏光に変換することができる。
【００２３】
拡散板３０は、シート状または薄板状に形成されており、偏光板２８と液晶パネル１０との間の光路上に配置される。拡散板３０は、偏光板２８により反射した光１１を液晶パネル１０に向けて拡散させるものである。
【００２４】
次に、本実施形態に係るバックライトユニット２０の作用について図２および図５を参照して説明する。まず、光源２１から出射した光１１は、図２に示すように、集光部材２３に入射する。集光部材２３に入射する光１１は、レンズ本体部２３ｂを透過してレンズ面２３ａから出射する。レンズ面２３ａから出射する光１１は、偏光板２８および１／４波長板２９を介してマイクロミラーアレイ２５上に集光される。すなわち、集光部材２３は、光源２１から出射された光１１がマイクロミラーアレイ２５に集光するように構成される。マイクロミラーアレイ２５上に集光される光１１は、平行光であってもよいし、発散光や収束光であってもよい。
【００２５】
偏光板２８は、集光部材２３から入射する光１１のうち、基準振動方向と直交する方向に振動する光１１を透過する。ここで基準振動方向は、液晶パネル１０を透過する光の振動方向とする。集光部材２３からマイクロミラーアレイ２５側に向かう光１１を偏光板２８に透過させることで、偏光板２８の透過軸と平行な直線偏光が得られる。偏光板２８を透過する光は、１／４波長板２９と透過してマイクロミラーアレイ２５に向かう。１／４波長板２９は、偏光板２８側から入射してマイクロミラーアレイ２５側に透過する光を、基準振動方向に対して４５°傾けた方向に振動する、円偏光である第１偏光に変換する。この第１偏光は、直線偏光を光学軸を４５°回転させたものである。光学軸を回転させる方向は、左右方向のどちらでもよい。
【００２６】
マイクロミラーアレイ２５に入射する光（第１偏光）は、反射面２６により集光部材２３側に向けて反射する。反射面２６を構成する複数の微小ミラー２７は、図５に示すように、入射する光により、反射面２６と反対側の面の近傍に光源像１２を形成する。光源像１２は、いわゆる二次光源である。各微小ミラー２７は、各光源像１２からの光が、１／４波長板２９を介して偏光板２８で反射して液晶パネル１０の全面を照明するように、凸状の曲面の形状が決定されることが好ましい。すなわち、各微小ミラー２７の曲率１／Ｒ、発散角φ、ミラー幅、ミラー高さ、ピッチ等が、液晶パネル１０の全面を照明するように設計されることが好ましい。なお、ピッチは、２つの隣接する微小ミラー２７の中心点間の距離である。反射面２６を反射した光は、１／４波長板２９を再び透過して偏光板２８に向かう。１／４波長板２９は、マイクロミラーアレイ２５で反射して偏光板２８側に透過する光（第１偏光）を、基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換する。第２偏光は、第１偏光に対して光学軸をさらに４５°回転させたものである。すなわち、第２偏光は、１／４波長板２９を２度透過することにより、基準振動方向と直交する方向に対して９０°傾けた方向、すなわち基準振動方向と同じ方向に振動する直線偏光である。
【００２７】
マイクロミラーアレイ２５側から偏光板２８に入射する光（第２偏光）は、液晶パネル１０に向けて反射する。すなわち、偏光板２８は、基準振動方向と同じ方向に振動する光（第２偏光）を液晶パネル１０に向けて反射する。偏光板２８により反射された光は、拡散板３０を透過して液晶パネル１０に入射する。液晶パネル１０に入射する光は、液晶パネル１０を透過する光の振動方向、すなわち基準振動方向と一致するので、液晶パネル１０を照明する光に適したものとなる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態に係るバックライトユニット２０は、光源２１と、光源２１から出射された光１１を集光する集光部材２３と、集光部材２３に対向する凹状の反射面２６を有し、集光部材２３から入射する光１１を反射面２６により集光部材２３に向けて反射するマイクロミラーアレイ２５と、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路上に配置され、集光部材２３から入射する光１１の一部を透過し、かつマイクロミラーアレイ２５側から入射する光１１を液晶パネル１０に向けて反射する偏光板２８と、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路上で、かつ偏光板２８に対してマイクロミラーアレイ２５側に配置される１／４波長板２９と、偏光板２８と液晶パネル１０との間の光路上に配置される拡散板３０とを備える。偏光板２８は、液晶パネル１０を透過する光の振動方向を基準振動方向として、集光部材２３から入射する光１１のうち、基準振動方向と直交する方向に振動する光を１／４波長板２９に向けて透過し、かつマイクロミラーアレイ２５側からの基準振動方向に振動する光を液晶パネル１０に向けて反射する。１／４波長板２９は、偏光板２８側から入射してマイクロミラーアレイ２５側に透過する光を第１偏光に変換し、かつマイクロミラーアレイ２５で反射して偏光板２８側に透過する第１偏光を、基準振動方向と同じ方向に振動する第２偏光に変換する。
【００２９】
また、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、拡大ミラー２と、液晶パネル１０と、バックライトユニット２０とを備える。
【００３０】
上記構成を有するバックライトユニット２０およびヘッドアップディスプレイ装置１は、マイクロミラーアレイ２５における光の反射の前後で光軸を一致させることができ、偏角量αを最小（＝０°）にすることができる。偏角量αは、例えば図５に示すように、集光部材２３からの入射光に対する液晶パネル１０への反射光の成す全角をいう。この偏角量αを０°にすることで、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５間の光路と、マイクロミラーアレイ２５と液晶パネル１０間の光路を略等距離とすることができ、輝度ムラの発生を抑制することができる。また、輝度ムラが低減されるので、アイポイント２０１の移動により認識される虚像１１０の明るさのムラを抑制することができる。また、光路を折り返すことにより、バックライトユニット２０の小型化を図ることができる。また、光路上に偏光板２８や１／４波長板２９を組み合わせて配置するので、照明用の光学系を光路の折り返し方や配置の自由度が制約されることなく構成することができる。さらに、液晶パネル１０から離れた位置に偏光板２８を配置し、液晶パネル１０を透過しない光による熱を受け持たせるので、液晶パネル１０の温度上昇を抑制することができる。液晶パネル１０の温度上昇が抑制されるので、液晶パネル１０の耐熱温度を下げることができ、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
また、上記構成を有するバックライトユニット２０およびヘッドアップディスプレイ装置１は、マイクロミラーアレイ２５の反射面２６が複数の微小ミラー２７で構成され、各微小ミラー２７が凸状曲面である。これにより、複数の光源像１２を形成することができ、各光源像１２により液晶パネル１０の全面を照明することができる。その結果、液晶パネル１０の輝度ムラを抑制することが可能となる。また、従来は、液晶パネルの全面を照明するために、レンズアレイの大きさと複数の光源とが必要であったが、マイクロミラーアレイ２５により複数の光源像１２を形成することができるので、複数の光源が不要となり、光学系の小型化を図ることができる。さらに、複数の光源を使用する場合、光が重なる部分で輝度ムラが生じていたが、一つの光源２１での照明が可能となるので、消費電力を低減すると共に、輝度ムラを低減することが可能となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、光学部材としてマイクロミラーアレイ２５が利用されているが、これに限定されるものではない。図６は、実施形態の変形例に係るマイクロレンズアレイの概略構成図である。変形例に係るバックライトユニット２０は、光源２１と、集光部材２３と、マイクロレンズアレイ３４と、偏光板２８と、１／４波長板２９と、拡散板３０とを含んで構成される。マイクロレンズアレイ３４は、反射面３６に沿って形成された複数の微小レンズ３７で構成される。各微小レンズ３７は、凹状の曲面であるレンズ面３７ａと、レンズ面３７ａに対応する微小反射面３７ｂとを有する。レンズ面３７ａは、蠅の目（フライアイ）のように格子状に複数配列されている。複数のレンズ面３７ａは、いわゆるレンズアレイ面３５を構成する。微小反射面３７ｂは反射面３６を構成する。反射面３６は、いわゆるファセットミラー面である。
【００３３】
マイクロレンズアレイ３４に入射する光１１は、レンズ面３７ａから微小レンズ３７内に入射すると集光して微小反射面３７ｂに向かう。微小反射面３７ｂで反射する光１１は、レンズ面３７ａの頂点で結像する。この頂点が光源像１２である。レンズ面３７ａの頂点から微小反射面３７ｂまで距離が１／２ｆとなる。本実施形態の微小レンズ３７は、微小反射面３７ｂから距離１／２ｆ離れたレンズ面３７ａの頂点に、二次光源である光源像１２を形成する。本実施形態の変形例に係るバックライトユニット２０およびヘッドアップディスプレイ装置１は、上記効果に加えて、微小レンズ３７と微小反射面３７ｂのアレイ構造により、入射角の誤差に強く、発散角の誤差が小さい二次光源（光源像１２）を形成することができるので、二次光源の輝度の効率を上げることができる。
【００３４】
［変形例］
上記実施形態および変形例では、光源２１は、一つの発光ダイオードで構成されるが、これに限定されるものではない。光源２１は、例えば複数の発光ダイオードが一つにまとめられたものであってもよい。また、光源２１は、高輝度の光を発光するものであればよく、発光ダイオードに限定されるものではない。
【００３５】
上記実施形態では、微小ミラー２７は、正面視において長方形状をしているが、これに限定されず、正方形状、円形状、六角形状であってもよい。また、微小ミラー２７は凸状の曲面であるが、これに限定されるものではなく、凹状の曲面であってもよい。
【００３６】
上記実施形態では、偏光板２８は、集光部材２３とマイクロミラーアレイ２５との間の光路に対して傾斜角４５°の位置に配置されるが、これに限定されるものではなく、液晶パネル１０の位置に応じた傾斜角の位置に配置されてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態および変形例では、ヘッドアップディスプレイ装置１において、表示画像の投影対象がウインドシールド１０１であったが、これに限定されず、例えばコンバイナ等であってもよい。
【００３８】
また、上記実施形態および変形例では、ヘッドアップディスプレイ装置１を車両に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば船舶や航空機等の車両以外のものに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ヘッドアップディスプレイ装置
２  拡大ミラー
３  表示ユニット
１０  液晶パネル
１１  光
１２  光源像
２０  バックライトユニット
２１  光源
２３  集光部材
２５  マイクロミラーアレイ
２６  反射面
２７  微小ミラー
２８  偏光板
２９  １／４波長板
３０  拡散板
３４  マイクロレンズアレイ
３５  レンズアレイ面
３６  反射面
３７  微小レンズ
３７ａ  レンズ面
３７ｂ  微小反射面
１０１  ウインドシールド
１１０  虚像
２００  ドライバ
２０１  アイポイント
【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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