透射型屏幕及使用了它的圖像顯示裝置的制造方法
【專利摘要】透射型屏幕包括排列有多個第1微透鏡(383a)的第1透鏡陣列面(382a)，和在垂直于第1透鏡陣列面(382a)的方向上與其相分離地設(shè)置的、排列有多個與第1微透鏡(383a)形狀不同的第2微透鏡(383b)的第2透鏡陣列面(382b)。第1微透鏡(383a)的頂點(diǎn)附近的等高線為圓或楕圓形狀，第2微透鏡(383b)的頂點(diǎn)附近的等高線為與第1微透鏡(383a)的等高線楕圓率不同的楕圓形狀。
【專利說明】
透射型屏幕及使用了它的圖像顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及透射型屏幕及使用了它的圖像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有被稱作平視顯示器(HeadUp Display)的車輛用顯示裝置。平視顯示器是使從車外進(jìn)入的光透射，并使從車內(nèi)配置的光學(xué)單元投射來的圖像反射到車輛的擋風(fēng)玻璃等上，由此在車外的風(fēng)景上重疊顯示信息的顯示裝置。平視顯示器能夠使視認(rèn)著車外景色的駕駛員幾乎不改變視線和焦點(diǎn)地認(rèn)識到從光學(xué)單元投射出的圖像的信息，故作為車輛用的顯示裝置，近年受到了關(guān)注。
[0003]從光學(xué)單元投射的圖像顯示光在透射型的屏幕上暫時成像，使得在屏幕上成像的圖像提示給用戶。作為這樣的透射型屏幕，已公開了使兩個微透鏡陣列部相對配置的結(jié)構(gòu)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004][在先技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本特開2012-226304號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]〔發(fā)明所要解決的課題〕
[0008]用戶要介由透射型屏幕認(rèn)識到圖像，故希望是視認(rèn)性較高的透射型屏幕。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述情況而研發(fā)的，其目的在于提供一種提高了視認(rèn)性的透射型屏蒂。
[0010]〔用于解決課題的手段〕
[0011]為解決上述課題，本發(fā)明一個方案的透射型屏幕包括:排列有多個第I微透鏡的第I透鏡陣列面;在垂直于第I透鏡陣列面的方向上與其相分離地設(shè)置的、排列有多個與第I微透鏡形狀不同的第2微透鏡的第2透鏡陣列面。第I微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為圓或楕圓形狀;第2微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為與第I微透鏡的等高線楕圓率不同的楕圓形狀。
[0012]本發(fā)明的另一方案是一種圖像顯示裝置。該裝置包括:投射圖像顯示光的圖像投射部;使基于從圖像投射部投射來的圖像顯示光的實(shí)像成像的中間像形成部；以及使透射過中間像形成部的圖像顯示光朝虛像提示面反射的投射鏡。中間像形成部包括:排列有多個第I微透鏡的第I透鏡陣列面;和在垂直于第I透鏡陣列面的方向上與其相分離地設(shè)置的、排列有多個與第I微透鏡形狀不同的第2微透鏡的第2透鏡陣列面。第I微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為圓或楕圓形狀;第2微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為與第I微透鏡的等高線楕圓率不同的楕圓形狀。
[0013]〔發(fā)明效果〕
[0014]根據(jù)本發(fā)明的透射型屏幕，能提高所投射的圖像的視認(rèn)性。
【附圖說明】
[0015]圖1是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式的平視顯示器的設(shè)置方案的圖。
[0016]圖2是表示光學(xué)單元的內(nèi)部構(gòu)成的圖。
[0017 ]圖3是示意性地表示圖像投射部的內(nèi)部構(gòu)成的圖。
[0018]圖4是表示被投射到擋風(fēng)玻璃上的圖像顯示光的光路的圖。
[0019]圖5是表示向不同高度的視點(diǎn)提示虛像時的圖像顯示光的光路的圖。
[0020]圖6是表示由中間像形成部配光的圖像顯示光的圖。
[0021 ]圖7是示意性地表示擴(kuò)散屏幕的構(gòu)成的側(cè)視圖。
[0022]圖8是示意性地表示擴(kuò)散屏幕的構(gòu)成的俯視圖。
[0023]圖9的(a)是表示第I透鏡陣列面的構(gòu)造的俯視圖，圖9的(b)是表示第I透鏡陣列面的構(gòu)造的剖視圖。
[0024]圖10的(a)是表示第2透鏡陣列面的構(gòu)造的俯視圖，圖10的(b)是表示第2透鏡陣列面的構(gòu)造的剖視圖。
[0025]圖11的(a)是示意性地表示比較例的擴(kuò)散屏幕的圖，圖11的(b)是示意性地表示實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕的圖。
[0026]圖12是表不透射過比較例的擴(kuò)散屏幕后的光的配光分布的圖表。
[0027]圖13是表不透射過實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕后的光的配光分布的圖表。
[0028]圖14的(a)?(C)是示意性地表示變形例的擴(kuò)散屏幕的構(gòu)成的側(cè)視圖。
[0029]圖15是示意性地表示本發(fā)明其它實(shí)施方式的平視顯示器及儀表盤(Instrument-Panel)的設(shè)置方案的圖。
[0030]圖16是示意性地表示平視顯示器及儀表盤的設(shè)置方案的立體圖。
[0031]圖17是示意性地表示平視顯示器及儀表盤的設(shè)置方案的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。相關(guān)實(shí)施方式中所示的具體數(shù)值等僅是便于理解發(fā)明的例示，除有特別說明的外，并不用于限定本發(fā)明。需要說明的是，在本說明書及附圖中，對具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、構(gòu)成的要素標(biāo)注了相同的標(biāo)號，由此省略重復(fù)的說明，此外，還省略了與本發(fā)明無直接關(guān)系的要素的圖示。
[0033](第丨實(shí)施方式)
[0034]作為實(shí)施方式的圖像顯示裝置的例子，舉例說明設(shè)置在車輛的儀表臺內(nèi)進(jìn)行使用的平視顯示器10。圖1是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式的平視顯示器10的設(shè)置方案的圖。平視顯示器10包括光學(xué)單元100和控制裝置50。圖1是表示在以車輛的行進(jìn)方向(圖1中的左方向)為基準(zhǔn)的左側(cè)儀表臺內(nèi)配置光學(xué)單元100來進(jìn)行使用的情況的圖，以下的實(shí)施方式表示了針對左舵車的駕駛員配置平視顯示器10的例子。需要說明的是，為適用于右舵車，只要以車輛的行進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)使光學(xué)單元100的內(nèi)部構(gòu)成左右反轉(zhuǎn)即可。以下參照圖1說明平視顯示器10的概要。
[0035]控制裝置50具有未圖示的CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)，生成用于使光學(xué)單元100顯示的圖像信號。控制裝置50還具有未圖示的外部輸入接口，能夠被輸入從導(dǎo)航裝置或媒體播放裝置等外部裝置輸出的圖像信號，在對該輸入的信號進(jìn)行預(yù)定的處理后，輸出至光學(xué)單元100。
[0036]光學(xué)單元100基于控制裝置50生成的圖像信號生成要在擋風(fēng)玻璃610上作為虛像450進(jìn)行顯示的圖像顯示光。為此，光學(xué)單元100在殼體110內(nèi)部具有圖像投射部210、中間鏡350、中間像形成部360、及投射鏡400。
[0037]圖像投射部210內(nèi)收納光源、圖像顯示元件、及各種光學(xué)透鏡等。圖像投射部210基于控制裝置50輸出的圖像信號生成圖像顯示光并進(jìn)行投射。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，作為圖像顯示元件，例示了采用反射型液晶顯示板LC0S(Liquid crystal on silicon:娃基液晶)的情況。
[0038]圖像投射部210投射的圖像顯示光被中間鏡350反射。中間鏡350反射后的圖像顯示光在中間像形成部360成像。在中間像形成部360成像出的實(shí)像的圖像顯示光透射過中間像形成部360而投射向投射鏡400。
[0039]投射鏡400是凹面鏡，透射過中間像形成部360的圖像顯示光被投射鏡400放大地向擋風(fēng)玻璃610投射。投射于擋風(fēng)玻璃610的圖像顯示光被擋風(fēng)玻璃610改變成朝向用戶的光路。擋風(fēng)玻璃610反射的圖像顯示光作為虛像450地被作為駕駛員的用戶E看到其處于比擋風(fēng)玻璃610更靠視線方向前方處。
[0040]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的光學(xué)單元100的內(nèi)部構(gòu)成的圖。以下參照圖2說明光學(xué)單元100的內(nèi)部構(gòu)成。
[0041 ]如上述那樣，光學(xué)單元100在殼體110內(nèi)側(cè)具有圖像投射部210、中間鏡350、中間像形成部360、及投射鏡400。詳細(xì)情況將在后面說明，圖像投射部210具有分別產(chǎn)生紅色、綠色、藍(lán)色的光的3種不同的光源。光源可以采用LED(Light Emitting D1de)或半導(dǎo)體激光光源來實(shí)現(xiàn)，但在本實(shí)施方式中，說明采用LED作為光源的情況。
[0042]光源在使用時會產(chǎn)生熱。因此，光學(xué)單元100具有用于使光源冷卻的散熱器。光源有3種，故為了冷卻各個光源，在光學(xué)單元100的殼體110的外側(cè)具有與紅色的光源連接的散熱器120a、與綠色的光源連接的散熱器120b(未圖示)、以及與藍(lán)色的光源連接的散熱器
120co
[0043]殼體110是鋁制的壓鑄件。在此，分別用于冷卻藍(lán)色的光源和綠色的光源的散熱器120b及散熱器120c都被與殼體110構(gòu)成為一體。與此不同，用于冷卻紅色的光源的散熱器120a被設(shè)置在空間上遠(yuǎn)離散熱器120b及散熱器120c的位置，并且是與殼體110分離地外裝的。因此，紅色光源產(chǎn)生的熱被介由熱管25傳遞至散熱器120a。
[0044]接下來參照圖3及圖4說明平視顯示器10的光學(xué)系統(tǒng)。圖3是示意性地表示圖像投射部210的內(nèi)部構(gòu)成和圖像顯示光的光路的圖。圖4是表示介由中間鏡350、中間像形成部360及投射鏡400而投射至擋風(fēng)玻璃610的圖像顯示光的光路的圖。
[0045]首先，參照圖3說明圖像投射部210的內(nèi)部構(gòu)成。圖像投射部210具有照明部230a、230b、230c(以下也總稱為照明部230)，二向棱鏡(dichroic prism)244，反射鏡236，場鏡237，偏振分光鏡238，相位延遲片239，檢偏振器241，以及投射透鏡組242。需要說明的是，在圖3中省略了第I照明部230a、第3照明部230c的內(nèi)部構(gòu)成的記載，僅表示了第2照明部230b的內(nèi)部構(gòu)成，但各個照明部230具有同樣的構(gòu)成。
[0046]照明部230 具有光源 231、準(zhǔn)直透鏡 232、UV-1R(UltraV1let-1nfraredRay:紫外-紅外)截止濾光片233、偏振鏡234、復(fù)眼透鏡235。光源231由發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的任一色光的發(fā)光二極管構(gòu)成。第I照明部230a具有發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管作為光源。第2照明部230b具有發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管作為光源231。第3照明部230c具有發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管作為光源。
[0047]光源231被安裝于光源安裝部243。光源安裝部243與未圖示的散熱器熱耦合，使伴隨著光源231的發(fā)光而產(chǎn)生的熱散熱。光源231發(fā)出的光被準(zhǔn)直透鏡232變成平行光。UV-1R截止濾光片233從通過準(zhǔn)直透鏡232后的平行光中吸收除去紫外光及紅外光。偏振鏡234將通過UV-1R截止濾光片233后的光變成無散亂的P偏光。然后，復(fù)眼透鏡235將通過偏振鏡234后的光的亮度調(diào)整均勻。
[0048]透射過各個照明部230的復(fù)眼透鏡235后的光被以不同的朝向入射至二向棱鏡244。入射到二向棱鏡244后的紅色、綠色、藍(lán)色的光成為合成了三色的白色光而朝向反射鏡236。反射鏡236使二向棱鏡244所合成的白色光的光路改變90度。被反射鏡236反射后的光被場鏡237集光。場鏡237集光后的光介由使P偏光透射的偏振分光鏡238及相位延遲片239而照射到圖像顯示元件240。
[0049]圖像顯示元件240針對每個像素都具有紅色、綠色、及藍(lán)色的彩色濾光片。被照射到圖像顯示元件240的光成為與各像素對應(yīng)的顏色，被圖像顯示元件240所具有的液晶組成物施以調(diào)制后，成為S偏光的圖像顯不光，朝偏振分光鏡238射出。射出的S偏光的光被偏振分光鏡238反射，改變光路而通過檢偏振器241后入射到投射透鏡組242。透射過投射透鏡組242的圖像顯示光從圖像投射部210出來而入射到中間鏡350。
[0050]接下來參照圖4說明從中間鏡350介由中間像形成部360及投射鏡400投射至擋風(fēng)玻璃610的圖像顯示光的光路。從圖像投射部210的投射透鏡組242出射的圖像顯示光的光路被中間鏡350改變成朝向投射鏡400的光路。在其中途，在中間像形成部360成像出基于中間鏡350所反射的圖像顯示光的實(shí)像。
[0051 ]中間像形成部360具有擴(kuò)散屏幕362和凹透鏡364。擴(kuò)散屏幕362使基于透射過中間像形成部360的圖像顯示光的實(shí)像成像，并控制朝向投射鏡400的圖像顯示光的配光角Φ。凹透鏡364控制朝向投射鏡400的圖像顯示光的主光線的方向，調(diào)整透射過中間像形成部360前后的圖像顯示光所成的角度Θ。
[0052]透射過中間像形成部360后的圖像顯示光被投射鏡400反射而投射到擋風(fēng)玻璃610。投射到擋風(fēng)玻璃610的圖像顯示光被擋風(fēng)玻璃610改變成朝向用戶的光路。由此，用戶能如上述那樣介由擋風(fēng)玻璃610在前方視認(rèn)到基于圖像顯示光的虛像。因此，擋風(fēng)玻璃610具有作為虛像提示面的功能。
[0053]通過以上構(gòu)成，用戶能夠介由擋風(fēng)玻璃610將基于從控制裝置50輸出的圖像信號的虛像重疊于現(xiàn)實(shí)風(fēng)景地進(jìn)行視認(rèn)。
[0054]接下來，參照圖5及圖6詳細(xì)說明本實(shí)施方式的中間像形成部360的功能。圖5是表示向不同高度的視點(diǎn)E1、E2提示虛像450時的圖像顯示光的光路的圖。圖6是表示由中間像形成部360配光的圖像顯示光的圖，放大表示了圖5的中間像形成部360與投射鏡400間的光路。
[0055]如圖5所示，作為駕駛員的用戶的視點(diǎn)E1、E2根據(jù)駕駛員的身高、落座位置而在上下方向上有所改變。希望在用戶的視點(diǎn)改變了的情況下也能視認(rèn)到虛像450的上端部451至下端部452整體。此外，若不是在觀看車輛前方的視線方向C1、C2的正對面提示虛像450，而是在上下方向上稍微偏移的位置提示虛像450，則能在需要時使視線方向稍稍偏移來參考虛像450，故對用戶來說便于使用。
[0056]因此，在本實(shí)施方式中，將擴(kuò)散屏幕362和凹透鏡364組合來作為中間像形成部360，由此控制透射過中間像形成部360后的圖像顯示光的主光線的朝向和配光角，提高虛像450的視認(rèn)性。特別是通過在上下方向上偏心地設(shè)置凹透鏡364，能使虛像450的提示位置在上下方向上偏移，在易看的位置提示虛像450。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，表示了相對于視線方向Cl、C2在下方提示虛像450的情況的結(jié)構(gòu)，但通過改變凹透鏡364的偏心方式，也可以在其它位置提示虛像450。
[0057]首先，參照圖5詳細(xì)說明視點(diǎn)E1、E2的不同所導(dǎo)致的圖像顯示光的路徑的不同。第I視點(diǎn)El是能夠視認(rèn)虛像450整體的上限位置，第2視點(diǎn)E2是能視認(rèn)虛像450整體的下限位置。由此，只要在第I視點(diǎn)El至第2視點(diǎn)E2之間的范圍，用戶就能夠視認(rèn)到虛像450整體。
[0058]在圖5中，實(shí)線所示的光Al、A2表示了用于向用戶提示虛像450的上端部451的光線，從中間像形成部360所成像的實(shí)像370的上端部371出射的光被投射鏡400及擋風(fēng)玻璃610反射而到達(dá)用戶的視點(diǎn)E1、E2。朝向第I視點(diǎn)El的光Al在投射鏡400的第I反射位置401被反射，朝向第2視點(diǎn)E2的A2在投射鏡400的第2反射位置402被反射。需要說明的是，在本實(shí)施方式所示的光學(xué)系統(tǒng)中，采用了由投射鏡400和擋風(fēng)玻璃610反射圖像顯示光的結(jié)構(gòu)，故在中間像形成部360成像上下反轉(zhuǎn)了的實(shí)像。
[0059]另一方面，虛線所示的光B1、B2表示了用于向用戶提示虛像450的下端部452的光線，從中間像形成部360所成像的實(shí)像370的下端部372出射的光被投射鏡400及擋風(fēng)玻璃610反射而到達(dá)視點(diǎn)E1、E2。朝向第I視點(diǎn)El的光BI在投射鏡400的第3反射位置403被反射，朝向第2視點(diǎn)E2的光B2在投射鏡400的第4反射位置404被反射。
[0060]接下來參照圖6詳細(xì)說明被中間像形成部360在上下方向上配光的圖像顯示光。圖6放大表示了圖5的中間像形成部360與投射鏡400之間的光路。作為實(shí)像370的上端部371而成像的光A以與擴(kuò)散屏幕362正交的方向(z方向)為基準(zhǔn)入射到凹透鏡364，方向向上方(y方向)改變角度Θ1地透射。然后，在擴(kuò)散屏幕362上作為實(shí)像而成像并擴(kuò)散，作為具有配光角Φ1的圖像顯示光而朝向投射鏡400。其結(jié)果，入射到中間像形成部360的光A成為以主光線AO為中心、在朝向第I反射位置401的光Al與朝向第2反射位置402的光A2之間配光的圖像顯示光。
[0061 ]同樣，作為實(shí)像370的下端部372而成像的光B入射到凹透鏡364，方向向上方(y方向)改變角度Θ2地透射。然后，在擴(kuò)散屏幕362上成像為實(shí)像并擴(kuò)散，作為具有配光角Φ2的圖像顯示光朝向投射鏡400。其結(jié)果，入射到中間像形成部360的光B成為以主光線BO為中心、在朝向第3反射位置403的光BI與朝向第4反射位置404的光B2之間配光的圖像顯示光。
[0062]在此，本實(shí)施方式的凹透鏡364是以z方向?yàn)榛鶞?zhǔn)在上下方向(圖4中的上下方向)上偏心地設(shè)置的。更詳細(xì)來說，凹透鏡364的光軸的位置比擴(kuò)散屏幕362的中心位置更靠下方。因此，與從凹透鏡364的接近光軸的上端部371出射的主光線AO的角度Θ1相比，從凹透鏡364的遠(yuǎn)離光軸的下端部372出射的主光線BO的角度Θ2更大。此外，本實(shí)施方式的凹透鏡364被以凹透鏡364的光軸不包含于凹曲面的方式構(gòu)成，故主光線AO和BO都向上方(y方向)傾斜地出射。
[0063]接下來參照圖7至圖10詳細(xì)說明本實(shí)施方式中的擴(kuò)散屏幕362。圖7是示意性地表示擴(kuò)散屏幕362的構(gòu)成的側(cè)視圖，圖8是表示擴(kuò)散屏幕362的構(gòu)成的俯視圖。作為透射型屏幕的擴(kuò)散屏幕362具有二枚光擴(kuò)散片380a、380b。光擴(kuò)散片380a、380b是在一個面上排列有多個微透鏡的微透鏡陣列。在本實(shí)施方式中，是將構(gòu)成透鏡陣列的微透鏡的形狀各自不同的二枚光擴(kuò)散片380a、380b組合來用的。通過組合特性不同的微透鏡陣列，來提高透射過擴(kuò)散屏幕362的光的配光特性，提供視認(rèn)性高的圖像顯示光。
[0064]第I光擴(kuò)散片380a具有第I平坦面381a，和背向于第I平坦面381a、排列有多個第I微透鏡383a的第I透鏡陣列面382a。同樣地、第2光擴(kuò)散片380b具有第2平坦面381b，和背向于第2平坦面381b、排列有多個第2微透鏡383b的第2透鏡陣列面382b。第I光擴(kuò)散片380a及第2光擴(kuò)散片380b優(yōu)選由不具有雙折射性、或雙折射性少的材料構(gòu)成，例如由聚碳酸酯(PC)等樹脂材料構(gòu)成。
[0065]第I光擴(kuò)散片380a被以第I透鏡陣列面382a與凹透鏡364相對的方式配置，第2光擴(kuò)散片380b被以第2透鏡陣列面382b與第I平坦面381a相對的方式配置。由此，入射到擴(kuò)散屏幕362的光A按第I透鏡陣列面382a、第I平坦面381a、第2透鏡陣列面382b、第2平坦面381b的順序透射過去。
[0066]第I光擴(kuò)散片380a及第2光擴(kuò)散片380b被以第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b的距離W為預(yù)定值的方式配置。該距離W只要設(shè)定為200μπι?400μπι程度即可，優(yōu)選設(shè)定為250μπι?300μπι程度的范圍。通過將第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b的距離W設(shè)定在該范圍，能防止微透鏡的周期性排列導(dǎo)致的摩爾紋的產(chǎn)生，并且能抑制因采用二枚光擴(kuò)散片而出現(xiàn)雙重像的影響。這里所謂摩爾紋，是指干擾條紋，指在重合多個有規(guī)則地反復(fù)出現(xiàn)的紋路時，因它們的周期的錯位而在視覺上產(chǎn)生的條紋模樣的紋路。
[0067]需要說明的是，在圖7及圖8中，為說明方便，在第I光擴(kuò)散片380a和第2光擴(kuò)散片380b之間是空有間隙的，但在本實(shí)施方式中，第I光擴(kuò)散片380a和第2光擴(kuò)散片380b層疊在一起，使得第I平坦面381a與第2透鏡陣列面382b相接觸。此時，通過調(diào)整第I光擴(kuò)散片380a的厚度，來調(diào)整第I透鏡陣列面382a與第I透鏡陣列面382a間的距離W。因此，為確保預(yù)定的距離W，只要將第I光擴(kuò)散片380a的厚度設(shè)定為200μηι?400μηι程度即可。
[0068]第I光擴(kuò)散片380a及第2光擴(kuò)散片380b被構(gòu)成得配合所要成像的圖像顯示光的圖像尺寸，使得圖7所示的上下方向(y軸方向)的寬度Ly和圖8所示的左右方向(x軸方向)的寬度Lx不同。具體來說，使左右方向的寬度Lx比上下方向的寬度Ly長，使得能夠提示左右方向較長的圖像。這是因?yàn)?，在人類的視場角特性上，更容易觀看左右方向長的圖像。
[0069]另外，第I光擴(kuò)散片380a及第2光擴(kuò)散片380b被構(gòu)成為圖7所示的上下方向的配光特性(配光角朽)與圖8所示的左右方向(水平方向)的配光特性(配光角Φχ)不同的方式。具體來說，使水平方向的配光角Φχ比上下方向的配光角^大，使能視認(rèn)由圖像顯示光提示的圖像整體的視線位置的范圍在水平方向上更大。這是因?yàn)椋鳛轳{駛員的用戶的視點(diǎn)位置在落座的狀態(tài)下水平方向會比上下方向更大地活動，故通過擴(kuò)展水平方向的視認(rèn)范圍，能提尚視認(rèn)性。
[0070]在本實(shí)施方式中，為使水平方向的配光角Φχ更大，對構(gòu)成透鏡陣列面382a、382b的微透鏡383a、383b的特性進(jìn)行了選擇。在本實(shí)施方式中，使第I微透鏡383a的形狀為圓形，并使第2微透鏡383b的形狀為楕圓形，由此加大水平方向的配光角Φχ。以下參照圖9及圖10說明實(shí)現(xiàn)這樣的特性的第I微透鏡383a及第2微透鏡383b的形狀。
[0071]圖9的(a)是表示第I透鏡陣列面382a的構(gòu)造的俯視圖。圖9的(b)是表示第I透鏡陣列面382a的構(gòu)造的剖視圖，表示了圖9的(a)的X-X線剖面。第I透鏡陣列面382a是通過將輪廓384a的形狀為正六邊形的第I微透鏡383a排列成六邊形網(wǎng)格狀而構(gòu)成的。此外，第I透鏡陣列面382a被以第I微透鏡383a沿X軸方向排列的方式構(gòu)成。第I微透鏡383a的X方向的寬度Wxa只要設(shè)為ΙΟμπι?30μπι程度即可，例如設(shè)為20μπι左右。另一方面，第I微透鏡383a的y方向的寬度Wya只要與X方向的寬度Wxa對應(yīng)地設(shè)置，使得輪廓384a成為正六邊形形狀即可，例如設(shè)定為23μπι左右。
[0072]第I微透鏡383a利用球面所成的曲面來構(gòu)成透鏡。其結(jié)果，第I微透鏡383a的頂點(diǎn)386a附近的等高線387a的形狀成為圓形或大致圓形。這里所謂第I微透鏡383a的等高線387a的形狀，對應(yīng)于以垂直于z方向的xy平面切斷第I微透鏡383a時的剖面形狀。等高線387a的X方向的半徑Rxa和y方向的半徑Rya是圓形，故是相同的長度，由它們的比所得到的第I楕圓率ea = Rya/Rxa是I或接近I的值。
[0073]需要說明的是，第I微透鏡383a的等高線387a的形狀未必需要是正圓，可以是因形成第I透鏡陣列面382a的制造工序的加工精度等而成為略微偏離正圓的接近圓的形狀。這里所說的圓形，是指X方向的半徑Rxa與y方向的半徑Rya幾乎相等的情況，是表示并非因x方向的半徑Rxa和y方向的半徑Rya不同而顯然應(yīng)稱為楕圓的形狀。
[0074]圖10的(a)是表示第2透鏡陣列面382b的構(gòu)造的俯視圖。圖10的(b)是表示第2透鏡陣列面382b的構(gòu)造的剖視圖，表示了圖10的(a)的X-X線剖面。第2透鏡陣列面382b與第I透鏡陣列面382a—樣，第2微透鏡383b被排列成六邊形網(wǎng)格狀，并被以第2微透鏡383b沿X軸方向排列的方式構(gòu)成。
[0075]另一方面，第2微透鏡383b的輪廓384b不是正六邊形，而是具有將正六邊形在X方向上壓縮了的那樣的六邊形狀。其結(jié)果，第2微透鏡383b由基于楕圓面的曲面構(gòu)成透鏡，處于頂點(diǎn)386b附近的等高線387b的形狀成為楕圓形。此外，因?yàn)槭窃赬方向上壓縮了的楕圓形，故等高線387b的X方向的半徑Rxb和y方向的半徑Ryb成為不同的長度，X方向?yàn)槎梯S、y方向?yàn)殚L軸。此外，由長軸與短軸的比所得到的第2楕圓率eb = Ryb/Rxb成為比I大的值。即，第2楕圓率eb取不同于第I微透鏡383a的第I楕圓率ea的值。
[0076]第2微透鏡383b的X方向的寬度Wxb同第I微透鏡383a的X方向的寬度Wxa—樣、只要設(shè)定為ΙΟμπι?30μηι程度即可，但優(yōu)選使其為不同于第I微透鏡383a的χ方向的寬度Wxa的值。例如，在使第I微透鏡383a的X方向的寬度Wxa為20μπι時，第2微透鏡383b的X方向的寬度Wxb只要為15?19μπι程度即可。另一方面，第2微透鏡383b的Y方向的寬度Wyb只要設(shè)定為與χ方向的寬度Wxb對應(yīng)的寬度，使得等高線387b的楕圓形狀取第2楕圓率eb即可。例如，第2微透鏡383b的y方向的寬度Wyb只要設(shè)為21μηι?30μηι程度即可。
[0077]第2微透鏡383b是在χ方向上具有短軸、在y軸方向上具有長軸的楕圓形狀的透鏡，故χ方向的曲率比y方向的曲率大。其結(jié)果，入射到第2微透鏡383b的光在曲率高的χ方向上比在曲率低的y方向上更大地擴(kuò)散，從而χ方向的配光角將變得更大。由此，能使水平方向的配光角Φχ比上下方向的配光角朽更大。
[0078]接下來，參照圖11至圖13說明本實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕362的配光特性。圖11的(a)是示意性地表示比較例的擴(kuò)散屏幕392的圖，圖11的(b)是示意性地表示實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕362的圖。比較例的擴(kuò)散屏幕392是僅由本實(shí)施方式的第I光擴(kuò)散片380a構(gòu)成的透射型屏幕。首先，用圖12表示比較例的擴(kuò)散屏幕392的配光特性，說明擴(kuò)散屏幕392中的技術(shù)問題。接下來，用圖13表示本實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕362的配光特性。
[0079]圖12是表不透射過比較例的擴(kuò)散屏幕392的光的配光分布的圖表。本圖表表不了使圖11的(a)所示的入射角0in為-20度、O度、20度時的透射光的配光特性。如圖示那樣，在每個入射角θ?η時，都能看到峰值附近的形狀成為鋸齒狀的配光分布。認(rèn)為這是由于多個微透鏡周期性地排列，故而被微透鏡衍射后的透射光相干涉，特定方向上的強(qiáng)度提高了。若能看到這樣的衍射峰值，則圖像顯示光所提示的圖像的亮度會出現(xiàn)不均，導(dǎo)致視認(rèn)性下降。
[0080]此外，在入射角0in為-20度或20度時，會看到左右非對稱的配光分布。在靠近中心(O度)的角度時，強(qiáng)度朝著峰值位置平緩地升高，而從遠(yuǎn)離中心的角度(-60度、60度)起，強(qiáng)度朝著峰值位置急劇升高。若像這樣具有非對稱的配光分布，則在移動視線位置的情況下，虛像450的一部分范圍的亮度看起來會急劇地變化，導(dǎo)致視認(rèn)性下降。為擴(kuò)展虛像450的視認(rèn)范圍，需要使圖像顯示光斜著入射到透射型屏幕，故希望在使其斜著入射時，透射光的配光分布也是左右對稱的。
[0081]圖13是表不透射過實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕的光的配光分布的圖表。本圖表表不了使圖11的(b)所示的入射角Θ in為-20度、O度、20度時的透射光的配光特性。與比較例時不同，在每個入射角θ?η時，峰值附近都看不到鋸齒的形狀，成為接近高斯分布的順滑的形狀的配光分布。認(rèn)為這是由于微透鏡的形狀組合了不同的二枚微透鏡陣列，故而與僅使用一枚微透鏡陣列時相比，能使衍射導(dǎo)致的干涉效果緩和。由此，能抑制虛像450的亮度不均，能提高視認(rèn)性。
[0082]此外，可知在入射角0in為-20度或20度時，配光分布也成為接近左右對稱的形狀。由此，即使移動了視線位置，也能使虛像450的亮度均勻。由此，能減少視線位置移動前和移動后看到的圖像間的殼度變化量，能提尚視認(rèn)性。
[0083]另外，通過使二枚微透鏡陣列組合，與僅使用一枚微透鏡陣列時相比能擴(kuò)展透射光的配光角Φ的寬度。這里的所謂配光角Φ的寬度，例如是相當(dāng)于圖表所示的配光分布的半值全寬度的角度的值。通過擴(kuò)展透射光的配光角Φ，能擴(kuò)大可視認(rèn)虛像450整體的視線位置的范圍。由此，在視線位置移動了的情況下也能提示圖像整體，故能使視認(rèn)性提高。
[0084]另外，在本實(shí)施方式的擴(kuò)散屏幕362中，是將第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b間的距離定為200μπι?400μπι程度的。一般來說，在組合具有周期性排列構(gòu)造的微透鏡陣列時，容易產(chǎn)生摩爾紋。此外，即使將兩枚不具有周期性的擴(kuò)散屏幕組合，成像于各個屏幕的像也會重合而形成重影，成為虛像450的分辨率下降的主要原因。在本實(shí)施方式中，使透鏡陣列面間的距離在約400μπι以下，故能抑制因重影的產(chǎn)生而導(dǎo)致的分辨率的下降。
[0085]另一方面，若使第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b間的距離過小，則可能無法利用第2透鏡陣列面382b充分緩和被第I透鏡陣列面382a衍射的光的干涉效果。在本實(shí)施方式中，通過使透鏡陣列面間的距離在約200μπι以上，能抑制僅使用一枚微透鏡陣列時會產(chǎn)生的衍射峰值的產(chǎn)生。另外，還能抑制因組合周期性排列的微透鏡陣列而導(dǎo)致的摩爾紋的產(chǎn)生。即，通過使兩個透鏡陣列面的距離為200μπι?400μπι程度，能既抑制分辨率的下降，又抑制亮度不均和摩爾紋的產(chǎn)生，能顯示出視認(rèn)性高的圖像。
[0086]以下說明本實(shí)施方式中的中間像形成部360所起到的效果。
[0087]本實(shí)施方式中的中間像形成部360具有控制主光線的配光角的擴(kuò)散屏幕362，使得成為相對于主光線Α0、Β0具有預(yù)定的配光角Φ1、Φ2的圖像顯示光。因此，即使視點(diǎn)位置移動了，只要是在預(yù)定范圍內(nèi)，就能提示出固定亮度的虛像。此外，通過選擇配光角Φ1、Φ2處于投射鏡400的第I反射位置401至第2反射位置402的范圍內(nèi)、或處于第3反射位置403至第4反射位置404的范圍內(nèi)的特性的屏幕作為擴(kuò)散屏幕362，能高效地利用圖像顯示光。這是因?yàn)?，若配光角比該反射位置的范圍窄，則能提示明亮的虛像450的視點(diǎn)范圍將變窄，另一方面，若配光角比該反射位置的范圍大，則未被投射鏡400反射的圖像顯示光的比例增加，提示給用戶的虛像450會變暗。通過像這樣恰當(dāng)?shù)乜刂婆涔饨铅?、Φ2，能高效率地向用戶提示明亮的虛像450，能提尚虛像450的視認(rèn)性。
[0088]此外，中間像形成部360具有控制透射過中間像形成部360的主光線Α0、Β0的方向的凹透鏡364。作為中間像形成部360，通過設(shè)置凹透鏡364，在必須縮短中間像形成部360與投射鏡400間的距離D的情況下也能使提示給用戶的虛像450變得更大。因此，通過設(shè)置凹透鏡364，能既使光學(xué)單元100的大小小型化，又提示更大的虛像450，能提高虛像450的視認(rèn)性。
[0089]此外，中間像形成部360使凹透鏡364在上下方向上偏心地設(shè)置。由此，能使虛像450不提示到相對于用戶的視線方向的正對面，而是在上下方向上略偏離的位置進(jìn)行提示。這是為了能使用于提示虛像450的上端部451的光和用于提示虛像450的下端部452的光之間存在角度差。通過使虛像450在上下方向上偏離，能將虛像450提示到對用戶來說容易看的位置，能提高虛像450的視認(rèn)性。此外，通過采用在上下方向上偏心的凹透鏡，能使光學(xué)單元100更加小型化。
[0090]另外，中間像形成部360將作為微透鏡陣列的二枚光擴(kuò)散片380a、380b組合用作擴(kuò)散屏幕362。由此，即使為了向用戶提示具有角度差的圖像顯示光而使光斜著入射到擴(kuò)散屏幕362，也能使透射過擴(kuò)散屏幕362后的光的配光分布均勻。此外，能既抑制要作為虛像450提示的圖像的亮度不均，又加大透射光的配光角、擴(kuò)展可視認(rèn)虛像450整體的視線位置的范圍。其結(jié)果，能提高虛像450的視認(rèn)性。
[0091]另外，擴(kuò)散屏幕362是由具有圓形狀的第I微透鏡383a所構(gòu)成的第I透鏡陣列面382a、和具有楕圓形狀的第2微透鏡383b所構(gòu)成的第2透鏡陣列面382b的組合構(gòu)成的。通過組合微透鏡形狀不同的二枚光擴(kuò)散片380a、380b，能抑制衍射光的干涉的影響所導(dǎo)致的亮度不均。此外，通過使第2微透鏡383b為在χ方向上具有短軸、在y方向上具有長軸的楕圓形狀，能使χ方向的配光角比y方向更大。由此，能在χ方向(左右方向)上擴(kuò)展可視認(rèn)的范圍，能提尚虛像450的視認(rèn)性。
[0092]另外，擴(kuò)散屏幕362被以第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b的距離W為預(yù)定值的方式構(gòu)成。通過使該距離W在一定的范圍內(nèi)，能既抑制重影或摩爾紋的產(chǎn)生所導(dǎo)致的分辨率的下降，又提示亮度不均少的虛像450。由此，能提高虛像450的視認(rèn)性。
[0093]接下來參照圖14說明變形例的擴(kuò)散屏幕362。圖14的(a)?(C)是示意性地表示變形例的擴(kuò)散屏幕362的構(gòu)成的側(cè)視圖。
[0094]圖14的(a)是變形例I的擴(kuò)散屏幕362。在變形例I中，以第I透鏡陣列面382a與第2平坦面381b相對的方式使二枚光擴(kuò)散片380a、380b層疊。其結(jié)果，入射到擴(kuò)散屏幕362的光將按第I平坦面381a、第I透鏡陣列面382a、第2平坦面381b、第2透鏡陣列面382b的順序透射。采用這樣的構(gòu)成，通過使第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b間的距離W在一定范圍內(nèi)，也能得到與上述實(shí)施方式同樣的效果。
[0095]圖14的(b)是變形例2的擴(kuò)散屏幕362。在變形例2中，以第I平坦面381a與第2平坦面381b相接的方式層疊二枚光擴(kuò)散片380a、380b。其結(jié)果，入射到擴(kuò)散屏幕362的光將按第I透鏡陣列面382a、第I平坦面381a、第2平坦面381b、第2透鏡陣列面382b的順序透射。此時，為使第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b間的距離W處于一定的范圍而調(diào)整厚度，使得第I光擴(kuò)散片380a的厚度與第2光擴(kuò)散片380b的厚度的合計值等于距離W。在變形例2中，也能得到與上述實(shí)施方式同樣的效果。
[0096]需要說明的是，在變形例2中，二枚光擴(kuò)散片380a、380b無需是不同的個體，可以采用在兩面都形成有透鏡陣列面的一枚光擴(kuò)散片。此時，在一個面形成第I透鏡陣列面382a，在另一個面形成第2透鏡陣列面382b。另外，該光擴(kuò)散片的厚度被調(diào)整為等于距離W。采用這樣的構(gòu)成，也能得到與上述實(shí)施方式同樣的效果。
[0097]圖14的(C)是變形例3的擴(kuò)散屏幕362。在變形例3中，第I透鏡陣列面382a和第2透鏡陣列面382b被以相對的方式配置，并且在其間設(shè)有透光板380c。透光板380c的兩面都被設(shè)成平坦面，由聚碳酸酯等透明的樹脂材料構(gòu)成。透光板380c具有使第I透鏡陣列面382a與第2透鏡陣列面382b的距離W保持在一定范圍內(nèi)的作用，其厚度被調(diào)整為與距離W相等。采用這樣的構(gòu)成，也能得到與上述實(shí)施方式同樣的效果。
[0098](第2實(shí)施方式)
[0099]上述第I實(shí)施方式中的作為透射型屏幕的擴(kuò)散屏幕362除被用于平視顯示器10這一用途外，還能適用于提示虛像的各種裝置。作為具體的其它實(shí)施方式，可用于汽車等中所使用的儀表盤。以下參照圖15至圖17說明利用虛像在儀表盤上顯示各種信息的圖像顯示裝置的構(gòu)成。
[0100]圖15是示意性地表示本發(fā)明其它實(shí)施方式的平視顯示器10及儀表盤70的設(shè)置方案的圖。在本實(shí)施方式中，除平視顯示器10提示的虛像450外，還通過儀表盤70提示其它虛像750。兩個虛像450、750使得看起來圖像像處于比作為虛像提示面的擋風(fēng)玻璃610或霧化板710更靠遠(yuǎn)方的位置。
[0101]作為駕駛員的用戶通過移動視線方向，就能看到介由擋風(fēng)玻璃610提示的虛像450和介由霧化板710提示的虛像750這兩者。在本實(shí)施方式中，以從用戶的視點(diǎn)E來看、兩個虛像450、750看起來處于相同或幾乎相同的距離的方式進(jìn)行顯示，由此，使得從用戶的視點(diǎn)E來看的兩個虛像450、750的焦點(diǎn)位置幾乎相同。由此，減少了在行駛過程中等移動視線方向來看兩個虛像450、750時的焦點(diǎn)移動，使視線移動給用戶帶來的負(fù)擔(dān)減輕。
[0102]平視顯示器10的構(gòu)成是與上述第I實(shí)施方式同樣的構(gòu)成。儀表盤70的構(gòu)成也與平視顯示器10是同樣的，但不是由擋風(fēng)玻璃610反射圖像顯示光來提示虛像450，而是利用透射過霧化板一夕板)710的圖像顯示光來提示虛像750，在這一點(diǎn)上不同。以下，以儀表盤70的構(gòu)成為中心進(jìn)行說明。
[0103]儀表盤70具有圖像投射部720、中間鏡735、中間像形成部736、凹面鏡740及霧化板710。儀表盤70的圖像投射部720、中間鏡735、中間像形成部736、凹面鏡740分別是與上述的平視顯示器10的圖像投射部210、中間鏡350、中間像形成部360、投射鏡400同樣的器件。
[0104]儀表盤70使圖像投射部720生成的圖像顯示光作為實(shí)像成像于中間像形成部736，并利用凹面鏡740將成像于中間像形成部736的實(shí)像的圖像顯示光放大反射，投射于霧化板710。由此，用戶介由霧化板710視認(rèn)被凹面鏡740反射放大了的圖像。特別是通過采用具有能使中間像形成部736所成像的實(shí)像放大到1倍以上大小的形狀的凹面鏡740，能使儀表盤70小型化。
[0105]用戶是介由霧化板710直接視認(rèn)凹面鏡740反射的圖像顯示光的，但實(shí)際上，約10英寸?12英寸的虛像750看起來處于距用戶的視點(diǎn)E約Im?2m前方的位置。此外，用戶能夠介由擋風(fēng)玻璃610視認(rèn)平視顯示器10提示的圖像顯示光，看起來約12英寸的虛像450處于距用戶視點(diǎn)E約2m的前方。
[0106]霧化板710是光透射率低的平板狀的部件。霧化板710例如是在霧化樹脂板上層疊霧化膜而形成的。通過采用這樣的構(gòu)成，能降低霧化板710的透射率，并能使霧化板710的界面處的反射率降低。此外，還能用膜來保護(hù)霧化樹脂板。需要說明的是，霧化板710也可以不是平板形狀，而是構(gòu)成曲面的那樣的板狀部件。
[0107]霧化板710的透射率優(yōu)選取比霧化板710的界面處的反射率小的值，優(yōu)選在8%以下。通過使透射率在8%以下，能防止來自用戶后方或上方的太陽光等入射到凹面鏡740、光向用戶或其它構(gòu)成部件反射的情況。此外，通過降低霧化板710的透射率，能使儀表盤70的內(nèi)部難以被看到。由此，能提尚虛像750的視認(rèn)性，并提尚儀表盤7 O的設(shè)計性。
[0108]需要說明的是，霧化板710可以在其表面具有觸摸板用的傳感器。通過使霧化板710作為觸摸板發(fā)揮功能，霧化板710能兼作對儀表盤70進(jìn)行設(shè)定的用戶接口。由此，無需在儀表臺上的其它位置設(shè)置針對儀表盤70的輸入按鈕等，能使儀表臺上更加簡潔。
[0109]儀表盤70同平視顯示器10—樣含有控制裝置。儀表盤70的控制裝置可以與平視顯示器10的控制裝置50共用，也可以與平視顯示器10獨(dú)立地另行具備控制裝置。
[0110]儀表盤70基于來自控制裝置的圖像信號顯示速度表、轉(zhuǎn)速表、燃料計、移動位置等一般的車輛儀表盤所具備的儀表要顯示的內(nèi)容。此外，儀表盤70還可以顯示由拍攝車輛后方的攝像頭拍攝的車輛后方的圖像。
[0111]儀表盤70上顯示的內(nèi)容可以根據(jù)行駛狀況或來自用戶的輸入信息等各種各樣的條件而改變各顯示內(nèi)容所被分配的圖像的尺寸及顯示形式。例如可以采用與用戶喜好相應(yīng)的顯示形式，或者根據(jù)車輛的行駛速度而加大速度表的尺寸，或者在倒車時消除速度表等的顯示而加大顯示車輛后方的圖像。
[0112]圖16是示意性地表示平視顯示器10及儀表盤70的設(shè)置方案的立體圖，圖17是示意性地表示平視顯示器10及儀表盤70的設(shè)置方案的主視圖。如圖示那樣，霧化板710被設(shè)置在儀表盤70的前面，被設(shè)置在一般的車輛中儀表盤所被設(shè)置的位置。其結(jié)果，霧化板710被配置在落座于駕駛席的用戶的正面位置，作為駕駛員的用戶能越過方向盤視認(rèn)到霧化板710。
[0113]另外，平視顯示器10提示的虛像450被顯示在從用戶的視點(diǎn)E來看位于儀表盤70深處的位置。其結(jié)果，平視顯示器10提示的虛像450和儀表盤70提示的虛像750被配置成與用戶視點(diǎn)E幾乎同軸排列的方式。通過采用這樣的配置，能使用戶的視點(diǎn)移動更加減少，還能同時目視到車外的景色、平視顯示器10提示的虛像450、以及儀表盤70提示的虛像750。
[0114]通過以上構(gòu)成，在本實(shí)施方式中平視顯示器10提示的虛像450和儀表盤70提示的虛像750從用戶的視點(diǎn)E來看幾乎被配置在同軸上，并且看起來距用戶視點(diǎn)E相同或幾乎相同的距離。因此，在從目視著平視顯示器10提示的虛像450和車外風(fēng)景的狀態(tài)起、向要目視儀表盤70提示的虛像750的狀態(tài)移動視線時，能使用戶的視點(diǎn)移動角和焦點(diǎn)移動量這兩者都減小。由此，能既向用戶提示更多的信息，又減少視線移動給用戶帶來的負(fù)擔(dān)。
[0115]需要說明的是，在變形例的儀表盤70中，可以根據(jù)行駛狀況或來自用戶的輸入信息等各種各樣的條件，改變從用戶的視點(diǎn)E至虛像750的距離、或者所被視認(rèn)的虛像750的尺寸。在這樣的變形例的儀表盤70中，還具備調(diào)整中間像形成部736及凹面鏡740的位置的驅(qū)動部，通過控制該驅(qū)動部來調(diào)整虛像750的距離及尺寸。
[0116]例如，儀表盤70的控制裝置取得車速信息，若車輛的行駛速度在60km/h以上等預(yù)定速度以上，則使至儀表盤70的虛像750的距離成為與平視顯示器10的虛像450的距離相同或幾乎相同的距離。一般來說，在車輛的行駛速度較高時，多會使焦點(diǎn)集中在比較遠(yuǎn)方的位置來進(jìn)行駕駛，故通過使儀表盤70提示的虛像750的焦點(diǎn)位置變遠(yuǎn)，能減輕伴隨于視線移動的負(fù)擔(dān)。
[0117]另一方面，若車輛的行駛速度在預(yù)定速度以下，則將至儀表盤70的虛像750的距離設(shè)定成比平視顯示器10的虛像450的距離靠身前數(shù)十cm?Im程度。一般來說，當(dāng)車輛的行駛速度較低時，多會使焦點(diǎn)集中在比較近的位置來進(jìn)行駕駛，故通過縮短儀表盤70提示的虛像750的焦點(diǎn)位置，能減少伴隨于視線移動的負(fù)擔(dān)。除此以外，還可以在倒車行駛時也將儀表盤70的虛像750的距離設(shè)定得靠近身前。通過進(jìn)行這樣的控制，能既減少視線移動給用戶帶來的負(fù)擔(dān)，又向用戶提示更多的信息。通過減輕視線移動的負(fù)擔(dān)，用戶能以更短的時間確認(rèn)更多的信息。
[0118]以上參照上述各實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并非限定于上述各實(shí)施方式，將各實(shí)施方式的構(gòu)成適當(dāng)組合或置換的方案也包含在本發(fā)明中。
[0119]在上述的實(shí)施方式中，表示了作為中間像形成部360，將凹透鏡364配置在擴(kuò)散屏幕362的靠身前側(cè)的情況，S卩，表示了透射過凹透鏡364的圖像顯示光入射到擴(kuò)散屏幕362的結(jié)構(gòu)。作為再一種變形例，也可以使擴(kuò)散屏幕362與凹透鏡364相反地配置。此時，在中間鏡350至投射鏡400之間將按中間鏡350、擴(kuò)散屏幕362、凹透鏡364、投射鏡400的順序排列光學(xué)元件。即使使中間像形成部360的朝向反過來，也能利用擴(kuò)散屏幕362控制圖像顯示光的配光角，并利用凹透鏡364控制主光線的朝向，提示出視認(rèn)性高的虛像450。
[0120]在上述實(shí)施方式中，是通過采用凹透鏡364作為中間像形成部360，來控制圖像顯示光的主光線的方向的。在變形例中，也可以不設(shè)置凹透鏡364，而是采用中間像形成部360僅具有擴(kuò)散屏幕362的構(gòu)成。在該變形例中，通過圖像投射部210所具有的投射透鏡組242，調(diào)整圖像顯示光的主光線的方向。
[0121]在上述的實(shí)施方式中，表示了利用在χ方向上具有短軸、在y方向上具有長軸的楕圓形狀的第2微透鏡383b構(gòu)成第2透鏡陣列面382b的情況。在變形例中，也可以使第2微透鏡383b的長軸和短軸的方向成為不同的朝向，來構(gòu)成第2透鏡陣列面382b。例如，在想要加大上下方向(y方向)的配光角時，只要使短軸成為y方向地構(gòu)成即可。在該情況下，也能得到與上述實(shí)施方式同樣的效果。
[0122]在上述實(shí)施方式中，表示了入射到擴(kuò)散屏幕362的光按由圓形狀的第I微透鏡383a構(gòu)成的第I透鏡陣列面382a、由楕圓形狀的第2微透鏡383b構(gòu)成的第2透鏡陣列面382b的順序透射的情況。在變形例中，也可以使第I透鏡陣列面382a和第2透鏡陣列面382b的配置反過來，采用入射光按第2透鏡陣列面382b、第I透鏡陣列面382a的順序透射的構(gòu)成。
[0123]在上述實(shí)施方式中，表示了由具有圓形狀的第I微透鏡383a構(gòu)成第I透鏡陣列面382a的情況。在變形例中，也可以采用具有楕圓形狀的第I微透鏡383a。此時，優(yōu)選第I微透鏡383a和第2微透鏡383b的形狀不同，并且優(yōu)選使第I楕圓率ea與第2楕圓率eb的值不同。在二枚光擴(kuò)散片中，通過使各個微透鏡的楕圓率ea、eb取不同的值，能抑制衍射光的干涉導(dǎo)致的衍射峰值的產(chǎn)生。
[0124]在上述實(shí)施方式中，表示了第I微透鏡383a及第2微透鏡383b的輪廓384a、384b的形狀為六邊形的情況。在變形例中，也可以使微透鏡的輪廓的形狀為四邊形，使多個微透鏡配置成網(wǎng)格狀或六邊形網(wǎng)格狀。此外，也可以使微透鏡的輪廓的形狀為圓形或楕圓形，在平坦面上排列圓形或楕圓形的微透鏡。
[0125]在上述實(shí)施方式中，作為提示虛像的圖像顯示裝置，說明了被用于車輛的平視顯示器10及儀表盤70的例子。作為再一種變形例，也可以將本發(fā)明的圖像顯示裝置適用于通過虛像的投影來確認(rèn)車輛后方情況的虛像電子鏡。
[0126]所謂虛像電子鏡，是通過與儀表盤70同樣的構(gòu)成實(shí)時地向用戶提示來自拍攝車輛后方的攝像頭的圖像的器件。虛像電子鏡可作為對一般的側(cè)方外后視鏡和中央后視鏡進(jìn)行輔助或置換的裝置來使用。例如在用虛像電子鏡置換掉側(cè)方外后視鏡的情況下，在由一般的儀表類構(gòu)成的儀表盤或可提示上述虛像750的儀表盤70的左右位置設(shè)置虛像電子鏡，來提示車輛后方的圖像。
[0127]此時，從用戶的視點(diǎn)E至虛像電子鏡提示的虛像的距離優(yōu)選與儀表盤70提示的虛像750的距離相同或大致相同。當(dāng)存在多個將各種信息作為虛像提示給用戶的裝置時，通過使虛線看起來在比各個裝置中的虛像提示面更遠(yuǎn)處，能減輕視線移動給用戶帶來的負(fù)擔(dān)。
[0128]此外，在虛像電子鏡中，也可以與儀表盤70—樣使虛像的距離和尺寸對應(yīng)于車輛的速度或其他條件地可變。通過使其與儀表盤70所提示的虛像的距離相同或大致相同，能減輕視線移動帶給用戶的負(fù)擔(dān)。伴隨于此，能使駕駛車輛所需的安全確認(rèn)或信息確認(rèn)的時間減少，能實(shí)現(xiàn)對用戶來說易于使用的系統(tǒng)。
[0129]〔標(biāo)號說明〕
[0130]10...平視顯示器、70...儀表盤、210...圖像投射部、360...中間像形成部、362...擴(kuò)散屏幕、364...凹透鏡、370...實(shí)像、380a...第I光擴(kuò)散片、380b...第2光擴(kuò)散片、381a...第I平坦面、381b...第2平坦面、382a...第I透鏡陣列面、382b...第2透鏡陣列面、383a...第I微透鏡、383b...第2微透鏡、386a，386b...頂點(diǎn)、387a，387b...等高線、450...虛像、710...霧化板、720...圖像投射部、735...中間鏡、736...中間像形成部、740...凹面鏡、750...虛像。
[0131]〔工業(yè)可利用性〕
[0132]通過本發(fā)明的透射型屏幕，能提高所投射的圖像的視認(rèn)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種透射型屏幕，其特征在于，包括: 排列有多個第I微透鏡的第I透鏡陣列面，和 在垂直于所述第I透鏡陣列面的方向上與其相分離地設(shè)置的、排列有多個與所述第I微透鏡形狀不同的第2微透鏡的第2透鏡陣列面； 所述第I微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為圓或楕圓形狀； 所述第2微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為與所述第I微透鏡的等高線楕圓率不同的楕圓形狀。2.如權(quán)利要求1所述的透射型屏幕，其特征在于，包括: 具有所述第I透鏡陣列面和背向于所述第I透鏡陣列面的第I平坦面的第I光擴(kuò)散片，以及 具有所述第2透鏡陣列面和背向于所述第2透鏡陣列面的第2平坦面的第2光擴(kuò)散片； 所述第2光擴(kuò)散片的所述第2透鏡陣列面與所述第I平坦面相對地配置。3.如權(quán)利要求1或2所述的透射型屏幕，其特征在于， 該透射型屏幕具有在以垂直于所述第I透鏡陣列面的方向?yàn)閦軸方向的正交坐標(biāo)系中X軸方向的寬度比y軸方向的寬度長的形狀； 所述第I微透鏡的等高線為圓形狀； 所述第2微透鏡的等高線為在所述X軸方向上具有短軸、在所述y軸方向上具有長軸的楕圓形狀。4.如權(quán)利要求3所述的透射型屏幕，其特征在于， 該透射型屏幕的構(gòu)造使得入射到該透射型屏幕的光在入射到所述第I透鏡陣列面后再入射到所述第2透鏡陣列面。5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的透射型屏幕，其特征在于， 所述第I透鏡陣列面和所述第2透鏡陣列面的距離在200μπι以上、400μπι以下。6.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括: 投射圖像顯示光的圖像投射部， 使基于從所述圖像投射部投射來的圖像顯示光的實(shí)像成像的中間像形成部，以及 使透射過所述中間像形成部的圖像顯示光朝虛像提示面反射的投射鏡； 所述中間像形成部包括: 排列有多個第I微透鏡的第I透鏡陣列面，和 在垂直于所述第I透鏡陣列面的方向上與其相分離地設(shè)置的、排列有多個與所述第I微透鏡形狀不同的第2微透鏡的第2透鏡陣列面； 所述第I微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為圓或楕圓形狀； 所述第2微透鏡的頂點(diǎn)附近的等高線為與所述第I微透鏡的等高線楕圓率不同的楕圓形狀。
【文檔編號】H04N9/31GK105874358SQ201480072066
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年9月17日
【發(fā)明人】瀨川勝
【申請人】Jvc建伍株式會社