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CN109154721B - 平视显示器装置以及图像投影单元 - Google Patents

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CN109154721B CN201780029833.2A CN201780029833A CN109154721B CN 109154721 B CN109154721 B CN 109154721B CN 201780029833 A CN201780029833 A CN 201780029833A CN 109154721 B CN109154721 B CN 109154721B
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Abstract

本发明提供一种平视显示器装置以及图像投影单元。平视显示器装置被搭载于移动体(1)，向投影部件(3)投射图像的显示光，由此以乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示。照明光源部(10、210)发出照明光。图像显示面板(40)使来自照明光源部侧的照明光通过，作为显示光从显示面(44)射出从而显示图像。投影透镜(30、230、330)被配置于照明光源部与图像显示面板之间，将来自照明光源部侧的照明光向图像显示面板投射。图像显示面板以显示面的法线方向(ND)相对于照明光源部的光轴(OA)交叉的方式被倾斜配置。投影透镜按照使投影透镜的径向(DD)与显示面的切线方向(TD)一致的方式被倾斜配置。

Description

平视显示器装置以及图像投影单元
相关申请的交叉引用
本申请基于2016年5月18日申请的日本申请编号2016-99852号的内容，并在此引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及被搭载于移动体，以乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示的平视显示器装置。
背景技术
以往，公知有以乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示的平视显示器装置(以下，简称为HUD装置)。专利文献1公开的HUD装置具备照明光源部、图像显示面板以及投影透镜。照明光源部发出照明光。图像显示面板使来自照明光源部侧的照明光通过，作为显示光从显示面射出而显示图像。投影透镜被配置于照明光源部与图像显示面板之间，将来自照明光源部侧的照明光向图像显示面板投射。
在专利文献1中图像显示面板被配置为使照明光源部的光轴与显示面的法线方向一致。另外，投影透镜被配置为使光轴与该投影透镜的径向正交。
于是，本发明者考虑了倾斜配置图像显示面板，以便使显示面的法线方向相对于光轴交叉。利用倾斜了的图像显示面板，例如即使太阳光等外部光与显示光逆行并入射到图像显示面板，显示面的法线方向也会交叉，所以能够抑制该外部光被该显示面反射而与显示光一同被辨认的情况。
其另一方面，本发明者发现了特别是对于向倾斜了的图像显示面板投射照明光的投影透镜而言，在使其径向与光轴正交地配置的HUD装置中，发出以下特有的问题。具体地说，若避免投影透镜与图像显示面板彼此的干涉而配置于光路上，则投影透镜与图像显示面板的间隔因配置的角度差而局部扩大，在投影透镜与图像显示面板之间可能发出死区。其结果是，例如由于从照明光源部到图像显示面板的前端的距离的增大，而HUD装置的体积增大。即HUD装置针对移动体的搭载性降低。
专利文献1：日本特开2015-133304号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对移动体的搭载性高的HUD装置。
本发明的第一实施方式的平视显示器装置被搭载于移动体，向投影部件投射图像的显示光，由此以由乘客能够辨认的方式对上述图像进行虚像显示。上述平视显示器装置具备发出照明光的照明光源部。上述平视显示器装置还具备使来自上述照明光源部侧的上述照明光通过，作为上述显示光从显示面射出而显示上述图像的图像显示面板。上述平视显示器装置还具备被配置于上述照明光源部与上述图像显示面板之间，将来自上述照明光源部侧的上述照明光向上述图像显示面板投射的投影透镜。上述图像显示面板以上述显示面的法线方向相对于上述照明光源部的光轴交叉的方式被倾斜配置。上述投影透镜按照使上述投影透镜的径向与上述显示面的切线方向一致的方式被倾斜配置。
本发明的第二实施方式的平视显示器装置被搭载于移动体，向投影部件投射图像的显示光，由此以由乘客能够辨认的方式对上述图像进行虚像显示。在上述平视显示器装置中，图像投影单元将上述显示光向将上述显示光向上述投影部件导光的导光部投射。上述图像投影单元具备发出照明光的照明光源部。上述图像投影单元还具备使来自上述照明光源部侧的上述照明光通过，作为上述显示光从显示面射出而显示上述图像的图像显示面板。上述图像投影单元还具备被配置于上述照明光源部与上述图像显示面板之间，将来自上述照明光源部侧的上述照明光向上述图像显示面板投射的投影透镜。上述图像显示面板以上述显示面的法线方向相对于上述照明光源部的光轴交叉的方式被倾斜配置。上述投影透镜按照使上述投影透镜的径向与上述显示面的切线方向一致的方式被倾斜配置。
附图说明
关于本发明的上述目的以及其它目的、特征、优点通过参照附图而进行的下述详细的记述，将变得更加明确。其附图
图1是表示第一实施方式的HUD装置被搭载于车辆的搭载状态的示意图，
图2是示意性表示第一实施方式的图像投影单元的立体图，
图3是表示第一实施方式的图像投影单元的图，是示意性表示yz剖面的剖视图，
图4是表示第一实施方式的图像投影单元的图，是示意性表示xz剖面的剖视图，
图5是第一实施方式的投影透镜的部分主视图，是用于对一个分割块中的偏转元件进行说明的图，
图6是沿着显示面的法线方向观察第一实施方式的图像显示面板的图，
图7是放大表示图6的VII部的放大图，
图8是用于对第一实施方式的投影透镜的入射侧表面进行说明的图，
图9是用于对第一实施方式的投影透镜的射出侧表面进行说明的图，
图10是表示第二实施方式的图像投影单元的图，是示意性表示yz剖面的剖视图，
图11是表示第二实施方式的图像投影单元的图，是示意性表示xz剖面的剖视图，
图12是用于对第二实施方式的投影透镜的入射侧表面进行说明的图，
图13是用于对第二实施方式的投影透镜的射出侧表面进行说明的图，
图14是用于对第三实施方式的投影透镜的入射侧表面进行说明的图，
图15是用于对第三实施方式的投影透镜的射出侧表面进行说明的图，
图16是变形例1的与图8对应的图，
图17是变形例2的与图8对应的图，以及
图18是变形例3、4的与图8对应的图。
具体实施方式
以下，结合附图来说明本发明的多个实施方式。此外，在各实施方式中往往对对应的构成要素标注相同的符号，由此省略重复的说明。在各实施方式中在仅说明构成的一部分的情况下，关于其构成的其它部分能够应用前面已说明的其它实施方式的构成。另外，不仅是在各实施方式的说明中明示出了的构成的组合，特别是只要组合不发出妨碍，则即使没有明示也能够部分地组合多个实施方式的构成彼此。
(第一实施方式)
如图1所示，本发明的第一实施方式的HUD装置100被搭载于作为移动体的一种的车辆1，被收纳于仪表板(instrument panel)2内。HUD装置100将图像的显示光向作为车辆1的投影部件的挡风玻璃3投射。由此，HUD装置100以车辆1的乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示。即被挡风玻璃3反射的显示光，在车辆1的室内到达乘客的眼点EP，乘客将该显示光作为虚像VI识别感觉。而且，乘客能够识别作为虚像VI显示的各种信息。作为被显示为虚像VI的各种信息例如可举出车速、燃料余量等车辆状态值，或者道路信息、视界辅助信息等车辆信息。
车辆1的挡风玻璃3由透光性的玻璃或合成树脂形成为板状。对于挡风玻璃3而言，将投射显示光的投影面3a形成为光滑的凹面状或者平面状。此外，作为投影部件，也可代替挡风玻璃3，在车辆1内设置独立于车辆1的组合器，向该组合器投影图像。另外，HUD装置100本身也可具备作为投影部件的组合器。
下面基于图1～9对这样的HUD装置100的具体构成进行说明。HUD装置100具备照明光源部10、聚光透镜20、投影透镜30、图像显示面板40、导光部50，它们被收纳、保持于外壳60。
这里，如图1、2所示，通过照明光源部10、聚光透镜20、投影透镜30以及图像显示面板40构成图像投影单元19。图像投影单元19具备的各要素10、20、30、40被收纳于具有遮光性的外壳19a。
如图2～4所示，照明光源部10具有光源用电路基板11以及多个发光元件12。光源用电路基板11具有平面状的安装面11a。各发光元件12例如是发热少的发光二极管元件，相互排列在安装面11a上。各发光元件12通过安装面11a上的布线图案而与电源电连接。更详细而言，利用对具有透光性的合成树脂混合了黄色荧光剂的黄色荧光体密封芯片状的蓝色发光二极管元件，由此形成各发光元件12。通过从蓝色发光二极管元件根据电流量而发出的蓝色光，黄色荧光体被激发而发出黄色光，通过蓝色光与黄色光的混合而发出伪白色的照明光。
在本实施方式中，对于各发光元件12而言，在安装面11a上将相互正交的两个方向作为排列方向而排列为格子状。在各排列方向上，发光元件12的排列个数例如是3×5、全部15个。
而且在本实施方式中，将光源用电路基板11的平面状的安装面11a的法线方向定义为z方向。而且，将沿着安装面11a的方向上的、排列个数多的一方即5个排列方向定义为x方向，将排列个数少的一方即三个排列方向定义为y方向。
各发光元件12以规定的发光强度分布发光，使发光强度最大的发光峰值方向PD1与z方向一致而被配置(参照图3、4)。因此在本实施方式中，基于照明光源部10的构成而规定的照明光源部10的光轴OA被规定为沿着发光峰值方向PD1亦即z方向的轴。更详细而言，光轴OA被规定为通过位于照明光源部10的中心的正中的发光元件12，沿着发光峰值方向PD1亦即z方向的轴。换言之，照明光源部10利用各发光元件12向沿着光轴OA的方向发出照明光。从照明光源部10发出的照明光向聚光透镜20入射。
聚光透镜20被配置于照明光源部10与投影透镜30之间。聚光透镜20对来自照明光源部10侧的照明光进行聚光并朝向投影透镜30射出。
具体地说，聚光透镜20是由透光性的合成树脂或玻璃等构成的多个凸透镜元件22相互排列并被一体地形成的透镜阵列。各凸透镜元件22是以分别独立地与各发光元件12成对的方式，设置为数目与发光元件12相同的透镜元件。即各凸透镜元件22是3×5、全部15个的排列。
在聚光透镜20中，与照明光源部10对置的入射侧表面20a是在各凸透镜元件22间共用的呈现光滑的平面状的单一平面。另一方面，在聚光透镜20中，在与投影透镜30对置的射出侧表面20b中，排列形成有针对各凸透镜元件22的每一个分别独立设置的聚光面23。
在各凸透镜元件22间，聚光面23是基本相同的形状，各聚光面23通过弯曲为向投影透镜30侧突出的凸状而被形成为光滑的凸面状。在本实施方式中，相互排列的发光元件12的排列间隔、与相互排列的聚光面23的面顶点的排列间隔基本相等。而且各发光元件12、与成对的凸透镜元件22的聚光面23的面顶点23a的距离在各对中基本相等。即发光元件12的排列方向、与凸透镜元件22的排列方向基本一致，从而聚光透镜20被配置为实质上其径向与光轴OA(即z方向)垂直。
这里，对各聚光面23的详细形状进行说明。特别是在本实施方式中，各聚光面23是以面顶点23a为基准而旋转对称的非球面。具体地说，各聚光面23在xz剖面中被形成为抛物线状(参照图4)，并且在yz剖面中也被形成为抛物线状(参照图3)，呈抛物面状。
投影透镜30被配置于照明光源部10与图像显示面板40之间，更严格来说被配置于聚光透镜20与图像显示面板40之间。投影透镜30将从照明光源部10侧入射的照明光向图像显示面板40投射。
具体地说，投影透镜30是由透光性的合成树脂或玻璃等构成的多个偏转元件30b相互排列而被一体地形成的透镜阵列，整体呈大致平板状。各偏转元件30b沿着投影透镜30的径向DD被相互排列。各偏转元件30b能够通过后述的分割透镜面33、35的折射使照明光的行进方向偏转。在本实施方式的投影透镜30中，与多个发光元件12的排列方向以及排列个数对应，能够定义假设分割了投影透镜30的分割块30a。特别是在本实施方式中，能够定义在y方向与发光元件12的排列个数对应地被分割为3个，在x方向与发光元件12的排列个数对应地被分割为5个的3×5的全部15个分割块30a。如图5所示，投影透镜30在这样的各分割块30a中，构成被分别排列的多个偏转元件30b。在本实施方式中，在一个分割块30a中排列有与后述的分割透镜面33、35的分割数对应的6×6的全部36个偏转元件30b。
如图2～4所示，在呈大致平板状的本实施方式的投影透镜30中，其径向DD与垂直于板厚方向的延伸配置方向一致。这样的投影透镜30以使板厚方向与光轴OA(即z方向)交叉的方式，被倾斜配置。
图像显示面板40是使用了薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的液晶面板，例如是由在两个方向排列的多个液晶像素40a形成的有源矩阵型的液晶面板。
具体地说，如图6所示，图像显示面板40呈现具有长边方向LD以及短边方向SD的矩形。如图7所示，液晶像素40a被排列在长边方向LD以及短边方向SD，从而在导光部50侧显示图像的显示面44也呈矩形。在各液晶像素40a中设置有贯通显示面44的法线方向ND而设置的透射部40b、和包围该透射部40b而形成的布线部40c。
图像显示面板40通过层叠一对偏光板以及被一对偏光板夹着的液晶层等而被形成，从而呈平板状。各偏光板具有使沿规定方向偏振了的光透射，吸收沿与该规定方向垂直的方向偏振了的光的性质，一对偏光板与该规定方向相互正交配置。液晶层能够通过对每个液晶像素40a施加电压，根据施加电压而使向液晶层入射的光的偏振方向旋转。利用偏振方向的旋转能够改变透射后面的偏光板的光的比例，即能够改变透射率。
因此，图像显示面板40相对于向照明光源部10侧表面亦即照明对象面42入射的照明光，控制每个液晶像素40a的该照明光的透射率。即图像显示面板40能够使来自照明光源部10侧的照明光中的一部分透射，作为显示光从导光部50侧表面亦即显示面44射出从而显示图像。在相邻的液晶像素40a设置有相互不同的颜色(例如红、绿以及蓝)的滤色器，通过它们的组合，实现各种颜色。
而且显示面44例如被形成为能够利用图像显示面板40中的玻璃基板的镜面状的表面，反射从导光部50侧向图像显示面板40入射的光。
如图2～4所示，照明光沿着光轴OA向图像显示面板40的照明对象面42入射。与此相对，图像显示面板40被倾斜配置，以便照明对象面42以及显示面44的法线方向ND与光轴OA交叉。具体地说，图像显示面板40按照使显示面44的切线方向TD中的、长边方向LD与光轴OA正交、使短边方向SD相对于光轴OA倾斜的方式被倾斜配置。此外，长边方向LD沿着x方向。换言之，图像显示面板40从使显示面44的法线方向与光轴OA正交的姿势设为将长边方向LD(即x方向)作为旋转轴旋转了的姿势。显示面44的法线方向ND相对于光轴OA的交叉角θ例如是10～25度左右的角度。
在本实施方式的图像显示面板40基本没有使光偏转的要素，所以显示光中射出强度最强的射出峰值方向PD2在该图像显示面板40中没有变化地大致沿着光轴OA。即显示光的射出峰值方向PD2与显示面44的法线方向ND不同。这样图像投影单元19向导光部50投射显示光。
如图1所示，导光部50将来自图像投影单元19的图像显示面板40的显示光向挡风玻璃3导光。本实施方式的导光部50具有平面镜51以及凹面镜53。在本实施方式中来自图像显示面板40的显示光首先向平面镜51入射。
平面镜51通过在由合成树脂或玻璃等构成的基材的表面作为反射面52蒸镀铝等而形成。反射面52被形成为光滑的平面状。向平面镜51入射的显示光被反射面52朝向凹面镜53反射。
凹面镜53通过在由合成树脂或玻璃等构成的基材的表面蒸镀铝等而作为反射面54形成。反射面54通过以凹面镜53的中心凹陷的凹状弯曲而形成为光滑的凹面状。向凹面镜53入射的显示光被反射面54朝向挡风玻璃3反射。
在凹面镜53与挡风玻璃3之间，在外壳60设置有窗部61。透光性的防尘罩62封闭窗部61。因此，来自凹面镜53的显示光透射该防尘罩62而向挡风玻璃3入射。这样乘客能够将被挡风玻璃3反射的显示光作为虚像VI辨认。
在这样的HUD装置100中，例如太阳光等外部光透射挡风玻璃3而能够向窗部61入射。向窗部61入射的外部光中的一部分相对于显示光逆行，即按顺序被导光部50的凹面镜53和平面镜51反射，而能够向图像显示面板40的显示面44入射。这里，在图像显示面板40中显示面44的法线方向ND与光轴OA交叉，所以向显示面44入射的外部光能够被向与显示光不同的方向反射。
优选这样的图像显示面板40的倾斜方向或者角度以考虑了平面镜51、凹面镜53以及挡风玻璃3的配置角度并满足沙伊姆普夫卢格的条件的方式，或者与该条件接近的方式被设定。根据这样的倾斜方向以及角度，能够抑制从眼点EP观察的虚像VI倾斜地被辨认的情况。
如图2～4所示，与图像显示面板40对应地，投影透镜30也被倾斜配置。具体地说，投影透镜30以使其径向DD与显示面44的切线方向TD一致的方式被倾斜配置。其结果是，如上述那样，投影透镜30的板厚方向与光轴OA(即z方向)交叉。
本实施方式的图像显示面板40与投影透镜30避免相互干涉地配置。这里的干涉除了图像显示面板40与投影透镜30碰撞这样的空间上的干涉以外，还包含光学干涉。假设图像显示面板40与投影透镜30的间隔因配置的角度差而局部窄小，则仅能在图像的一部分观察莫尔条纹。在上述莫尔条纹中，担心上述投影透镜30的偏转元件30b彼此的边界被强化。
考虑这样的问题，优选图像显示面板40与投影透镜30的间隔恒定。特别是在本实施方式中，通过将图像显示面板40与投影透镜30的间隔设为恒定，图像显示面板40与投影透镜30被相互平行地配置。
投影透镜30的形状与这样的倾斜配置相匹配。以下，使用图8、9详细说明投影透镜30的形状。
如图8所示，在投影透镜30中与聚光透镜20对置的入射侧表面32中，多个分割透镜面33作为偏转元件30b的构成要素，在与相邻的偏转元件30b彼此的边界一致而被分割为条纹状的状态下被形成。入射侧表面32的分割透镜面33的分割方向沿着从y方向例如倾斜了10～25度左右的短边方向SD。因此，在xz剖面中，一个分割透镜面33横跨偏转元件30b以及分割块30a而被形成。各分割透镜面33被配置为其法线方向的xz剖面的成分沿着光轴OA，并且其法线方向的yz剖面的成分与光轴OA交叉。因此，入射侧表面32构成为主要在yz剖面中偏转照明光的行进方向。
另一方面，如图9所示，在投影透镜30中在与图像显示面板40对置的射出侧表面34中，多个分割透镜面35作为偏转元件30b的构成要素，在与相邻的偏转元件30b彼此的边界一致而被分割为条纹状的状态下被形成。射出侧表面34的分割透镜面35的分割方向沿着长边方向LD(即x方向)。因此，在yz剖面中，一个分割透镜面35横跨偏转元件30b以及分割块30a而被形成。各分割透镜面35被配置为其法线方向的yz剖面的成分沿着光轴OA，并且其法线方向的xz剖面的成分与光轴OA交叉。因此，射出侧表面34构成为主要在xz剖面中偏转照明光的行进方向。
首先对射出侧表面34的各分割透镜面35进行说明。射出侧表面34被构成为，与对应于x方向的发光元件12的排列个数相应地被分为五个的分割块30a的每个的形状基本相同。
这里，着眼于一个分割块30a，作为分割透镜面35设置有多个近似平面35a以及多个各向异性偏转平面35b。各近似平面35a以及各各向异性偏转平面35b作为以规定的分割宽度Wa进行了区域分割的一个分割区域形成。在本实施方式中，规定的分割宽度Wa被设定为基本恒定。
近似平面35a基于作为投影透镜30的虚拟的透镜面而被定义的虚拟凸状曲面Svb而形成。这里，虚拟凸状曲面Svb以向图像显示面板40侧凸出的凸状在xz剖面中弯曲，从而呈光滑的柱面透镜面状。对于近似平面35a而言，作为通过从该虚拟凸状曲面Svb抽出的多个坐标的线性插值而得到的近似平面，被形成为平面状。特别是在本实施方式中，作为上述多个坐标，采用了分割区域的端部的虚拟凸状曲面Svb的端部坐标Ce，通过该端部坐标Ce彼此的线性插值来规定近似平面35a的梯度。虚拟凸状曲面Svb，在通过局部的近似而被设为平面状的状态下，呈现在射出侧表面34上。
各向异性偏转平面35b以被插入近似平面35a间的状态被配置。各向异性偏转平面35b基于作为投影透镜30的虚拟的透镜面而被定义的虚拟倾斜面Ssb而形成。对于虚拟倾斜面Ssb而言，在xz剖面中，由在与虚拟凸状曲面Svb的面顶点对应的位置改变为反向梯度的多个平面状斜面Ssp构成，各平面状斜面Ssp的梯度被设定为与虚拟凸状曲面Svb的对应的位置的梯度相反的梯度。通过抽出虚拟倾斜面Ssb中的一部分，各向异性偏转平面35b呈现在射出侧表面34上。
特别是在本实施方式中，在一个分割块30a设置有6个分割透镜面35。而且，6个分割透镜面35以近似平面35a、各向异性偏转平面35b、近似平面35a、近似平面35a、各向异性偏转平面35b、近似平面35a这样的顺序排列，相邻的近似平面35a彼此的边界是与虚拟凸状曲面Svb的面顶点对应的位置。因此，针对每个分割透镜面35将梯度切换为反向梯度，所以即使分割透镜面35彼此的边界没有阶梯差地连接，投影透镜30也被保持为大致平板状。
接着，对入射侧表面32的各分割透镜面33进行说明。如图8所示，入射侧表面32被构成为，与对应于x方向的发光元件12的排列个数相应地被分为三个的分割块30a的各个形状不同。
着眼于这里一个分割块30a，与射出侧表面34相同，作为分割透镜面33，设置有多个近似平面33a以及多个各向异性偏转平面33b。各近似平面33a以及各各向异性偏转平面33b作为以规定的分割宽度Wa被进行了区域分割的一个分割区域而被形成。在本实施方式中，规定的分割宽度Wa被设定为基本恒定。
近似平面33a基于作为投影透镜30的虚拟的透镜面而被定义的虚拟凸状曲面Sva而形成。这里，对于虚拟凸状曲面Sva而言，在yz剖面中弯曲为向聚光透镜20侧凸出的凸状，从而呈现光滑的柱面透镜面状。近似平面33a作为通过从该虚拟凸状曲面Sva抽出的多个坐标的线性插值而得到的近似的平面，被形成为平面状。特别是在本实施方式中，作为上述多个坐标，采用了分割区域的端部的虚拟凸状曲面Sva的端部坐标Ce，通过该端部坐标Ce彼此的线性插值来规定近似平面33a的梯度。虚拟凸状曲面Sva在通过部分的近似而被设为平面状的状态下，呈现在入射侧表面32上。此外，端部坐标Ce在图9的局部进行了图示，由于在图8中是相同的所以被省略。
各向异性偏转平面33b以被插入近似平面33a间的状态被配置。各向异性偏转平面33b基于作为投影透镜30的虚拟的透镜面而被定义的虚拟倾斜面Ssa而形成。虚拟倾斜面Ssa由在yz剖面中在与虚拟凸状曲面Sva的面顶点对应的位置改变为反向梯度的多个平面状斜面Ssp构成，各平面状斜面Ssp的梯度被设定为与虚拟凸状曲面Sva的对应的位置的梯度反向的梯度。通过从虚拟倾斜面Ssa中抽出一部分而呈现在射出侧表面34上。
特别是在本实施方式中，在一个分割块30a设置有6个分割透镜面33。而且，6个分割透镜面33以近似平面33a、各向异性偏转平面33b、近似平面33a、近似平面33a、各向异性偏转平面33b、近似平面33a这样的顺序排列，相邻的近似平面33a彼此的边界是与虚拟凸状曲面Sva的面顶点对应的位置。因此，针对分割透镜面33的每一个将梯度切换为反向梯度，所以即使分割透镜面33彼此的边界没有阶梯差地连接，投影透镜30也被保持为大致平板状。
这里在入射侧表面20a中，与射出侧表面20b不同，对于每个分割块30a，近似平面33a的梯度都不同。详细而言，在各分割块30a中，作为基准的虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv不同。因此，对于每个分割块30a，近似平面33a的梯度不同。
特别是在本实施方式中，在被倾斜配置的投影透镜30中，随着从与照明光源部10的距离是近距离的近距离侧朝向与照明光源部10的距离是远距离的远距离侧，各分割块30a的虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv以变小的方式变化。具体地说，若从近距离侧的分割块30a按顺序将曲率半径设为Rv1、Rv2、Rv3，则Rv1＜Rv2＜Rv3。因此，远距离侧的分割块30a的近似平面33a的梯度与近距离侧比较，相对变大。
此外，各向异性偏转平面33b的梯度在各分割块30a中被基本相等地设定。
关于yz剖面的各分割块30a，与虚拟凸状曲面Sva的面顶点对应的近似平面33a上的位置大约一致地被配置于从聚光透镜20中的对应的聚光面23的面顶点23a沿着光轴OA向投影透镜30侧延长的直线SL上。通过这样的对应关系，由相互对应的一个发光元件12、一个凸透镜元件22以及一个分割块30a构成一个照明单元IU(还参照图3、4)。本实施方式的照明光源部10、聚光透镜20以及投影透镜30也能够被理解为这样的照明单元IU的排列。
来自与投影透镜30相比被配置于照明光源部10侧的聚光面23的照明光向各分割透镜面33入射。其中对于向近似平面33a入射的照明光而言，以与对应的直线SL接近的方式，使其行进方向偏转。这里，照明光被偏转的偏转量与各近似平面33a相对于径向DD的梯度对应。
在本实施方式中，能够根据聚光透镜20的聚光面23的曲率半径和作为投影透镜30的近似平面33a、35a的基础的虚拟凸状曲面Sva、Svb的曲率半径Rv来规定聚光透镜20以及投影透镜30的合成焦点。以该合成焦点的位置与照明光源部10的位置接近的方式进行设定，从而被不同的近似平面33a折射的照明光彼此以相互在yz剖面的行进方向的成分接近的方式被偏转。另外，被不同的近似平面35a折射的照明光彼此以相互在xz剖面的行进方向的成分接近的方式被偏转。因此，被不同的偏转元件30b折射的照明光彼此与向投影透镜30入射前相比被平行光束化。
更详细而言，能够根据各照明单元IU的聚光面23的曲率半径和作为分割块30a内的近似平面33a、35a的基础的虚拟凸状曲面Sva、Svb的曲率半径Rv、来规定凸透镜元件22以及分割块30a的合成焦点。该合成焦点的位置能够针对每个照明单元IU来规定。以该合成焦点的位置与对应的发光元件12的位置接近的方式被设定，从而在相同的分割块30a内，被不同的近似平面33a折射的照明光彼此以相互在yz剖面的行进方向的成分接近的方式被偏转。另外，在相同的分割块30a内，被不同的近似平面35a折射的照明光彼此以相互在xz剖面的行进方向的成分接近的方式被偏转。
通过投影透镜30的倾斜配置，在yz剖面上，在各照明单元IU中，分割块30a与发光元件12的距离不同。与上述距离对应，使作为近似平面33a的基础的虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv针对每个分割块30a而不同，从而能够以合成焦点的位置与对应的发光元件12的位置接近的方式进行设定。
另一方面，与近似平面33a、35a邻接而配置的各向异性偏转平面35b，通过折射，使照明光向与分离接近的该近似平面33a、35a不同的方向偏转。由此，对于照明光中的一部分而言，向投影透镜30入射的照明光的一部分通过各向异性偏转平面33b、35b的折射而与被近似平面33a、35a折射的照明光混合。因此，能够抑制从图像显示面板40的显示面44射出的显示光向射出峰值方向PD2集中并射出的情况。
在投影透镜30的两个表面32、34中，通过相互基本正交地延伸的条纹状的分割透镜面33、35的组合，能够发挥各偏转元件30b的功能。具体地说，通过入射侧表面32的分割透镜面33的yz剖面的梯度、与射出侧表面34的分割透镜面35的xz剖面的梯度，能够决定各偏转元件30b的照明光的偏转的基础方向以及偏转量。偏转量例如能够通过照明光朝向一个偏转元件30b的入射角与射出角的角度差来表示。
在这样的投影透镜30中，构成各分割块30a的各偏转元件30b的偏转量的平均值随着从近距离侧朝向远离距离侧而逐渐变化。特别是在本实施方式中，构成分割块30a的各偏转元件30b的偏转量的平均值在更远距离侧变得较大。
而且换言之，投影透镜30中、被配置于近距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值、和被配置于远距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值相互不同。特别是在本实施方式中，被配置于远距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值比被配置于近距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值大。
(作用效果)
下面说明以上说明的第一实施方式的作用效果。
根据第一实施方式，在图像显示面板40中，显示面44的法线方向ND相对于光轴OA偏离。此外，按照使径向DD与被倾斜配置的图像显示面板40一致的方式，倾斜配置投影透镜30。根据这样的投影透镜30和图像显示面板40的双方的倾斜，配置的角度差消失或者较小，所以能够抑制投影透镜30与图像显示面板40的干涉并且能够抑制投影透镜30与图像显示面板40之间的死区的发出。因此，能够抑制HUD装置100的体积的增大，能够提供针对作为移动体的车辆1的搭载性高的HUD装置100。
另外，根据第一实施方式，图像显示面板40和投影透镜30被相互平行地配置。若这样地设置，则能够抑制投影透镜30与图像显示面板40的干涉并且能够以最小限度来配置投影透镜30与图像显示面板40的间隔。
另外，根据第一实施方式，被配置于照明光源部10与投影透镜30之间的聚光透镜20具有以向该投影透镜30侧突出的凸状弯曲的聚光面23。因此，在投影透镜30与图像显示面板40一致地倾斜时，投影透镜30中的与聚光透镜20侧接近的端部成为沿着聚光面23的弯曲而绕进聚光面23的侧方空间的配置。因此，能够得到基于聚光透镜20的聚光作用，并且能够避免投影透镜30与聚光透镜20的干涉并且能够抑制从照明光源部10到图像显示面板40的前端的距离的增大。因此，能够抑制HUD装置100的体积的增大，能够提供针对车辆1的搭载性高的HUD装置100。
另外，根据第一实施方式，投影透镜30具有相互沿着径向DD排列、使照明光的行进方向偏转的多个偏转元件30b。利用这样的偏转元件30b的排列将投影透镜30形成为板状，从而不仅能够抑制HUD装置100的体积增大，还能够通过各偏转元件30b的偏转作用相对于倾斜了的图像显示面板40的各位置实现合适的照明。
另外，根据第一实施方式，在投影透镜30中，被配置于近距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值、与被配置于远距离侧的各偏转元件30b的偏转量的平均值相互不同。通过设定不同的偏转量，即使在投影透镜30的各位置与照明光源部10的距离不同，也能够相对于倾斜了的图像显示面板40的各位置，根据与照明光源部10的距离来实现合适的照明。
另外，根据第一实施方式，构成各分割块30a的偏转元件30b的偏转量的平均值随着从近距离侧朝向远离距离侧而逐渐变化。若这样地设置，则与各发光元件12对应的各照明光根据与照明光源部10的距离而受到程度不同的偏转作用。因此，即使在投影透镜30的各位置与照明光源部10的距离不同，也能够实现朝向倾斜了的图像显示面板40的合适的照明。
另外，根据第一实施方式，投影透镜30作为偏转元件30b的构成要素，具有多个通过虚拟凸状曲面Sva或者Svb的部分的近似而被形成为平面状的近似平面33a或者35a。各近似平面33a或者35a虽是平面状但基于共用的虚拟凸状曲面Sva或者Svb，所以向不同的近似平面33a或者35a入射的各照明光以与该虚拟凸状曲面Sva或者Svb对应的偏转量使行进方向偏转，所以能够在该各照明光间发出与聚光作用基本相同的作用。因此，能够容易形成投影透镜30，实现HUD装置100的体积增大的抑制、朝向倾斜了的图像显示面板40的合适的照明。
另外，根据第一实施方式，具有显示面44的法线方向ND与光轴OA交叉的图像显示面板40的图像投影单元19将显示光向导光部50投射。根据这样的图像投影单元19，例如即使太阳光等外部光经由导光部50并且与显示光逆行地向图像显示面板40入射，也能够抑制该外部光被该显示面44反射并与显示光一同被辨认的情况，所以在针对HUD装置100的使用中是特别优选的。
此外，以使径向DD与被倾斜配置的图像显示面板40一致的方式，倾斜配置投影透镜30。根据这样的投影透镜30和图像显示面板40两者的倾斜，配置的角度差消失或者较小，所以能够抑制投影透镜30与图像显示面板40的干涉并且能够抑制投影透镜30与图像显示面板40之间的死区的发出。因此，能够抑制图像投影单元19的体积的增大，所以能够提高针对HUD装置100的车辆1的搭载性。
(第二实施方式)
如图10～13所示，本发明的第二实施方式是第一实施方式的变形例。关于第二实施方式，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。
如图10、11所示，在第二实施方式的照明光源部210中多个发光元件12将安装面11a上的一个方向作为排列方向以格子状排列。在排列方向上，发光元件12的排列个数例如是1×3的全部三个。
而且在本实施方式中，将光源用电路基板11的平面状的安装面11a的法线方向定义为z方向。而且，将沿着安装面11a的方向上的、排列个数多的一方、即三个排列方向定义为x方向，将排列个数少的一方、即一个排列方向(在本实施方式中，实际上是没有排列的方向)定义为y方向。
各发光元件12与第一实施方式相同，使发光峰值方向PD1与z方向一致而被配置。照明光源部210的光轴OA与第一实施方式相同，被规定为通过位于照明光源部210的中心的正中的发光元件12，并沿着发光峰值方向PD1亦即z方向的轴。
在聚光透镜220中各凸透镜元件22与第一实施方式相同，被设定为数目与发光元件12相同。即各凸透镜元件22是1×3的全部三个的排列。
在聚光透镜220中入射侧表面20a是与第一实施方式相同的单一平面。另一方面，在聚光透镜220的射出侧表面20b中，排列形成有针对各凸透镜元件22的每个分别独立地设置的聚光面223。
各聚光面223虽是与第一实施方式相同的排列以及配置，但其详细形状与第一实施方式不同。具体地说，各聚光面223是x方向的曲率半径与y方向的曲率半径相互不同的变形面。在本实施方式中，在各聚光面223的面顶点23a以及其附近中，x方向的曲率半径比y方向的曲率半径小。这里本实施方式的面顶点23a的附近例如是指距离面顶点23a的距离相对于聚光面223的直径是一半值左右的范围。
更详细而言，在xz剖面中，各聚光面223被形成为抛物线状(参照图11)。另一方面，在yz剖面中，各聚光面223被形成为圆弧状(特别是在本实施方式中被形成为半圆状)(参照图10)。
投影透镜230与第一实施方式相同，是由透光性的合成树脂或玻璃等构成的多个偏转元件30b相互排列而被一体地形成的透镜阵列，作为整体呈大致平板状。另外，在投影透镜230中，能够定义与第一实施方式相同的分割块30a。特别是在本实施方式中，能够在排列了发光元件12的x方向定义与发光元件12的排列个数对应而被分割为三个的1×3的全部三个分割块30a。
图像显示面板40与第一实施方式相同，按照使显示面44的切线方向TD中的、沿着x方向的长边方向LD与光轴OA正交，并使短边方向SD相对于光轴OA倾斜的方式被倾斜配置。与这样的图像显示面板40对应地投影透镜230也被倾斜配置。将图像显示面板40与投影透镜230的间隔设为恒定，从而图像显示面板40与投影透镜230被相互平行地配置。而且在第二实施方式中，在与光轴OA垂直的垂直方向(在本实施方式中是yz剖面上的y方向)上，聚光透镜220与投影透镜230部分重叠而被配置。通过投影透镜230的倾斜配置，该投影透镜230中的一端部被配置于聚光面223的侧方空间。
在第二实施方式中，投影透镜230的形状并不是与这样的倾斜配置特意一致的形状。以下，详细说明投影透镜230的形状。
如图12所示，在投影透镜230的入射侧表面32中，多个分割透镜面33作为偏转元件30b的构成要素，以与相邻的偏转元件30b彼此的边界一致地被分割为条纹状的状态形成。入射侧表面32的分割透镜面33的分割方向沿着从y方向例如倾斜了10～25度左右的短边方向SD。因此，在xz剖面中，一个分割透镜面33横跨偏转元件30b以及分割块30a而形成。
在本实施方式中，各分割透镜面33是被分割为凸菲涅耳透镜状的分割凸面233c。分割凸面233c基于作为投影透镜230的虚拟的透镜面而被定义的一个虚拟凸状曲面Svc而形成。这里，虚拟凸状曲面Svc在yz剖面中弯曲为向聚光透镜220侧凸出的凸状，从而呈光滑的柱面透镜面状。因此，入射侧表面32构成为主要使照明光的行进方向在yz剖面中偏转。在分割凸面233c间的边界设置阶梯差，从而投影透镜230被保持为大致平板状。
另外，如图13所示，对于投影透镜230中射出侧表面34而言，与发光元件12的排列个数对应地分割块30a的个数虽减少，但各分割块30a内的构成与第一实施方式相同。
关于各分割块30a，与虚拟凸状曲面Svc、Svb的面顶点对应的分割凸面233c上的位置以及近似平面35a上的位置大约一致地被配置于聚光透镜220中的从对应的聚光面223的面顶点23a沿光轴OA向投影透镜230侧延长的直线SL上。
在这样的第二实施方式中，投影透镜230按照使径向DD与显示面44的切线方向TD一致的方式被倾斜配置，所以能够实现根据第一实施方式的作用效果。
另外，根据第二实施方式，在与光轴OA垂直的垂直方向上，聚光透镜220与投影透镜230部分重叠而被配置，所以能够减少聚光透镜220与投影透镜230之间的死区。
(第三实施方式)
如图14、15所示，本发明的第三实施方式是第一实施方式的变形例。关于第三实施方式，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。
第三实施方式的投影透镜330也与第一实施方式相同，是与倾斜配置匹配的部件。以下详细说明投影透镜330的形状。
在投影透镜330中的与聚光透镜20对置的入射侧表面32中，多个分割透镜面33作为偏转元件30b的构成要素，以与相邻的偏转元件30b的边界一致地被分割为条纹状的状态而形成。入射侧表面32的分割透镜面33的分割方向与第一实施方式相同，沿着从y方向例如倾斜了10～25度左右的短边方向SD。各分割透镜面33被配置为其法线方向的yz剖面的成分沿着光轴OA。入射侧表面32构成为主要在yz剖面中使照明光的行进方向偏转。
另一方面，在投影透镜330中的与图像显示面板40对置的射出侧表面34中，多个分割透镜面35作为偏转元件30b的构成要素，以与偏转元件30b的边界一致地被分割为条纹状的状态而形成。射出侧表面34的分割透镜面35的分割方向与第一实施方式相同，沿着长边方向LD(即x方向)。各分割透镜面35被配置为其法线方向的xz剖面的成分沿着光轴OA。射出侧表面34被构成为主要在xz剖面中偏转照明光的行进方向。
在第三实施方式的投影透镜330中，将分割透镜面33、35中的、第一实施方式的近似平面33a、35a替换为以凸状弯曲的凸状曲面333d、335d置换形态。
凸状曲面333d、335d基于作为投影透镜330的虚拟的透镜面而被定义的虚拟凸状曲面Sva、Svb而形成。这里，虚拟凸状曲面Sva、Svb与第一实施方式相同。凸状曲面333d、335d不近似虚拟凸状曲面Sva、Svb，而通过保持原样地抽出虚拟凸状曲面Sva、Svb中的一部分而呈现在入射侧表面32以及射出侧表面34。
此外，在与虚拟凸状曲面Sva、Svb的面顶点对应的位置中，第一实施方式的两个近似平面33a或者35a被替换为一个凸状曲面333d或者335d，所以分割宽度Wa是其它分割区域的2倍。
射出侧表面34中虚拟凸状曲面Svb的曲率半径Rv在各分割块30a间被设定为基本相等。因此，针对与对应于x方向的发光元件12的排列个数一致而被分割为5个的分割块30a的每个，射出侧表面34被构成为基本相同的形状。
另一方面，针对与对应于x方向的发光元件12的排列个数一致而被分割为三个的分割块30a的每个，入射侧表面32被构成为不同的形状。具体地说，在入射侧表面32上，虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv在各分割块30a间不同。特别是在本实施方式中，随着从被倾斜配置的投影透镜330中的与照明光源部10的距离是近距离的近距离侧朝向与照明光源部10的距离是远距离的远距离侧，各分割块30a的虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv以逐渐变小的方式变化。即随着从近距离侧朝向远离距离侧，各凸状曲面333d的曲率半径以逐渐变小的方式变化。因此，针对分割块30a的每个，凸状曲面333d的梯度不同，与近距离侧相比较，远距离侧的分割块30a的凸状曲面333d的梯度相对较大。
此外，各向异性偏转平面33b的梯度与第一实施方式相同，在各分割块30a被设定为基本相等。
在这样的第三实施方式中，投影透镜330按照使径向DD与显示面44的切线方向TD一致的方式被倾斜配置，所以能够实现根据第一实施方式的作用效果。
另外，根据第三实施方式，投影透镜30作为偏转元件30b的构成要素，具有以凸状弯曲的凸状曲面333d、335d。向这样的凸状曲面333d、335d入射的照明光受到聚光作用，所以能够实现HUD装置100的体积增大的抑制、针对倾斜了的图像显示面板40的合适的照明。
另外，根据第三实施方式，各凸状曲面333d的曲率半径Rv1～3随着从投影透镜330中的近距离侧朝向远离距离侧，逐渐变化。若这样地设置，则经过了各凸状曲面333d的各照明光根据与照明光源部10的距离而受到程度不同的聚光作用。因此，即使在投影透镜330的各位置与照明光源部10的距离不同，也能够实现针对倾斜了的图像显示面板40的合适的照明。
(其它实施方式)
以上，虽说明了本发明的多个实施方式，但本发明并不解释为限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够应用于各种实施方式以及组合。
具体地说，如图16所示，作为变形例1相对于凸透镜元件22的排列间距，也可使发光元件12向照明光源部10的中心侧偏心。在该情况下，各发光元件12的偏心量也可夹着中心的发光元件12非对称地设定。
作为变形例2，也可代替使投影透镜30中的、被配置于近距离侧的偏转元件30b的偏转量的平均值与被配置于远距离侧的偏转元件30b的偏转量的平均值不同的情况，或者与使之不同的情况进行组合，如图17所示，发光元件12未被配置于一直线上，而以凸透镜元件22与分割块30a的合成焦点的位置一致的方式被配置。在图17的例子中，光源用电路基板11是安装面11a呈反弓形弯曲曲面状的可挠性的基板，多个发光元件12以反弓状而排列。因此，发光元件12也可隔着中心非对称地配置。
如图18所示，变形例3也可不设置聚光透镜20。
如图18所示，作为与第一、三实施方式相关的变形例4，随着从近距离侧朝向远离距离侧，各分割块30a的虚拟凸状曲面Sva的曲率半径Rv也可按照逐渐变大的方式变化。在图18的例子中，若从近距离侧的分割块30a按顺序将曲率半径设为Rv1、Rv2、Rv3，则Rv1＞Rv2＞Rv3。近距离侧与远距离侧的曲率半径Rv的大小关系例如能够根据聚光透镜20的有无、聚光透镜20的焦距以及配置等设计的各条件而变化。
作为变形例5，也可按照各分割透镜面33、35的凹陷量基本恒定的方式设定分割宽度。另外，各表面32、34的分割透镜面33、35的分割数、或者偏转元件30b的排列个数能够任意地设定。
作为变形例6，也可代替使投影透镜30中、被配置于近距离侧的偏转元件30b的偏转量的平均值与被配置于远距离侧的偏转元件30b的偏转量的平均值不同的情况，或者与使之不同的情况进行组合，使从虚拟凸状曲面Sva的面顶点朝向曲率中心的方向在近距离侧与远距离侧不同。
作为与第一实施方式相关的变形例7，近似平面33a若通过虚拟凸状曲面Sva的部分的近似而被形成为平面状，则例如也可通过抽出分割区域的中点的虚拟凸状曲面Sva的切平面而形成。
作为变形例8，聚光面23也可被形成为球面状。
作为变形例9，投影透镜30也可是更换了入射侧表面32和射出侧表面34的形状的形状。
作为变形例10，投影透镜30若按照使径向DD与显示面44的切线方向TD一致的方式被倾斜配置，则也可具有与图像显示面板40稍许的角度差。
作为变形例11，投影透镜30也可不具有沿径向DD排列的多个偏转元件30b。具体地说，即使是在入射侧表面32以及射出侧表面34分别具有单一的透镜面的凸透镜，若该透镜面的曲率半径被较大地大设定，则越能够适用本发明。
作为变形例12，也可在车辆1以外的船舶或飞行机等各种移动体(输送设备)中应用本发明。
上述平视显示器装置被搭载于移动体1，向投影部件3投射图像的显示光，由此以乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示。平视显示器装置具备：照明光源部10、210；图像显示面板40；以及投影透镜30、230、330。照明光源部10、210发出照明光。图像显示面板40是来自照明光源部侧的照明光通过，并作为显示光从显示面44射出从而显示图像。投影透镜30、230、330被配置于照明光源部与图像显示面板之间，将来自照明光源部侧的照明光向图像显示面板投射。图像显示面板以显示面的法线方向ND相对于照明光源部的光轴OA交叉的方式被倾斜配置。投影透镜按照使投影透镜的径向DD与显示面的切线方向TD一致的方式被倾斜配置。
根据这样的公开内容，在图像显示面板中，显示面的法线方向相对于光轴偏离。此外，按照使径向与被倾斜配置的图像显示面板一致的方式，倾斜配置投影透镜。根据这样的投影透镜与图像显示面板双方的倾斜，配置的角度差消失或者很小，所以能够抑制投影透镜与图像显示面板的干涉并且能够抑制投影透镜与图像显示面板之间的死区的发出。因此，能够抑制HUD装置的体积的增大，能够提供针对移动体的搭载性高的HUD装置。
上述平视显示器装置100被搭载于移动体1，向投影部件3投射图像的显示光，由此以乘客能够辨认的方式对图像进行虚像显示。图像投影单元19在平视显示器装置100中，向将显示光向投影部件导光的导光部50，投射显示光。图像投影单元19具备：照明光源部10、210；图像显示面板40以及投影透镜30、230、330。照明光源部10、210发出照明光。图像显示面板40使来自照明光源部侧的照明光通过，并作为显示光从显示面44射出从而显示图像。投影透镜30、230、330被配置于照明光源部与图像显示面板之间，将来自照明光源部侧的照明光向图像显示面板投射。图像显示面板以显示面的法线方向ND相对于照明光源部的光轴OA交叉的方式被倾斜配置。投影透镜按照使投影透镜的径向DD与显示面的切线方向TD一致的方式被倾斜配置。
根据这样的公开内容，具有显示面的法线方向光轴相对于交叉的图像显示面板的图像投影单元向导光部投射显示光。根据这样的图像投影单元，例如即使太阳光等外部光经由导光部并且与显示光逆行而向图像显示面板入射，也能够抑制该外部光被该显示面反射并与显示光一同被辨认的情况，所以在HUD装置的使用中是特别优选的。
此外，安装使径向与被倾斜配置的图像显示面板一致的方式，倾斜配置投影透镜。根据这样的投影透镜与图像显示面板双方的倾斜，配置的角度差消失或较小，所以能够抑制投影透镜与图像显示面板的干涉并且能够抑制在投影透镜与图像显示面板之间的死区的发出。因此，能够抑制图像投影单元的体积的增大，所以能够提高针对HUD装置的移动体的搭载性。
本发明虽依据实施例进行了描述，但应理解为本发明并不限定于该实施例、构造。本发明包含各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、形态，进而包含仅一个要素、以上、或者以下的其它组合、形态也包含在本发明的范畴、思想范围内。

Claims (10)

1.一种平视显示器装置，是被搭载于移动体(1)，向投影部件(3)投射图像的显示光，由此以由乘客能够辨认的方式对上述图像进行虚像显示的平视显示器装置，其具备：
照明光源部(10、210)，其发出照明光；
图像显示面板(40)，其使来自上述照明光源部(10、210)侧的上述照明光通过，作为上述显示光从显示面(44)射出而显示上述图像；以及
投影透镜(30、230、330)，其被配置于上述照明光源部(10、210)与上述图像显示面板(40)之间，将来自上述照明光源部(10、210)侧的上述照明光向上述图像显示面板(40)投射，
上述图像显示面板(40)以上述显示面的法线方向(ND)相对于上述照明光源部(10、210)的光轴(OA)交叉的方式被倾斜配置，
上述投影透镜(30、230、330)按照使上述投影透镜(30、230、330)的径向(DD)与上述显示面的切线方向(TD)一致的方式被倾斜配置，
上述投影透镜(30、230、330)具有被沿着上述径向相互排列，使上述照明光的行进方向偏转的多个偏转元件(30b)，
多个所述偏转元件(30b)沿上述显示面的切线方向(TD)和相对于所述切线方向(TD)和所述法线方向(ND)垂直的方向(LD)双方配置，并通过相互正交地延伸的条纹状的分割透镜面(33、35)的组合而构成。
2.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
上述图像显示面板(40)与上述投影透镜(30、230、330)被相互平行地配置。
3.根据权利要求1或2所述的平视显示器装置，其中，还具备聚光透镜(20、220)，其被配置于上述照明光源部(10、210)与上述投影透镜(30、230、330)之间，对来自上述照明光源部(10、210)侧的上述照明光进行聚光并朝向上述投影透镜(30、230、330)射出，
上述聚光透镜(20、220)具有以向上述投影透镜(30、230、330)侧突出的凸状弯曲的聚光面(23、223)。
4.根据权利要求3所述的平视显示器装置，其中，
在与上述光轴(OA)垂直的垂直方向上，上述聚光透镜(20、220)与上述投影透镜(30、230、330)被部分重叠地配置。
5.根据权利要求1或2所述的平视显示器装置，其中，
上述投影透镜(30、230、330)中、被配置于与上述照明光源部(10、210)的距离是近距离的近距离侧的各上述偏转元件(30b)的偏转量的平均值、与被配置于与上述照明光源部(10、210)的距离是远距离的远距离侧的各上述偏转元件(30b)的偏转量的平均值相互不同。
6.根据权利要求1或2所述的平视显示器装置，其中，
上述照明光源部(10、210)具有相互被排列过的多个发光元件(12)，
在定义根据上述多个发光元件(12)的排列方向以及排列个数而虚拟分割了上述投影透镜(30、230、330)的分割块(30a)时，
构成各上述分割块(30a)的各上述偏转元件(30b)的偏转量的平均值随着从上述投影透镜(30、230、330)中的、与上述照明光源部(10、210)的距离是近距离的近距离侧朝向与上述照明光源部(10、210)的距离是远距离的远距离侧，逐渐变化。
7.根据权利要求1或2所述的平视显示器装置，其中，
在作为上述投影透镜(30、230、330)的虚拟的透镜面，定义以凸状弯曲的虚拟凸状曲面(Sva、Svb)时，
上述投影透镜(30、230、330)作为上述偏转元件(30b)的构成要素，具有多个通过上述虚拟凸状曲面(Sva、Svb)的部分近似而被形成为平面状的近似平面(33a、35a)。
8.根据权利要求1或2所述的平视显示器装置，其中，
上述投影透镜(30、230、330)作为上述偏转元件(30b)的构成要素，具有以凸状弯曲的凸状曲面(333d、335d)。
9.根据权利要求8所述的平视显示器装置，其中，
上述凸状曲面(333d、335d)被设置多个，
各上述凸状曲面(333d、335d)的曲率半径随着从上述投影透镜(30、230、330)中的、与上述照明光源部(10、210)的距离是近距离的近距离侧朝向与上述照明光源部(10、210)的距离是远距离的远距离侧，逐渐变化。
10.一种平视显示器装置用图像投影单元，是在被搭载于移动体(1)，向投影部件(3)投射图像的显示光，由此以由乘客能够辨认的方式对上述图像进行虚像显示的平视显示器装置(100)中，将上述显示光向使上述显示光向上述投影部件导光的导光部(50)投射的图像投影单元(19)，其具备：
照明光源部(10、210)，其发出照明光；
图像显示面板(40)，其使来自上述照明光源部(10、210)侧的上述照明光通过，作为上述显示光从显示面(44)射出而显示上述图像；以及
投影透镜(30、230、330)，其被配置于上述照明光源部(10、210)与上述图像显示面板(40)之间，将来自上述照明光源部(10、210)侧的上述照明光向上述图像显示面板(40)投射，
上述图像显示面板(40)以上述显示面的法线方向(ND)相对于上述照明光源部(10、210)的光轴(OA)交叉的方式被倾斜配置，
上述投影透镜(30、230、330)按照使上述投影透镜(30、230、330)的径向(DD)与上述显示面的切线方向(TD)一致的方式被倾斜配置，
上述投影透镜(30、230、330)具有被沿着上述径向相互排列，使上述照明光的行进方向偏转的多个偏转元件(30b)，
多个所述偏转元件(30b)沿上述显示面的切线方向(TD)和相对于所述切线方向(TD)和所述法线方向(ND)垂直的方向(LD)双方配置，并通过相互正交地延伸的条纹状的分割透镜面(33、35)的组合而构成。
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