JP3210995U - フルタイムヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】フルタイムヘッドアップディスプレイシステムを提供する。【解決手段】フルタイムヘッドアップディスプレイシステムは画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5を有する。画像表示デバイス2が投射するS偏振光とP偏振光は、ハーフウェーブプレート5を利用して、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5間でS、P偏振光の往復互換を生じ、これにより全天候型の無視覚障害のフルタイムヘッドアップ画面を表示し、自動車走行の安全を効果的に高めることができる。【選択図】図6
Description
本考案はフルタイムヘッドアップディスプレイシステムに関し、特に全天候型無視覚障害を達成できるフルタイムヘッドアップディスプレイシステムで、これによりヘッドアップディスプレイで偏光サングラスを装着して画像を読めないという欠点を解決でき、及び雨天時に画像が歪むという問題を克服でき、こうして運転者にいつでも最適化された視覚効果の画像表示画面を提供し、自動車走行の安全を効果的に高めることができるフルタイムヘッドアップディスプレイシステムに関する。
車両のヘッドアップディスプレイは通常は、フロントガラス下側のダッシュボード下方に設置され、画像光は上向きにフロントガラスに投射され、さらにフロントガラスの反射を通して、運転者の目に到達する。
一般の車両、特に乗用車フロントガラスの角度の多くは、水平と25〜35度角を形成する。
さらに、安全に対する考慮から、ヘッドアップディスプレイの視角は通常は、運転者水平視線下約5度の角度に設計されている。
こうして、運転者は容易に読むことができ、また重要な視線を遮ることはない。
このような角度を換算したヘッドアップディスプレイの画像光の、フロントガラスに対する入射角は、約60〜70度の間である。
一般の車両、特に乗用車フロントガラスの角度の多くは、水平と25〜35度角を形成する。
さらに、安全に対する考慮から、ヘッドアップディスプレイの視角は通常は、運転者水平視線下約5度の角度に設計されている。
こうして、運転者は容易に読むことができ、また重要な視線を遮ることはない。
このような角度を換算したヘッドアップディスプレイの画像光の、フロントガラスに対する入射角は、約60〜70度の間である。
図1は、フレネル方程式(Fresnel Equations)に基づき行うS偏振光(S polarized light)、P偏振光(P polarized light)及び反射率の曲線を示す。
図から分かるように、入射角度範囲において、S偏振光の反射率は、P偏振光の反射率よりはるかに大きい。
入射角が60度に近くなると、P偏振光の反射率は、ゼロに近くなる。
よって、車両が強烈な陽光下にある時には、ヘッドアップディスプレイの画面は、極めてしっかりしていなければ、運転者ははっきりと読み取ることはできない。
ヘッドアップディスプレイの投射効率を高めるため、一般のヘッドアップディスプレイの画像表示スクリーンは、S偏振光を光源に選択し、或いはアウトプット時に適したウェーブプレート(wave plate)を通して、画像表示スクリーンのアウトプット画像光を、S偏振光に転換し、さらにフロントガラスに投射し、比較的大きい反射光量を獲得する。
図から分かるように、入射角度範囲において、S偏振光の反射率は、P偏振光の反射率よりはるかに大きい。
入射角が60度に近くなると、P偏振光の反射率は、ゼロに近くなる。
よって、車両が強烈な陽光下にある時には、ヘッドアップディスプレイの画面は、極めてしっかりしていなければ、運転者ははっきりと読み取ることはできない。
ヘッドアップディスプレイの投射効率を高めるため、一般のヘッドアップディスプレイの画像表示スクリーンは、S偏振光を光源に選択し、或いはアウトプット時に適したウェーブプレート(wave plate)を通して、画像表示スクリーンのアウトプット画像光を、S偏振光に転換し、さらにフロントガラスに投射し、比較的大きい反射光量を獲得する。
図2中では、ハーフウェーブプレート(half-wave plate)1を利用し、S偏振光(図中ではSにより表示)を組み合わせ、ブリュースター角(Brewster's angle)低反射と偏光サングラスでは見えないという問題を解決する。
ここでは、入射角θ1が約22度の例により説明する。
S偏振光がフロントガラスGの最内層G1と最外層G2をそれぞれ通ると、S偏振光は、フロントガラスG最内層G1の外層で反射する。
P偏振光(図中ではPにより表示)とS偏振光の反射率は、図1に示すように、S偏振光は、26%の反射光量と74%の透過光量を得る。
透過光は、フロントガラス最内層G1と最外層G2の間に挟まれたハーフウェーブプレート(half-wave plate)1を通る時、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、フロントガラスG最外層G2外層において反射を生じ、P偏振光 (74% × 3.5%)=2.6%の反射光量を得る。
次に、ハーフウェーブプレート1を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、S偏振光2.6%の比率を形成し、フロントガラスG最内層G1外層を通過し、S偏振光(2.6% × 74%)=1.9%を獲得し、S偏振光26%と1.9%の重複画像を生じる。
ここでは、入射角θ1が約22度の例により説明する。
S偏振光がフロントガラスGの最内層G1と最外層G2をそれぞれ通ると、S偏振光は、フロントガラスG最内層G1の外層で反射する。
P偏振光(図中ではPにより表示)とS偏振光の反射率は、図1に示すように、S偏振光は、26%の反射光量と74%の透過光量を得る。
透過光は、フロントガラス最内層G1と最外層G2の間に挟まれたハーフウェーブプレート(half-wave plate)1を通る時、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、フロントガラスG最外層G2外層において反射を生じ、P偏振光 (74% × 3.5%)=2.6%の反射光量を得る。
次に、ハーフウェーブプレート1を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、S偏振光2.6%の比率を形成し、フロントガラスG最内層G1外層を通過し、S偏振光(2.6% × 74%)=1.9%を獲得し、S偏振光26%と1.9%の重複画像を生じる。
陽光が斜めに射し込む時間帯の運転では、多くの運転者がサングラスを掛けることを選択する。
市場には、偏光レンズにより製造されるハイグレードなサングラスがある。
その目的は、環境中のS偏振光をろ過することである。
自然の物体と空気が接触する表層は、光源を直接反射しやすい。
この種の反射光は通常、物体そのものの色を帯びておらず、鏡が直接光源を反射する色に類似する。
この種の状況は、運転者の視線に障害を構成する。
同様にフレネル方程式(Fresnel Equations)に基づけば、この種の表層の反射光の大部分は、S偏振光の成分である。
サングラスがろ過してしまうS偏振光は、物体大部分の表層反射光をろ過することができ、これにより物体の色はより鮮やかに、より識別しやすくなる。
市場には、偏光レンズにより製造されるハイグレードなサングラスがある。
その目的は、環境中のS偏振光をろ過することである。
自然の物体と空気が接触する表層は、光源を直接反射しやすい。
この種の反射光は通常、物体そのものの色を帯びておらず、鏡が直接光源を反射する色に類似する。
この種の状況は、運転者の視線に障害を構成する。
同様にフレネル方程式(Fresnel Equations)に基づけば、この種の表層の反射光の大部分は、S偏振光の成分である。
サングラスがろ過してしまうS偏振光は、物体大部分の表層反射光をろ過することができ、これにより物体の色はより鮮やかに、より識別しやすくなる。
しかし、ヘッドアップディスプレイが投射する画像光は、S偏振光を主とするため、この種の偏光サングラスを装着しては、ヘッドアップディスプレイ上のインフォメーションを読み取ることはできない。
これにより、ヘッドアップディスプレイの効果は大幅に割り引かれてしまう。
ヘッドアップディスプレイは、運転者の安全に大きく役立つが、普及が遅く、広く採用されるには至っていない。
現在、市場のすべてのフロントガラスに表示するヘッドアップディスプレイは、偏光サングラスを装着して読むことはできない。
これにより、ヘッドアップディスプレイの効果は大幅に割り引かれてしまう。
ヘッドアップディスプレイは、運転者の安全に大きく役立つが、普及が遅く、広く採用されるには至っていない。
現在、市場のすべてのフロントガラスに表示するヘッドアップディスプレイは、偏光サングラスを装着して読むことはできない。
図3では、ハーフウェーブプレート(half-wave plate)1にP偏振光画像を組み合わせ、ブリュースター角(Brewster's angle)低反射、及び偏光サングラスで読み取れないという問題を解決する。
ここでは、入射角θ1約22度を例として説明する。
P偏振光が、フロントガラスG最内層G1と最外層G2をそれぞれ通ると、P偏振光は、フロントガラスG最内層G1外層で反射する。
P偏振光とS偏振光の反射率は図1に示すように、P偏振光は3.5%の反射光量と96.5%の透過光量を得る。
透過光が、フロントガラスG最内層G1と最外層G2の間に挟まれたハーフウェーブプレート(half-wave plate)1と通ると、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、フロントガラスG最外層G2外層で反射を生じ、S偏振光(96.5% × 26%)=25.1%の反射光量を得る。
次にハーフウェーブプレート(half-wave plate)1を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、P偏振光25.1%の比率を形成し、フロントガラス最内層G1外層を通過し、P偏振光(25.1% × 96.5%)=24.2%を獲得し、P偏振光3.5%と24.2%の重複画像を得る。
こうして、偏光サングラスで読み取れるようになるが、反射層は主にフロントガラスGの最外層G2である。
図4に示す通り、雨天に雨の滴がフロントガラスGに付着していると、反射面は、平滑で規則的な平面ではない。
そのため、雨滴の影響を受け、降雨時には、HUDの画像は、雨滴表面の反射を経て、不規則に歪む変形を生じ、画像の歪みを生み出す。
この問題も、ヘッドアップディスプレイの効果を大幅に割り引く結果となっている。
ここでは、入射角θ1約22度を例として説明する。
P偏振光が、フロントガラスG最内層G1と最外層G2をそれぞれ通ると、P偏振光は、フロントガラスG最内層G1外層で反射する。
P偏振光とS偏振光の反射率は図1に示すように、P偏振光は3.5%の反射光量と96.5%の透過光量を得る。
透過光が、フロントガラスG最内層G1と最外層G2の間に挟まれたハーフウェーブプレート(half-wave plate)1と通ると、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、フロントガラスG最外層G2外層で反射を生じ、S偏振光(96.5% × 26%)=25.1%の反射光量を得る。
次にハーフウェーブプレート(half-wave plate)1を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、P偏振光25.1%の比率を形成し、フロントガラス最内層G1外層を通過し、P偏振光(25.1% × 96.5%)=24.2%を獲得し、P偏振光3.5%と24.2%の重複画像を得る。
こうして、偏光サングラスで読み取れるようになるが、反射層は主にフロントガラスGの最外層G2である。
図4に示す通り、雨天に雨の滴がフロントガラスGに付着していると、反射面は、平滑で規則的な平面ではない。
そのため、雨滴の影響を受け、降雨時には、HUDの画像は、雨滴表面の反射を経て、不規則に歪む変形を生じ、画像の歪みを生み出す。
この問題も、ヘッドアップディスプレイの効果を大幅に割り引く結果となっている。
以上の問題を解決するため、業界ではさまざまな技術方案が提出されている。
関連技術に関しては、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12を参照されたい。
関連技術に関しては、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12を参照されたい。
前記の特許文献においては、多くは現在のヘッドアップディスプレイデバイスの使用機能を高めることができている。
しかし、やはり克服が待たれる欠点が存在する。
例えば、特許文献の中には、ヘッドアップディスプレイの、フロントガラスにおける画像表示を解決したものはあるが、偏光サングラスを装着して読むことはできない。
しかも、雨天時に雨滴がフロントガラスGに付着している時、画像が歪むという問題には、今になっても良好な解決方案が提出されていない。
これにより、ヘッドアップディスプレイは、フルタイム使用の要求を達成できず、運転時の大きな問題となっている。
しかし、やはり克服が待たれる欠点が存在する。
例えば、特許文献の中には、ヘッドアップディスプレイの、フロントガラスにおける画像表示を解決したものはあるが、偏光サングラスを装着して読むことはできない。
しかも、雨天時に雨滴がフロントガラスGに付着している時、画像が歪むという問題には、今になっても良好な解決方案が提出されていない。
これにより、ヘッドアップディスプレイは、フルタイム使用の要求を達成できず、運転時の大きな問題となっている。
前記先行技術には、フルタイム使用の要求を達成できないという欠点がある。
本考案は偏光サングラスを装着して画像を読めないという欠点、及び雨天時に画像が歪むという問題を克服でき、運転者はあらゆる天候で最適化された視覚効果の表示画像が得られ、自動車走行の安全を効果的に高めることができる全天候無視覚障害のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムに関する。
本考案によるフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス、フロントガラス、楔型プレート、ハーフウェーブプレートを有する。
該画像表示デバイスは、同時にS偏振光とP偏振光を有する画像表示デバイスである。
該フロントガラスは、第一ガラスと第二ガラスを有する。
該画像表示デバイスが投射するS偏振光とP偏振光を、該第一ガラスの外層と該第二ガラスの外層に反射する。
該楔型プレートは、該第一ガラスと該第二ガラスの間に設置される。
該ハーフウェーブプレートは、該第一ガラスと該第二ガラスの間に設置される。
該画像表示デバイスは、同時にS偏振光とP偏振光を有する画像表示デバイスである。
該フロントガラスは、第一ガラスと第二ガラスを有する。
該画像表示デバイスが投射するS偏振光とP偏振光を、該第一ガラスの外層と該第二ガラスの外層に反射する。
該楔型プレートは、該第一ガラスと該第二ガラスの間に設置される。
該ハーフウェーブプレートは、該第一ガラスと該第二ガラスの間に設置される。
該画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスと画像表示スクリーンを有する該画像表示スクリーンは、45度線性偏振或いは円形偏振或いは楕円偏振の等比率のS偏振光とP偏振光を用いた画像表示スクリーンである。
該画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスとS偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、該画像表示スクリーン上方を一層の波片で覆い、これにより予め転換されたS偏振光とP偏振光はほぼ半分ずつ画像光をアウトプットする。
該画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスとP偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、該画像表示スクリーン上方を一層の波片で覆い、これにより予め転換された偏振画像光と偏振画像光は、ほぼ半分ずつの画像光をアウトプットする。
該ハーフウェーブプレート頂面は、該第二ガラスの表示エリア位置に密着し、該楔型プレート底面は、該第一ガラスの上方に密着し、さらに該第二ガラスで蓋をする。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、透明プラスチックプレートをさらに有する。
該ハーフウェーブプレートは、該透明プラスチックプレートと該楔型プレートの間に設置される。
該ハーフウェーブプレートは、該透明プラスチックプレートと該楔型プレートの間に設置される。
該ハーフウェーブプレート底面は、該第一ガラスの表示エリア位置に密着し、該楔型プレート底面は、該第一ガラスと該ハーフウェーブプレートの上方に密着し、さらに該第二ガラスで蓋をする。
該フルタイムヘッドアップディスプレイシステムにおいて、該画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスと画像表示スクリーンを有する。
該ハーフウェーブプレートは、透明プラスチック材質の片体である。
該楔型プレートは、透明PVB材質の板体である。
本考案によるフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス2が投射するS偏振光とP偏振光は、ハーフウェーブプレートを利用して、フロントガラス、楔型プレート、ハーフウェーブプレート間でS、P偏振光の往復互換を生じ、これにより全天候型の無視覚障害のフルタイムヘッドアップ画面を表示し、自動車走行の安全を効果的に高めることができる。
(一実施形態)
図5、6に示す通り、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの第一実施形態は、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5を有する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置され、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置され、ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体である。
図5、6に示す通り、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの第一実施形態は、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5を有する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置され、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置され、ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体である。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムにおいて、ハーフウェーブプレート5底面は、第一ガラス31の表示エリア位置に密着する。
楔型プレート4底面は、第一ガラス31とハーフウェーブプレート5上方に密着し、さらに第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
楔型プレート4底面は、第一ガラス31とハーフウェーブプレート5上方に密着し、さらに第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
図6に示す通り、画像表示デバイス2は、約等量のS偏振光とP偏振光を投出する。
S偏振光の反射量は、P偏振光よりはるかに大きく、第一ガラス31の外層311で反射し、残りのS偏振光とP偏振光は透射して、ハーフウェーブプレート5を経由した後、各偏振画像光は、P偏振光、S偏振光の互換を生じる。
第二ガラス32の外層321により、もともとは投射していたP偏振光を転換したS偏振光は、反射量が、もともとは投射していたS偏振光が転換されたP偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32の外層321で反射し、反射したS偏振光はさらにハーフウェーブプレート5を経てP偏振光に戻され、第一ガラス31の外層311により屈折して出て行く。
S偏振光の反射量は、P偏振光よりはるかに大きく、第一ガラス31の外層311で反射し、残りのS偏振光とP偏振光は透射して、ハーフウェーブプレート5を経由した後、各偏振画像光は、P偏振光、S偏振光の互換を生じる。
第二ガラス32の外層321により、もともとは投射していたP偏振光を転換したS偏振光は、反射量が、もともとは投射していたS偏振光が転換されたP偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32の外層321で反射し、反射したS偏振光はさらにハーフウェーブプレート5を経てP偏振光に戻され、第一ガラス31の外層311により屈折して出て行く。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する。
画像表示スクリーン22は、45度線性偏振或いは円形偏振或いは楕円偏振の等比率のS偏振光とP偏振光を用いた画像表示スクリーンである。
画像表示スクリーン22は、45度線性偏振或いは円形偏振或いは楕円偏振の等比率のS偏振光とP偏振光を用いた画像表示スクリーンである。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21とS偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、上方を一層の波片221で覆い、これにより予め転換されたS偏振光とP偏振光はほぼ半分ずつ画像光をアウトプットする。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21とP偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、上方を一層の波片221で覆い、これにより予め転換されたS偏振光とP偏振光はほぼ半分ずつ画像光をアウトプットする。
ここでは入射角θ1約22度を例として説明する。
フロントガラス3の第一ガラス31の外層311と第二ガラス32の外層321はすべて画像光を反射する。
よって、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画像は、重複画像現象を生じる。
精密計算によれば、楔型プレート4の角度θは、0.005〜1度の間で、これにより楔型プレート4は、第一ガラス31外層311の反射画像光と第二ガラス32外層321の反射画像光を相互に重ね、重複画像現象を消去する。
フロントガラス3の第一ガラス31の外層311と第二ガラス32の外層321はすべて画像光を反射する。
よって、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画像は、重複画像現象を生じる。
精密計算によれば、楔型プレート4の角度θは、0.005〜1度の間で、これにより楔型プレート4は、第一ガラス31外層311の反射画像光と第二ガラス32外層321の反射画像光を相互に重ね、重複画像現象を消去する。
本考案の画像表示デバイス2は、P偏振光とS偏振光が各50%の画像光を投射し、第一光路L1と第二光路L2により、第一ガラス31と第二ガラス32の外層321をそれぞれ経て反射する。
その反射ルートと比率は図6に示す通りである。
第一光路L1は第一ガラス31の外層311で反射する。
P偏振光とS偏振光の反射率は、図1に示す通り、S偏振光は、(50% × 26%)=13%の反射光量が得られ、P偏振光は(50%×3.5%)=1.7%の反射光量のみを得られる。
第二光路L2は、第一ガラス31の外層311において、P偏振光 (50% - 1.7%)=48.3%とS偏振光(50% -13%)=37%の透過光量をそれぞれ得る。
透過光は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に挟まれたハーフウェーブプレート5を経て、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、P偏振光37%とS偏振光48.3%の比率を形成し、第二ガラス32の外層321において、反射を生じ、それぞれP偏振光(37% × 3.5%)= 1.3%とS偏振光 (48.3% × 26%)=12.6%の反射光量を獲得する。
次に、ハーフウェーブプレート5を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、P偏振光12.6%とS偏振光1.3%の比率を形成し、第一ガラス31の外層311を通過し、P偏振光(12.6% × 96.5%)=12.2%とS偏振光(1.3% × 74%)=1%の比率光量を得る。
過程及び楔型プレート4の設計により、第一光路L1と第二光路L2は集まり、P偏振光(12.2%+1.7%)=13.9%とS偏振光(13%+1%)=14%の比率光量を得て、運転者の目Eへと投射される。
これにより、運転者はP偏振光とS偏振光が約半分のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画面を見ることができる。
その反射ルートと比率は図6に示す通りである。
第一光路L1は第一ガラス31の外層311で反射する。
P偏振光とS偏振光の反射率は、図1に示す通り、S偏振光は、(50% × 26%)=13%の反射光量が得られ、P偏振光は(50%×3.5%)=1.7%の反射光量のみを得られる。
第二光路L2は、第一ガラス31の外層311において、P偏振光 (50% - 1.7%)=48.3%とS偏振光(50% -13%)=37%の透過光量をそれぞれ得る。
透過光は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に挟まれたハーフウェーブプレート5を経て、P偏振光とS偏振光の互換を生じ、P偏振光37%とS偏振光48.3%の比率を形成し、第二ガラス32の外層321において、反射を生じ、それぞれP偏振光(37% × 3.5%)= 1.3%とS偏振光 (48.3% × 26%)=12.6%の反射光量を獲得する。
次に、ハーフウェーブプレート5を通過し、次にP偏振光とS偏振光の互換を行い、P偏振光12.6%とS偏振光1.3%の比率を形成し、第一ガラス31の外層311を通過し、P偏振光(12.6% × 96.5%)=12.2%とS偏振光(1.3% × 74%)=1%の比率光量を得る。
過程及び楔型プレート4の設計により、第一光路L1と第二光路L2は集まり、P偏振光(12.2%+1.7%)=13.9%とS偏振光(13%+1%)=14%の比率光量を得て、運転者の目Eへと投射される。
これにより、運転者はP偏振光とS偏振光が約半分のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画面を見ることができる。
本考案の第二実施形態の模式図である図7に示す通り、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5を有する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する(図6に示す画像表示デバイス2参照)。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
楔型プレート4底面は、第一ガラス31に密着する。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置される。
ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体で、ハーフウェーブプレート5頂面は、第二ガラス32に密着する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する(図6に示す画像表示デバイス2参照)。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
楔型プレート4底面は、第一ガラス31に密着する。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置される。
ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体で、ハーフウェーブプレート5頂面は、第二ガラス32に密着する。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムにおいて、ハーフウェーブプレート5頂面は、第二ガラス32の表示エリア位置に密着し、楔型プレート4底面は、第一ガラス31の上方に密着する。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
図8は本考案の第三実施形態の模式図である。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5、透明プラスチックプレート6を有する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する(図6に示す画像表示デバイス2参照)。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体である。
透明プラスチックプレート6は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、透明プラスチックプレート6は、透明PVB材質と同じ厚さの板体である。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4、ハーフウェーブプレート5、透明プラスチックプレート6を有する。
画像表示デバイス2は、プロジェクションデバイス21と画像表示スクリーン22を有する(図6に示す画像表示デバイス2参照)。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
楔型プレート4は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、楔型プレート4は、透明PVB材質の板体である。
ハーフウェーブプレート5は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチック材質の片体である。
透明プラスチックプレート6は、第一ガラス31と第二ガラス32の間に設置し、透明プラスチックプレート6は、透明PVB材質と同じ厚さの板体である。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムにおいて、ハーフウェーブプレート5は、透明プラスチックプレート6と楔型プレート4の間に設置される。
透明プラスチックプレート6底面は、第一ガラス31の上方に密着する。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
透明プラスチックプレート6底面は、第一ガラス31の上方に密着する。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
図9は本考案の第三実施形態の別種の実施模式図である。
それと図8実施形態の差異は、構造を楔型プレート4底面が、第一ガラス31の上方に密着するように変える点である。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
それと図8実施形態の差異は、構造を楔型プレート4底面が、第一ガラス31の上方に密着するように変える点である。
さらに、第二ガラス32で蓋をし、脱気接着を行う。
本考案の第二実施形態と第三実施形態の実施方式において、画像表示デバイス2が投射する第一光路L1と第二光路L2の結果と第一実施形態とは相同である(図示なし)。
運転者が偏光サングラスを装着していれば、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの光量は半減し、環境の光量も同時に半減し、運転者は、P偏振光とS偏振光が約半分のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画面を得ることができる。
運転者は、フルタイムヘッドアップディスプレイシステムを見る輝度は、サングラスをかけていることによって、読み取れないということはなく、暗過ぎる或いは明る過ぎるということもない。
運転者が偏光サングラスを装着していれば、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの光量は半減し、環境の光量も同時に半減し、運転者は、P偏振光とS偏振光が約半分のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの画面を得ることができる。
運転者は、フルタイムヘッドアップディスプレイシステムを見る輝度は、サングラスをかけていることによって、読み取れないということはなく、暗過ぎる或いは明る過ぎるということもない。
本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、画像表示デバイス2、フロントガラス3、楔型プレート4及びハーフウェーブプレート5を有する。
画像表示デバイス2は、ほぼ等量のS偏振光とP偏振光を発する。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
ハーフウェーブプレート5は、フロントガラス3中間に挟まれる。
S偏振光の反射量は、P偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32外層321で反射し、残りの画像光は透射して、ハーフウェーブプレート5を経由した後、各画像光のS偏振光とP偏振光は、互換を生じる。
第二ガラス32外層321がもともとは投射していたP偏振光を転換したS偏振光は、反射量が、もともとは投射していたS偏振光が転換されたP偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32外層321で反射する。
反射画像光はさらにハーフウェーブプレート5を経てP偏振光に戻され、第一ガラス31の外層311により屈折して出て行く。
よって、降雨時にも、フロントガラス3外層321には雨滴が付着していても、HUDの画像光路は、雨滴表面の反射により画像が歪むという問題は生じない。
よって、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの特徴は、運転者に全天候を通じて最適化された視覚効果の表示画像を提供し、こうして自動車走行の安全を高めることができる。
画像表示デバイス2は、ほぼ等量のS偏振光とP偏振光を発する。
フロントガラス3は、第一ガラス31と第二ガラス32を有する。
ハーフウェーブプレート5は、フロントガラス3中間に挟まれる。
S偏振光の反射量は、P偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32外層321で反射し、残りの画像光は透射して、ハーフウェーブプレート5を経由した後、各画像光のS偏振光とP偏振光は、互換を生じる。
第二ガラス32外層321がもともとは投射していたP偏振光を転換したS偏振光は、反射量が、もともとは投射していたS偏振光が転換されたP偏振光よりはるかに大きく、第二ガラス32外層321で反射する。
反射画像光はさらにハーフウェーブプレート5を経てP偏振光に戻され、第一ガラス31の外層311により屈折して出て行く。
よって、降雨時にも、フロントガラス3外層321には雨滴が付着していても、HUDの画像光路は、雨滴表面の反射により画像が歪むという問題は生じない。
よって、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムの特徴は、運転者に全天候を通じて最適化された視覚効果の表示画像を提供し、こうして自動車走行の安全を高めることができる。
上記を総合すると、本考案のフルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、従来の構造に存在する画像表示の視覚問題を解決することができる。
1 ハーフウェーブプレート
G フロントガラス
G1 最内層
G2 最外層
P、P 偏振光
S、S 偏振光
2 画像表示デバイス
21 プロジェクションデバイス
22 画像表示スクリーン
221 波片
3 フロントガラス
31 第一ガラス
311 外層
32 第二ガラス
321 外層
4 楔型プレート
5 ハーフウェーブプレート
6 透明プラスチックプレート
E 目
L1 第一光路
L2 第二光路
θ 角度
θ1 入射角
G フロントガラス
G1 最内層
G2 最外層
P、P 偏振光
S、S 偏振光
2 画像表示デバイス
21 プロジェクションデバイス
22 画像表示スクリーン
221 波片
3 フロントガラス
31 第一ガラス
311 外層
32 第二ガラス
321 外層
4 楔型プレート
5 ハーフウェーブプレート
6 透明プラスチックプレート
E 目
L1 第一光路
L2 第二光路
θ 角度
θ1 入射角
Claims (10)
- フルタイムヘッドアップディスプレイシステムであって、画像表示デバイス、フロントガラス、楔型プレート、ハーフウェーブプレートを有し、
前記画像表示デバイスは、同時にS偏振光とP偏振光を有する画像表示デバイスで、
前記フロントガラスは、第一ガラスと第二ガラスを有し、前記画像表示デバイスが投射するS偏振光とP偏振光を、前記第一ガラスの外層と前記第二ガラスの外層に反射し、
前記楔型プレートは、前記第一ガラスと前記第二ガラスの間に設置され、
前記ハーフウェーブプレートは、前記第一ガラスと前記第二ガラスの間に設置されることを特徴とするフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスと画像表示スクリーンを有し、
前記画像表示スクリーンは、45度線性偏振或いは円形偏振或いは楕円偏振の等比率のS偏振光とP偏振光を用いた画像表示スクリーンであることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスとS偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、
前記画像表示スクリーン上方を一層の波片で覆い、これにより予め転換されたS偏振光とP偏振光は、半分ずつ画像光をアウトプットすることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスとP偏振光の線性偏振画像表示スクリーンを有し、前記画像表示スクリーン上方を一層の波片221で覆い、これにより予め転換された偏振画像光と偏振画像光は、半分ずつの画像光をアウトプットすることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記ハーフウェーブプレート頂面は、前記第二ガラスの表示エリア位置に密着し、
前記楔型プレート底面は、前記第一ガラスの上方に密着し、さらに前記第二ガラスで蓋をすることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記フルタイムヘッドアップディスプレイシステムは、透明プラスチックプレートをさらに有し、
前記ハーフウェーブプレートは、前記透明プラスチックプレートと前記楔型プレートの間に設置されることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記ハーフウェーブプレート底面は、前記第一ガラスの表示エリア位置に密着し、前記楔型プレート底面は、前記第一ガラスと前記ハーフウェーブプレートの上方に密着し、さらに前記第二ガラスで蓋をすることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記画像表示デバイスは、プロジェクションデバイスと画像表示スクリーンを有することを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記ハーフウェーブプレートは、透明プラスチック材質の片体であることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記楔型プレートは、透明PVB材質の板体であることを特徴とする請求項1に記載のフルタイムヘッドアップディスプレイシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017001539U JP3210995U (ja) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | フルタイムヘッドアップディスプレイシステム |
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JP2017001539U JP3210995U (ja) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | フルタイムヘッドアップディスプレイシステム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113858730A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-31 | 福耀玻璃工业集团股份有限公司 | 夹层玻璃及抬头显示*** |
WO2023231453A1 (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 华为技术有限公司 | 一种风挡玻璃、显示***及交通工具 |
-
2017
- 2017-04-06 JP JP2017001539U patent/JP3210995U/ja not_active Expired - Fee Related
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CN113858730A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-31 | 福耀玻璃工业集团股份有限公司 | 夹层玻璃及抬头显示*** |
CN113858730B (zh) * | 2021-10-08 | 2023-04-28 | 福耀玻璃工业集团股份有限公司 | 夹层玻璃及抬头显示*** |
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