KR102011229B1 - 헤드업 디스플레이 장치 및 반사 광학계 - Google Patents
헤드업 디스플레이 장치 및 반사 광학계 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102011229B1 KR102011229B1 KR1020187005079A KR20187005079A KR102011229B1 KR 102011229 B1 KR102011229 B1 KR 102011229B1 KR 1020187005079 A KR1020187005079 A KR 1020187005079A KR 20187005079 A KR20187005079 A KR 20187005079A KR 102011229 B1 KR102011229 B1 KR 102011229B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical system
- light source
- illumination optical
- source light
- degrees
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 124
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 238000001615 p wave Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
- B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
- B60K35/23—Head-up displays [HUD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K37/00—Dashboards
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
- G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/27—Optical features of instruments using semi-transparent optical elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/33—Illumination features
- B60K2360/334—Projection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
헤드업 디스플레이 장치는 조명 광학계(22)와 결상 광학계(10)와 반사 광학계(34)를 구비한다. 조명 광학계(22)는, 정보를 나타내는 광원광을 투사한다. 결상 광학계(10)는, 조명 광학계(22)에 의하여 투사된 광원광이 투영면에 투영된다. 반사 광학계(34)는, 적외선 영역의 전자파를 투과시키고 가시광 영역의 전자파를 반사하는 유전체 다층막을 갖는다. 반사 광학계(34)는, 조명 광학계(22)로부터의 광원광에 있어서의 적어도 일부의 파장을 포함하는 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성된다. 반사 광학계(34)는, 조명 광학계(22)로부터 결상 광학계(10)까지의 광원광의 경로 상에, 조명 광학계(22)로부터의 광원광의 편광축 α가 입사면에 대하여 0도<α<90도<α<180도로 되도록 배치된다.
Description
본 출원은, 2015년 8월 26일에 출원된 일본 출원 번호 제2015-166958호에 기초하는 것이며, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
본 개시는, 이동체에 탑재되는 헤드업 디스플레이 장치, 및 헤드업 디스플레이 장치에 사용되는 반사 광학계에 관한 것이다.
종래, 이동체에 탑재되는 헤드업 디스플레이 장치(이하, 「HUD」라 칭함)가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). HUD는, 정보를 나타내는 광원광을 투사하는 표시기와, 그 표시기로부터 투사된 광원광을 이동체에 마련된 투영면에 투영함으로써 광원광을 허상으로서 투영시키는 결상 광학계를 구비하고 있다.
그런데 HUD에 있어서는, 외부로부터의 태양광에 포함되는 적외선이 표시기에 입사되어, 열에 의하여 표시기가 손상을 받을 가능성이 있다.
이 태양광에 의한 표시기의 손상을 저감하기 위하여, HUD에 있어서, 표시기로부터 결상 광학계에의 광원광의 경로 상에 반사 광학계를 배치하는 것이 고려된다. 여기서 말하는 반사 광학계란, 적외선 영역의 광을 투과시키고 가시광 영역의 광을 반사하는 유전체 다층막을 가진 콜드 미러이다.
그러나 콜드 미러의 유전체 다층막은 굴절률이 상이한 박막이 적층되어 있기 때문에, 표시기로부터의 광원광이 콜드 미러에서 반사되면 s파와 p파 사이에 위상차가 발생하여 타원 편광으로 된다.
이 타원 편광으로 된 광원광이, 파장에 따라 반사율이 상이한 결상 광학계의 투영면에 투영되면, 표시기로부터 조사된 광원광에 대하여 색도가 변화된다는 과제가 발생한다.
즉, 종래의 기술에서는, 태양광에 의한 표시기의 손상을 저감하면서 색도의 변화를 억제하는 것이 곤란하였다.
그래서 본 개시의 일 측면은, 태양광에 의한 표시기의 손상을 저감하면서 색도의 변화를 억제하는 것이 가능한 헤드업 디스플레이 장치, 및 헤드업 디스플레이 장치에 사용되는 반사 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 제1 양태는, 이동체에 탑재되는 헤드업 디스플레이 장치이다. 헤드업 디스플레이 장치는 조명 광학계와 결상 광학계와 반사 광학계를 구비한다.
조명 광학계는, 정보를 나타내는 광원광을 투사한다. 결상 광학계는, 조명 광학계에 의하여 투사된 광원광이 투영면에 투영된다.
반사 광학계는, 적외선 영역의 전자파를 투과시키고 가시광 영역의 전자파를 반사하는 유전체 다층막을 갖고 있다. 그리고 반사 광학계는 조명 광학계로부터 결상 광학계까지의 광원광의 경로 상에, 조명 광학계의 편광축이 입사면에 대하여 0도보다 크고 90도보다도 작거나, 또는 90도보다 크고 180도보다도 작아지도록 배치되어 있다.
이러한 헤드업 디스플레이 장치에 있어서는, 조명 광학계로부터 결상 광학계에의 광원광의 경로 상에 반사 광학계를 배치하고 있다. 이 때문에, 헤드업 디스플레이 장치에 의하면, 외부로부터의 태양광에 포함되는 적외선이 조명 광학계에 도달하는 것을 억제할 수 있어, 태양광에 의한 표시기의 손상을 저감할 수 있다.
또한 반사 광학계에 있어서는, 조명 광학계로부터의 광원광에 있어서의 적어도 일부의 파장을 포함하는 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad] 미만의 범위로 되도록 구성되어 있다.
이는, 대상 파장의 위상차를 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad] 미만의 범위로함으로써, 결상 광학계에서 반사되는 광원광의 파장 분산을 억제할 수 있다는, 발명자들이 예의 연구를 행한 결과 얻어진 지견에 기초하는 것이다.
즉, 헤드업 디스플레이 장치에 의하면, 결상 광학계에 투영된 광에 있어서 색도가 변화되는 것을 억제할 수 있다.
달리 말하면, 헤드업 디스플레이 장치에 의하면, 태양광에 의한 표시기의 손상을 저감하면서, 결상 광학계에 투영된 광원광에 있어서의 색도의 변화를 억제할 수 있다.
본 개시의 제2 양태는, 헤드업 디스플레이 장치에 사용되는 반사 광학계여도 된다.
본 개시에 관한 상기 목적 및 그 외의 목적, 특징이나 이점은, 첨부된 도면을 참조하면서 하기 상세한 기술에 의하여 더 명확해진다. 도면에 있어서,
도 1은 헤드업 디스플레이 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, 평가 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 3은 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, 백라이트로부터의 광원광의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 4는 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, CIE XYZ 등색 함수를 나타내는 그래프이다.
도 5는 조명 광학계와 반사 광학계의 위치 관계를 설명하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태의 효과를 설명하는 그래프이다.
도 7은 대상 파장의 변형예를 설명하는 그래프이다.
도 1은 헤드업 디스플레이 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, 평가 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 3은 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, 백라이트로부터의 광원광의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 4는 반사 광학계의 특성을 결정하는 방법을 설명하는 그래프이며, CIE XYZ 등색 함수를 나타내는 그래프이다.
도 5는 조명 광학계와 반사 광학계의 위치 관계를 설명하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태의 효과를 설명하는 그래프이다.
도 7은 대상 파장의 변형예를 설명하는 그래프이다.
이하에 본 개시의 실시 형태를 도면과 함께 설명한다.
<헤드업 디스플레이 장치>
도 1에 도시하는 헤드업 디스플레이 장치(1)는 이동체로서의 자동차에 탑재되는 장치이다. 이하, 헤드업 디스플레이 장치(1)를 HUD(1)라 칭한다.
HUD(1)는 결상 광학계(10)와 발광 유닛(20)과 오목 거울(32)과 반사 광학계(34)와 케이싱(50)을 구비하고 있다.
결상 광학계(10)는, 정보가 투영되는 투영면(12)을 가진 부재이며, 발광 유닛(20)에 의하여 투사된 광원광을 허상으로서 투영시킨다. 본 실시 형태에 있어서의 결상 광학계(10)는 자동차의 윈드실드이다. 이 윈드실드의 차실 내측의 면이 투영면(12)으로서 기능한다. 투영면(12)은 파장에 따라 반사율이 상이하다.
또한 결상 광학계(10)는 윈드실드에 한정되는 것은 아니며, 윈드실드보다도 운전석측에 배치된 투명한 스크린(소위 컴바이너)이어도 된다.
HUD(1)는, 운전자가 운전 중에 정보를 시인하는 표시 장치(드라이버 전용의 표시 장치)이다. HUD(1)는, 자동차의 윈드실드(앞유리)에 있어서의 운전자의 전방 위치를 통하여 시인되는 차량 외부의 경치(드라이버의 전방 시야)에 중첩시켜 화상을 표시한다. HUD(1)에 의하여 표시되는 화상은 윈드실드보다도 더 전방의 허상면에서 시인된다.
케이싱(50)은, 발광 유닛(20)과 오목 거울(32)과 반사 광학계(34)를 수납하는 케이스이다. 이 발광 유닛(20)과 오목 거울(32)과 반사 광학계(34)를 수납한 케이싱(50)은 자동차의 대시보드 내에 배치된다.
또한 케이싱(50)에는, 발광 유닛(20)으로부터의 광원광이 결상 광학계(10)에 도달하도록 광원광의 경로 상에 개구가 형성되어 있다. 또한 케이싱(50)에는, 개구를 덮는 커버인 방진 커버(52)가 설치된다.
발광 유닛(20)은 조명 광학계(22)와 파장판(24)을 구비하고 있다.
조명 광학계(22)는, 운전자가 시인해야 하는 각종 정보를 나타내는 광원광을 조사하는 장치이다. 본 실시 형태에 있어서의 조명 광학계(22)는, 백라이트로부터의 광을 액정 패널, 컬러 필터 및 편광 필터를 통과시킴으로써 직선 편광된 광원광을 조사하는 주지의 액정 디스플레이다.
또한 여기서 말하는 직선 편광이란, 전체 액정 화소에 있어서 동축 방향의 편광축을 갖는 상태로 편광된 것이다. 또한 여기서 말하는 동축 방향이란, 각 액정 화소에 있어서의 편광축의 각도 차가 「0」 또는 「0」으로 간주할 수 있는 허용 범위 내인 것이다.
또한 여기서 말하는 광원광이란, 운전자가 시인해야 하는 정보를 나타내는 광이다. 또한 광원광은, 백라이트에서 발광되어 직선 편광된 광이다.
파장판(24)은 조명 광학계(22)로부터 반사 광학계(34)까지의 광원광의 경로 상에 배치되어 있다. 파장판(24)은, 조명 광학계(22)로부터 조사된 광원광의 직교하는 편광 성분에 위상차를 발생시키는 주지의 부재이다. 본 실시 형태에 있어서 직교하는 편광 성분이란, s파와 p파이다.
또한 파장판(24)은, 조명 광학계(22)로부터의 광원광의 편광축이 반사 광학계(34)의 입사면에 대하여 0도보다도 크고 90도 미만, 또는 90도보다 크고 180도 미만으로 되도록 결정되어 있다.
오목 거울(32)은, 평행으로 입사된 광을 초점에 모으는 주지의 광학 부재이다. 이 오목 거울(32)은, 반사된 광원광을 결상 광학계(10)로 유도하도록 반사 광학계(34)로부터 결상 광학계(10)에의 광의 경로 상에 배치되어 있다.
<반사 광학계>
반사 광학계(34)는, 적외선 영역의 전자파를 투과시키고 가시광 영역의 전자파를 반사하는 유전체 다층막을 가진 광학 부재, 소위 콜드 미러이다. 반사 광학계(34)의 유전체 다층막은, 굴절률이 상이한 유전체막을 교호로 적층함으로써 형성되어 있다.
또한 여기서 말하는 적외선 영역이란, 가시광선의 적색보다도 파장이 길고 전파보다도 파장이 짧은 파장의 영역이다. 적외선 영역의 일례로서 750[㎚] 내지 1000[㎛]의 파장 영역이 생각된다. 또한 여기서 말하는 가시광 영역이란, 자외선의 파장보다도 파장이 길고 적외선의 파장보다도 짧은 파장의 영역이다. 가시광 영역의 일례로서 350[㎚] 내지 750[㎚]의 파장 영역이 생각된다.
반사 광학계(34)의 유전체 다층막은, 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다도 크고 π/2[rad] 미만의 범위로 되도록 구성되어 있다. 본 개시에 있어서의 대상 파장이란, 조명 광학계(22)로부터의 광원광에 있어서의 적어도 일부의 파장을 포함하는 단파장 또는 파장 영역이다. 또한 대상 파장의 위상차란, 대상 파장에 있어서 직교하는 편광 성분(즉, s파와 p파) 사이의 위상차이다.
또한 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다도 크고 π/2[rad] 미만의 범위로 되는 반사 광학계(34)를 실현하는 방법의 일례로서, 유전체 다층막을 구성하는 적어도 하나의 막의 두께나 유전체 다층막 전체의 막의 두께를 조정하는 것이 생각된다. 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다도 크고 π/2[rad] 미만의 범위로 되는 반사 광학계(34)를 실현하는 방법의 일례로서, 굴절률이 상이한 유전체막 각각의 막의 두께를 조정하는 것이나 유전체 다층막을 구성하는 막의 재료 등을 조정하는 것이 고려된다. 여기서 말하는 조정에는 실험이나 시뮬레이션 등에 의하여 최적해를 결정하는 것을 포함한다.
본 실시 형태에 있어서의 대상 파장이란, 조명 광학계(22)로부터 입사된 광원광의 스펙트럼에 있어서 적색, 청색 및 녹색의 파장 영역을 포함하는 파장 영역이다. 구체적으로 본 실시 형태에 있어서의 대상 파장의 파장 영역 λc는 하기 (1)식에 따라 구하면 된다.
(1)식에 있어서의 λall은, 도 2에 나타낸 평가 스펙트럼의 전체 파장 영역이다. 즉, (1)식에 있어서의 분모(이하, 「강도 총합」이라고도 칭함)는 평가 스펙트럼에 있어서의 스펙트럼 강도의 총합이다.
이 평가 스펙트럼이란, 도 3에 나타낸 백라이트로부터의 광의 스펙트럼 L(λ)에, 도 4에 나타낸 등색 함수 X(λ), Y(λ), Z(λ)를 곱한 스펙트럼이다. 또한 여기서 말하는 등색 함수란, 주지의 CIE XYZ 등색 함수이다.
또한 (1)식에 있어서의 파장 영역 λc는, 하기 (2)식을 만족시키는 파장 λT의 집합이다.
또한 (2)식에 있어서의 부호 IT는, 스펙트럼의 상대 강도의 역치로서 미리 규정된 규정 역치이다.
즉, 본 실시 형태에 있어서는, 평가 스펙트럼에 있어서 스펙트럼의 상대 강도가 역치 IT 이상이고, 또한 평가 스펙트럼의 강도 총합에 대한 스펙트럼 강도의 비율이, 미리 규정된 규정값 Ith보다도 큰 스펙트럼의 집합으로 이루어지는 파장 영역을, 대상 파장의 파장 영역 λc로 하면 된다. 또한 규정값 Ith는 실험이나 시뮬레이션 등의 결과에 따라 미리 결정된 역치이다.
반사 광학계(34)의 배치 위치는 조명 광학계(22)로부터 결상 광학계(10)까지의 광원광의 경로 상이다. 반사 광학계(34)는 도 5에 도시한 바와 같이, 파장판(24)을 통과한 광원광의 편광축(도 5 중: α)이 입사면에 대하여 0도보다 크고 90도보다도 작거나, 또는 90도보다 크고 180도보다도 작아지도록 배치되어 있다. 즉, 광원광의 편광축 α가 입사면에 대하여 0도<α<90도<α<180도를 만족시키도록 반사 광학계(34)는 배치되어 있다.
[실시 형태의 효과]
이상 설명한 바와 같이 헤드업 디스플레이 장치(1)에서는, 조명 광학계(22)로부터 결상 광학계(10)에의 광원광의 경로 상에 반사 광학계(34)가 배치되어 있다.
이 때문에, 외부로부터의 태양광에 포함되는 적외선은 반사 광학계(34)에서 반사되지 않고 통과한다. 따라서 헤드업 디스플레이 장치(1)에 의하면, 태양광에 포함되는 적외선이 조명 광학계(22)에 도달하는 것을 억제할 수 있어, 태양광에 포함되는 적외선에 의한 조명 광학계(22)의 손상을 저감할 수 있다.
또한 헤드업 디스플레이 장치(1)에 있어서의 반사 광학계(34)는, 조명 광학계(22)로부터의 광원광에 있어서, 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다도 크고 π/2[rad] 미만의 범위로 되도록 구성되어 있다.
이는, 대상 파장의 위상차를 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad] 미만의 범위로함으로써, 결상 광학계(10)에서 반사되는 광원광의 파장 분산을 억제할 수 있다는, 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과로서 얻어진 지견에 기초하는 것이다.
즉, 이 지견은, 도 6에 나타낸 바와 같이 반사 광학계(34)에 있어서, 대상 파장의 위상차를 -π/2[rad](즉, -90[deg])보다 크고 π/2[rad](즉, 90[deg])보다도 작은 범위로 하면, 결상 광학계(10)에서 반사된 광원광의 X 색도 및 Y 색도의 양쪽을, 컬러 시프트가 발생하지 않는 범위로 억제할 수 있다는 것이다.
또한 도 6에 나타내는 그래프는 발명자들이 예의 연구를 행함으로써 얻어진 결과이며, 반사 광학계(34)에 있어서의 대상 파장의 위상차와, 결상 광학계(10)에 투영된 광원광의 X 색도 및 Y 색도의 관계를 나타내는 것이다. 또한 도 6에 있어서 컬러 시프트가 발생하지 않는 범위는, X 색도에 대해서는 0.25 내지 0.35의 범위 내, Y 색도에 대해서는 0.29 내지 0.38의 범위 내로 하였다.
이상 설명한 바와 같이 헤드업 디스플레이 장치(1)에 의하면, 결상 광학계(10)에 투영된 광원광에 있어서 색도가 변화되는 것을 억제할 수 있다.
달리 말하면, 헤드업 디스플레이 장치(1)에 의하면, 태양광에 의한 조명 광학계(22)의 손상을 저감하면서, 결상 광학계(10)에 투영된 광원광에 있어서의 색도의 변화를 억제할 수 있다.
[그 외의 실시 형태]
(1) 상기 실시 형태에 있어서는, HUD(1)가 탑재되는 이동체를 자동차로 하고 있었지만, HUD(1)가 탑재되는 이동체는 자동차에 한정되는 것은 아니다. HUD(1)가 탑재되는 이동체는 항공기여도 되고 차량이어도 되고 선박이어도 된다.
(2) 상기 실시 형태에 있어서는, 평가 스펙트럼에 있어서 스펙트럼의 상대 강도가 역치 IT 이상이고, 또한 평가 스펙트럼의 강도 총합에 대한 스펙트럼 강도의 비율이 규정값 Ith 이상으로 되는 파장 영역을 대상 파장으로 하고 있었지만, 대상 파장은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 조명 광학계(22)로부터의 광원광의 스펙트럼에 있어서 광의 강도가 가장 강한 단파장을 대상 파장으로 해도 된다.
또한 여기서 말하는 단파장은, 광원광의 스펙트럼에 있어서 광의 강도가 가장 강한 하나의 파장이다. 단, 본 개시에 있어서의 단파장은, 광원광의 스펙트럼에 있어서 광의 강도가 가장 강한 하나의 파장에 한정되는 것은 아니며, 광원광의 스펙트럼에 있어서 광의 강도가 가장 강한 하나의 파장으로 간주할 수 있는 범위의 파장 영역을 포함한다.
또한 조명 광학계(22)로부터의 광원광의 스펙트럼에 있어서 적색, 청색 및 녹색 각각의 파장 영역을 대상 파장으로 해도 된다. 여기서 말하는 적색의 파장이란, 사람이 적색으로 시인하는 파장의 영역이며, 예를 들어 620[㎚] 내지 750[㎚]의 파장의 영역이다. 여기서 말하는 청색의 파장이란, 사람이 청색으로 시인하는 파장의 영역이며, 예를 들어 450[㎚] 내지 495[㎚]의 파장의 영역이다. 녹색의 파장이란, 사람이 녹색으로 시인하는 파장의 영역이며, 예를 들어 495[㎚] 내지 570[㎚]의 파장의 영역이다.
본 개시는 실시 형태에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 당해 실시 형태나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는 다양한 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 게다가, 다양한 조합이나 형태, 또한 그것들에 1요소만, 그 이상, 또는 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.
Claims (6)
- 이동체에 탑재되는 헤드업 디스플레이 장치이며,
정보를 나타내는 광원광을 투사하는 조명 광학계(22)와,
상기 조명 광학계에 의하여 투사된 상기 광원광이 투영면에 투영되는 결상 광학계(10)와,
상기 조명 광학계로부터 상기 결상 광학계까지의 상기 광원광의 경로 상에, 상기 조명 광학계로부터의 광원광의 편광축이 입사면에 대하여 0도보다 크고 90도보다도 작거나, 또는 90도보다 크고 180도보다도 작아지도록 배치되고, 또한 적외선 영역의 전자파를 투과시키고 가시광 영역의 전자파를 반사하는 유전체 다층막을 가진 반사 광학계(34)이며, 상기 조명 광학계로부터의 광원광에 있어서의 적어도 일부의 파장을 포함하는 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성된 반사 광학계(34)를
구비한, 헤드업 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사 광학계는,
상기 조명 광학계로부터 입사된 광원광의 스펙트럼에 있어서 광의 강도가 가장 강한 단파장을 상기 대상 파장으로 하고, 그 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성되어 있는, 헤드업 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사 광학계는,
상기 조명 광학계로부터 입사된 광원광의 스펙트럼에 있어서 적색, 청색 및 녹색 각각의 파장 영역을 상기 대상 파장으로 하고, 그 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성되어 있는, 헤드업 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사 광학계는,
상기 조명 광학계로부터 입사된 광원광의 스펙트럼에 등색 함수를 곱한 평가 스펙트럼에 있어서, 스펙트럼 강도의 총합인 강도 총합에 대한 스펙트럼 강도의 비율이, 미리 규정된 규정값 이상으로 되는 파장 영역을 상기 대상 파장으로 하고, 그 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성되어 있는, 헤드업 디스플레이 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 광학계로부터 상기 결상 광학계까지의 상기 광원광의 경로 상에 배치되어, 직교하는 편광 성분에 위상차를 부여하는 적어도 하나의 파장판(24)을 구비하고,
상기 파장판은,
상기 조명 광학계로부터의 광원광의 편광축이 상기 반사 광학계의 입사면에 대하여 0도보다 크고 90도보다도 작거나, 또는 90도보다 크고 180도보다도 작아지도록 배치되는, 헤드업 디스플레이 장치. - 직선 편광된 광원광을 투사하는 조명 광학계(22)와, 상기 조명 광학계에 의하여 투사된 상기 광원광이 투영면에 투영되는 결상 광학계(10)를 구비하고, 이동체에 탑재된 헤드업 디스플레이 장치(1)에 사용되는 반사 광학계(34)이며,
상기 조명 광학계로부터 상기 결상 광학계까지의 상기 광원광의 경로 상에, 상기 조명 광학계로부터의 광원광의 편광축이 입사면에 대하여 0도보다 크고 90도보다도 작거나, 또는 90도보다 크고 180도보다도 작아지도록 배치되고, 또한 적외선 영역의 전자파를 투과시키고 가시광 영역의 전자파를 반사하는 유전체 다층막을 가진 반사 광학계이며, 상기 조명 광학계로부터의 광원광에 있어서의 적어도 일부의 파장을 포함하는 대상 파장의 위상차가 -π/2[rad]보다 크고 π/2[rad]보다 작은 범위로 되도록 구성된, 반사 광학계.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015166958A JP6288007B2 (ja) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | ヘッドアップディスプレイ装置、及び反射光学系 |
JPJP-P-2015-166958 | 2015-08-26 | ||
PCT/JP2016/073239 WO2017033719A1 (ja) | 2015-08-26 | 2016-08-08 | ヘッドアップディスプレイ装置、及び反射光学系 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180032620A KR20180032620A (ko) | 2018-03-30 |
KR102011229B1 true KR102011229B1 (ko) | 2019-08-14 |
Family
ID=58100030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187005079A KR102011229B1 (ko) | 2015-08-26 | 2016-08-08 | 헤드업 디스플레이 장치 및 반사 광학계 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10670863B2 (ko) |
JP (1) | JP6288007B2 (ko) |
KR (1) | KR102011229B1 (ko) |
CN (1) | CN107924060B (ko) |
DE (1) | DE112016003859T5 (ko) |
WO (1) | WO2017033719A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11119315B2 (en) * | 2015-10-15 | 2021-09-14 | Maxell, Ltd. | Information display apparatus |
JP6577342B2 (ja) * | 2015-11-16 | 2019-09-18 | 株式会社村上開明堂 | ヘッドアップディスプレイ装置のコールドミラー、およびヘッドアップディスプレイ装置 |
CN109991744B (zh) | 2018-01-02 | 2020-12-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、显示方法及平视显示装置 |
JP7037760B2 (ja) | 2018-03-16 | 2022-03-17 | 株式会社リコー | 画像投写装置及び移動体 |
JP7000937B2 (ja) | 2018-03-16 | 2022-01-19 | 株式会社リコー | 表示装置及び機器 |
JP7061943B2 (ja) * | 2018-08-08 | 2022-05-02 | 京セラ株式会社 | 3次元表示装置、3次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、および移動体 |
CN109407319B (zh) * | 2018-11-30 | 2024-06-14 | 深圳点石创新科技有限公司 | 抬头显示***和车辆 |
KR20210064684A (ko) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 삼성전자주식회사 | Hud용 광 차단 필름 및 차량용 hud 시스템 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007052383A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | ヘッドアップディスプレイシステム |
JP2008242332A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Canon Inc | 反射光学素子及び露光装置 |
JP2015007763A (ja) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 映像表示システム及び映像表示装置の設定方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1115657B (de) * | 1959-07-21 | 1961-10-19 | Leonhard Braeuer Dipl Ing | Blendschutz, insbesondere fuer Flugzeugfuehrerkanzeln |
JP4841815B2 (ja) * | 2004-07-23 | 2011-12-21 | 株式会社村上開明堂 | 表示装置 |
JP2008070504A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Nippon Seiki Co Ltd | 表示装置 |
JP6027727B2 (ja) | 2011-09-09 | 2016-11-16 | 矢崎総業株式会社 | 車両用表示装置 |
JP2013174855A (ja) | 2012-01-24 | 2013-09-05 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2014191321A (ja) | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Denso Corp | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2014238477A (ja) | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
US20160018645A1 (en) * | 2014-01-24 | 2016-01-21 | Osterhout Group, Inc. | See-through computer display systems |
US9494800B2 (en) * | 2014-01-21 | 2016-11-15 | Osterhout Group, Inc. | See-through computer display systems |
JP6556980B2 (ja) | 2014-03-04 | 2019-08-07 | 日本電気株式会社 | ストレージ制御装置、ストレージ制御方法及びストレージ制御プログラム |
JP6451523B2 (ja) | 2015-06-17 | 2019-01-16 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
2015
- 2015-08-26 JP JP2015166958A patent/JP6288007B2/ja active Active
-
2016
- 2016-08-08 DE DE112016003859.3T patent/DE112016003859T5/de active Pending
- 2016-08-08 CN CN201680048784.2A patent/CN107924060B/zh active Active
- 2016-08-08 US US15/743,938 patent/US10670863B2/en active Active
- 2016-08-08 WO PCT/JP2016/073239 patent/WO2017033719A1/ja active Application Filing
- 2016-08-08 KR KR1020187005079A patent/KR102011229B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007052383A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-03-01 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | ヘッドアップディスプレイシステム |
JP2008242332A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Canon Inc | 反射光学素子及び露光装置 |
JP2015007763A (ja) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 映像表示システム及び映像表示装置の設定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112016003859T5 (de) | 2018-05-17 |
US20180210199A1 (en) | 2018-07-26 |
CN107924060A (zh) | 2018-04-17 |
KR20180032620A (ko) | 2018-03-30 |
CN107924060B (zh) | 2020-05-08 |
JP2017044858A (ja) | 2017-03-02 |
JP6288007B2 (ja) | 2018-03-07 |
WO2017033719A1 (ja) | 2017-03-02 |
US10670863B2 (en) | 2020-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102011229B1 (ko) | 헤드업 디스플레이 장치 및 반사 광학계 | |
JP6308162B2 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
EP3495869A1 (en) | Head-up display device | |
KR102022913B1 (ko) | 헤드업 디스플레이 장치 | |
KR102208724B1 (ko) | 헤드업 디스플레이 장치 | |
US10698210B2 (en) | Head-up display device and cold mirror | |
CN106990530B (zh) | 平视显示器装置的冷光镜以及平视显示器装置 | |
WO2016203732A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
WO2015162836A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
US20170184844A1 (en) | Display light projecting optical system | |
US20150029410A1 (en) | Head up display lens | |
JP2019132902A (ja) | 表示装置、移動体、照明装置および反射板 | |
JP6917591B2 (ja) | コンバイナおよびそれを利用したヘッドアップディスプレイ装置 | |
RU2752285C2 (ru) | Индикатор на ветровом стекле и автомобильное ветровое стекло с защитой от солнечного света | |
JP6620706B2 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
WO2018143231A1 (ja) | 表示装置、投射装置および移動体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |