WO2018207630A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2018207630A1
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display panel
mirror
reflected
hud device
light
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French (fr)
Inventor
弘侑 小林
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display device (HUD device).
  • HUD device head-up display device
  • a display device for displaying an image for example, a head-up display device (HUD device) for a vehicle is known (for example, see Patent Document 1).
  • HUD device head-up display device
  • This HUD device reflects light representing an image by a windshield (display medium) of the vehicle, thereby displaying the image as a virtual image in a space in front of the windshield.
  • the driver can superimpose an image showing information related to driving (such as car navigation information) on the scenery in front of the windshield.
  • the external light When external light (for example, sunlight) is irradiated on the HUD device, the external light may be incident on the optical system inside the HUD device. In this case, external light is reflected by the optical system and can be emitted to the outside of the HUD device again. If the light emitted to the outside is incident on the eyes of the driver, there is a risk of hindering driving.
  • external light for example, sunlight
  • the present disclosure provides a HUD device that suppresses emission of light that hinders operation even when external light is incident while preventing an increase in size.
  • the head-up display device includes a display panel, a mirror, and a low reflection member.
  • the display panel projects an image, and the mirror reflects the image projected from the display panel.
  • the low reflection member is provided between the display panel and the mirror.
  • the reflectance of the low reflection member is lower than the reflectance of the display panel.
  • the display panel is arranged in a posture in which the main optical path projected from the display panel, reflected by the mirror, and directed to the outside is not parallel to the normal line of the display panel.
  • the mirror is disposed on the optical path of the light incident from the outside along the main optical path and reflected by the display panel.
  • This disclosure can suppress the emission of light that hinders operation even when external light is incident while preventing the HUD device from becoming large.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle illustrating a usage example of a HUD device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a region of an image displayed by the HUD device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an internal optical system of the HUD device according to the related technique 1, light incident on the HUD device, and light rays emitted from the HUD device.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device according to Related Technology 2.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device according to Related Technology 3.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a usage example of the HUD device 2 shown in FIG.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the display area 11 of the image 8 displayed by the HUD device 2.
  • the HUD device 2 is disposed on a dashboard 6 of an automobile 4 (an example of a vehicle), for example.
  • a windshield 10 is disposed above the dashboard 6 of the automobile 4.
  • the windshield 10 is a so-called windshield, and is formed of glass having translucency.
  • the HUD device 2 projects light representing an image 8 that is a virtual image toward the display area 11 on the windshield 10 near the driver's seat, for example.
  • the light projected by the HUD device 2 is reflected toward the driver 12 by the display area 11 of the windshield 10.
  • the driver 12 visually recognizes the image 8 provided by the HUD device 2 with the light reflected by the display area 11.
  • the image 8 which is a virtual image is viewed in the display area 11 and viewed in the space 16 in front of the windshield 10 when viewed from the driver 12.
  • the driver 12 can see the image 8 that is a virtual image superimposed on the scenery in front of the windshield 10.
  • HUD device 2 according to the present embodiment problems solved by the HUD device 2 according to the present embodiment will be described with reference to a plurality of HUD devices according to the related art corresponding to the HUD device 2 according to the present embodiment. That is, the HUD device according to the related technology described below is a comparative example with respect to the HUD device 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an internal optical system of the HUD device 2A according to the related technique 1, a light beam incident on the HUD device 2A, and a light beam emitted from the HUD device 2A.
  • HUD device 2 ⁇ / b> A is arranged on dashboard 6 and projects light representing image 8, which is a virtual image, toward windshield 10, similarly to HUD device 2 according to the present embodiment.
  • the HUD device 2A includes a display panel 102A, a mirror 104A, and a mirror 106A.
  • a main optical path 20A shown in FIG. 3 illustrates an optical path in which light representing an image displayed by the HUD device 2A travels from the center of the display panel to the eyes of the driver 12 (more specifically, the pupil). , Is uniquely determined in the optical system of the HUD device 2A.
  • the light traveling in the same optical path as the main optical path 20A is illustrated as being slightly shifted from the main optical path 20A for convenience of explanation. The same applies to the subsequent drawings.
  • the display panel 102A is a display panel that projects an image.
  • the display panel 102A projects light representing the image 8 as a video.
  • the display panel 102A is, for example, a liquid crystal display panel.
  • the mirror 104A is a mirror that reflects the image projected from the display panel 102A.
  • the light representing the image reflected by the mirror 104A is reflected toward the mirror 106A.
  • FIG. 3 shows the case where the mirror 104A is a plane mirror, but it may be a curved mirror such as a concave mirror or a convex mirror.
  • the mirror 106A is a mirror that reflects an image projected from the display panel 102A and reflected by the mirror 104A.
  • the light representing the image reflected by the mirror 106A is emitted to the outside of the HUD device 2A, is reflected by the windshield 10, and enters the eyes of the driver 12.
  • FIG. 3 shows the case where the mirror 106A is a concave mirror, but it may be a curved mirror such as a convex mirror or a plane mirror.
  • the optical path of the incident sunlight S substantially coincides with the optical path of the light representing the video emitted from the HUD device 2A.
  • the sunlight S incident on the HUD device 2A is reflected by the mirrors 106A and 104A and reaches the display panel 102A. Since the surface of the display panel 102A has a reflectance greater than zero, the sunlight S is reflected.
  • the sunlight S reflected by the display panel 102A travels the same optical path as the main optical path 20A. That is, the sunlight S reflected by the display panel 102A is sequentially reflected by the mirrors 104A and 106A and the windshield 10 and enters the eyes of the driver 12.
  • the luminance of sunlight is 1.6 ⁇ 10 9 cd / m 2
  • the reflectance of the surface of the display panel 102A is about 3 to 4%. Therefore, the luminance of light incident on the eyes of the driver 12 is about 10 7 cd / m 2 .
  • the luminance of light emitted from a HUD device or a display device used for normal use is about 10 2 to 10 4 cd / m 2 , and when light with a luminance exceeding this is incident on the human eye , Humans see light more bright than usual.
  • the first problem can be said to be due to the fact that the optical path of the incident sunlight S substantially coincides with the optical path of the light representing the image emitted from the HUD device 2A.
  • the HUD device 2B is an example of a configuration that solves the first problem in the related art 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device 2B according to Related Technology 2.
  • the HUD device 2B has a display panel 102B and mirrors 104B and 106B.
  • a main optical path 20B shown in FIG. 4 illustrates an optical path of light representing an image displayed by the HUD device 2B.
  • the mirrors 104B and 106B are the same as the mirrors 104A and 106A in the HUD device 2A according to the related technique 1, respectively.
  • the display panel 102B is configured such that the display panel 102A in the HUD device 2A according to the related technique 1 is arranged in a posture different from that of the display panel 102A. Specifically, the display panel 102B is arranged in a posture in which the normal line NB of the display panel 102B is not parallel to the main optical path 20B.
  • the first problem is avoided by arranging the display panel 102B in the above-described posture. That is, even if light incident in the opposite direction along the main optical path 20B from the outside of the HUD device 2B is reflected by the mirrors 106B and 104B and reaches the display panel 102B, the reflected light is different from the main optical path 20B. To proceed. Therefore, it is avoided that the reflected light is emitted to the outside of the HUD device 2B along the main optical path 20B.
  • the HUD device 2 ⁇ / b> C is an example of a configuration in which the display panel 102 ⁇ / b> B or the like in the related technology 2 is enlarged.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device 2C according to Related Technology 3.
  • the HUD device 2C includes a display panel 102C and mirrors 104C and 106C.
  • a main optical path 20C shown in FIG. 5 illustrates an optical path of light representing an image displayed by the HUD device 2C.
  • the display panel 102C and the mirrors 104C and 106C are obtained by increasing the size of the display panel 102B and the mirrors 104B and 106B in the related technique 2 (see FIG. 4), respectively.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an internal optical system of the HUD device 2 according to the present embodiment.
  • the HUD device 2 includes a display panel 102, mirrors 104 and 106, and a low reflection member 108.
  • a main optical path 20 shown in FIG. 6 illustrates an optical path of light representing an image displayed by the HUD device 2.
  • the display panel 102 is a display panel that projects an image.
  • the display panel 102 projects light representing the image 8 as a video.
  • the display panel 102 is a relatively large display panel. That is, it is larger than the display panel 102A etc. of the related technologies 1 and 2, and has the same dimensions as the display panel 102C of the related technology 3. Further, the display panel 102 is arranged in a posture in which the normal line N of the display panel 102 is not parallel to the main optical path 20.
  • the low reflection member 108 is a member provided between the display panel 102 and the mirror 104 and having a lower reflectance than the display panel 102.
  • an anti-glare film also referred to as a non-gloss film
  • a reflectance of about 0.1% can be adopted.
  • the position where the low reflection member 108 is provided may be anywhere between the display panel 102 and the mirror 104.
  • the low reflection member 108 is provided on the display panel 102, for example.
  • the low reflection member 108 may be provided via another film or film such as a protective film of the display panel 102, or directly on the display surface of the display panel 102 without passing through another film or the like. May be provided. Further, the low reflection member 108 may be fixed on the display panel 102 by adhesion or adhesion.
  • the mirror 104 is a mirror that reflects the image projected from the display panel 102.
  • the light representing the image reflected by the mirror 104 is reflected toward the mirror 106.
  • the mirror 104 may be a curved mirror such as a concave mirror or a convex mirror, as in the related art 1 and the like.
  • the mirror 106 is a mirror that reflects an image projected from the display panel 102 and reflected by the mirror 104.
  • the mirror 106 may be a curved mirror such as a convex mirror, or may be a plane mirror, as in the related art 1 and the like.
  • the light incident along the main optical path 20 from the outside of the HUD device 2 is reflected by the display panel 102 only once. Traveling in the opposite direction along the optical path 20 is avoided.
  • this light is reflected twice by the low reflection member and the display panel. As a result, the luminance decreases. Therefore, light incident along the main optical path 20 from the outside of the HUD device 2 may be emitted to the outside of the HUD device 2, but the brightness of the emitted light is reduced to such an extent that does not hinder driving. Yes.
  • the display panel 102 and the mirror 104 are arranged in such a positional relationship that light incident from the outside of the HUD device 2 and reflected by the display panel 102 is reflected by the display panel 102 after being reflected by the mirror 104. ing.
  • the display panel 102 and the mirror 104 are arranged in a positional relationship in which the light reflected by the display panel 102 travels in the opposite direction along the main optical path 20 after being reflected by the mirror 104.
  • the light beam is incident on the display panel 102 between the time when it enters from the outside of the HUD device 2 and the time when it exits the HUD device 2 again. Reflected twice.
  • the luminance of the light after the two reflections is a luminance obtained by multiplying the incident light by the reflectance of the low reflection member 108 twice.
  • the brightness of the light is reduced to such an extent that it does not hinder driving when it enters the eyes of the driver 12 after being emitted to the outside of the HUD device 2 and reflected by the windshield 10.
  • the luminance of outgoing light emitted to the outside of the HUD device 2 is 1.6 ⁇ 10 3 cd / m 2 and then reflected by the windshield 10 to about 10 2 cd / m 2 .
  • This level of brightness is generally the same level as the brightness of the light emitted by the HUD device 2 and so on, and is reduced to such an extent that it does not interfere with driving even if it enters the eyes of the driver 12.
  • the HUD device 2 includes the display panel 102, the mirrors 104 and 106, and the low reflection member 108.
  • the display panel 102 projects an image.
  • the mirrors 104 and 106 reflect the image projected from the display panel 102.
  • the low reflection member 108 is provided between the display panel 102 and the mirror 104.
  • the reflectance of the low reflection member 108 is lower than the reflectance of the display panel 102.
  • the display panel 102 is arranged in a posture in which the main optical path 20 projected from the display panel 102 and reflected by the mirrors 104 and 106 to the outside of the HUD device 2 and the normal line N of the display panel 102 are not parallel.
  • the mirrors 104 and 106 are arranged on the optical path of the light incident from the outside of the HUD device 2 along the main optical path 20 and reflected by the display panel 102.
  • the display panel 102 has a posture in which the normal line N is not parallel to the main optical path 20, and therefore, when external light (hereinafter, also simply referred to as light) enters along the main optical path 20 from the outside of the HUD device 2. Even so, it is avoided that the light travels in the opposite direction along the main optical path 20 after being reflected by the display panel 102. As a result, the reflected light is prevented from being emitted from the HUD device 2 along the main optical path 20. In addition, when the light reflected by the display panel 102 travels toward the mirror 104, it may be reflected by the mirror 104 and travel toward the display panel 102 again.
  • external light hereinafter, also simply referred to as light
  • the luminance of this light is reduced by being reflected twice by the low reflection member 108 and the display panel 102 provided between the display panel 102 and the mirror 104.
  • the driving by the driver 12 is hindered. Is avoided.
  • an increase in the size of the HUD device 2 is avoided. In this way, the HUD device 2 can suppress emission of light that hinders operation even when external light is incident while preventing an increase in size.
  • the display panel 102 and the mirror 104 may be arranged in a positional relationship in which light reflected by the display panel 102 is reflected by the display panel 102 after being reflected by the mirror 104.
  • the display panel 102 and the mirror 104 may be arranged in a positional relationship in which light reflected by the display panel 102 travels in the opposite direction along the main optical path 20 after being reflected by the mirror 104.
  • the light reflected by the mirror 104 travels in the opposite direction along the optical path in which the light reflected from the display panel 102 proceeds from the outside of the HUD device 2 toward the mirror 104.
  • This light is reflected twice by the low reflection member 108 and the display panel 102. Due to the two reflections described above, the intensity of the light is reduced to an intensity obtained by multiplying the square of the reflectance of the low reflection member 108 as compared with the incident light. Therefore, even when the HUD device 2 reflects the incident light by the display panel 102 and emits the light to the outside, the HUD device 2 reduces the intensity of the emitted light and interferes with the driving by the driver 12. Emitting can be suppressed.
  • the low reflection member 108 may be provided on the display panel 102.
  • the low reflection member 108 is more easily provided between the display panel 102 and the mirror 104, and the reflectance by the display panel 102 can be reduced.
  • the low reflection member 108 may be an antiglare film.
  • the low reflection member 108 can be realized more easily in the HUD device 2.
  • the present disclosure can be used for a HUD device or the like that can suppress emission of light that hinders driving even when external light is incident while preventing an increase in size. Specifically, it can be used for a HUD device or the like that displays vehicle navigation information and the like.
  • HUD device Head-up display device

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Abstract

本発明のヘッドアップディスプレイ装置（２）は、表示パネル（１０２）と、ミラー（１０４）と、低反射部材（１０８）とを有する。表示パネル（１０２）は映像を投射し、ミラー（１０４）は表示パネル（１０２）から投射された映像を反射する。低反射部材（１０８）は、表示パネル（１０２）とミラー（１０４）との間に設けられている。低反射部材（１０８）の反射率は、表示パネル（１０２）の反射率より低い。表示パネル（１０２）は、表示パネル（１０２）から投射されミラー（１０４）に反射されて外部へ向かう主光路（２０）と、表示パネル（１０２）の法線（Ｎ）とが平行にならない姿勢で配置されている。ミラー（１０４）は、外部から主光路（２０）に沿って入射して表示パネル（１０２）により反射された光の光路上に配置されている。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）に関する。
　画像を表示するための表示装置として、例えば車両用のヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このＨＵＤ装置は、画像を表す光を車両のウインドシールド（表示媒体）で反射させることにより、この画像を虚像としてウインドシールドの前方の空間に表示させる。これにより、運転者は、ウインドシールドの前方の景色上に、運転に関する情報（例えばカーナビゲーション情報等）を示す画像を重ね合わせて見ることができる。
日本国特許第４０６２５０２号公報
　ＨＵＤ装置に外光（例えば太陽光）が照射された場合、ＨＵＤ装置の内部の光学系に外光が入射され得る。この場合、外光が光学系によって反射されて再びＨＵＤ装置の外部に出射され得る。外部に出射された光が運転者の目に入射すると運転に支障を来すおそれがある。
　仮に、この問題を解決すべく光学系に含まれるミラー等の位置を変更すれば、光学系の容積の増大、ひいてはＨＵＤ装置の大型化を招き、望ましくない。
　本開示は、大型化を防ぎながら、外光の入射があっても運転に支障を来す光を出射することを抑制するＨＵＤ装置を提供する。
　本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、表示パネルと、ミラーと、低反射部材とを有する。表示パネルは映像を投射し、ミラーは表示パネルから投射された映像を反射する。低反射部材は、表示パネルとミラーとの間に設けられている。低反射部材の反射率は、表示パネルの反射率より低い。表示パネルは、表示パネルから投射されミラーに反射されて外部へ向かう主光路と、表示パネルの法線とが平行にならない姿勢で配置されている。ミラーは、外部から主光路に沿って入射して表示パネルにより反射された光の光路上に配置されている。
　本開示は、ＨＵＤ装置の大型化を防ぎながら、外光の入射があっても運転に支障を来す光を出射することを抑制することができる。
図１は、本開示の実施の形態に係るＨＵＤ装置の使用例を示す車両の模式図である。 図２は、本開示の実施の形態に係るＨＵＤ装置により表示される画像の領域を示す説明図である。 図３は、関連技術１に係るＨＵＤ装置の内部の光学系と、ＨＵＤ装置に入射する光、及び、ＨＵＤ装置から出射する光線を示す模式図である。 図４は、関連技術２に係るＨＵＤ装置の内部の光学系を示す説明図である。 図５は、関連技術３に係るＨＵＤ装置の内部の光学系を示す説明図である。 図６は、本開示の実施の形態に係るＨＵＤ装置の内部の光学系を示す説明図である。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　まず、図１、図２を参照しながら、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）２の使用例及び概略構成について説明する。図１は、図２に示すＨＵＤ装置２の使用例を示す模式図である。図２は、ＨＵＤ装置２により表示される画像８の表示領域１１を示す説明図である。
　図２に示すように、ＨＵＤ装置２は、例えば、自動車４（車両の一例）のダッシュボード６に配置されている。なお、自動車４のダッシュボード６の上方には、ウインドシールド１０が配置されている。ウインドシールド１０は、いわゆるフロントガラスであり、透光性を有するガラスで形成されている。
　図１、図２に示されるように、ＨＵＤ装置２は、虚像である画像８を表す光をウインドシールド１０の例えば運転席寄り下側の表示領域１１に向けて投射する。ＨＵＤ装置２によって投射された光は、ウインドシールド１０の表示領域１１によって運転者１２に向けて反射される。運転者１２は、表示領域１１によって反射された光によって、ＨＵＤ装置２が提供する画像８を視認する。
　このようにして、虚像である画像８は、運転者１２から見て、表示領域１１内に表示されるとともに、ウインドシールド１０の前方の空間１６に表示されるように視認される。このような表示により、運転者１２は、ウインドシールド１０の前方の景色上に、虚像である画像８を重ね合わせて見ることができる。
　次に、本実施の形態のＨＵＤ装置２に相当する、関連技術に係るＨＵＤ装置を複数例示しながら、本実施の形態のＨＵＤ装置２によって解決される問題について説明する。すなわち、以下に説明する関連技術に係るＨＵＤ装置は、本実施の形態に係るＨＵＤ装置２に対する比較例である。
　まず、関連技術１に係るＨＵＤ装置２Ａについて説明する。図３は、関連技術１に係るＨＵＤ装置２Ａの内部の光学系と、ＨＵＤ装置２Ａに入射する光線、及び、ＨＵＤ装置２Ａから出射する光線を示す模式図である。
　ＨＵＤ装置２Ａは、本実施の形態に係るＨＵＤ装置２と同様に、ダッシュボード６に配置され、虚像である画像８を表す光をウインドシールド１０に向けて投光する。
　図３に示すように、ＨＵＤ装置２Ａは、表示パネル１０２Ａと、ミラー１０４Ａと、ミラー１０６Ａとを有する。また、図３に示される主光路２０Ａは、ＨＵＤ装置２Ａが表示する映像を表す光が表示パネルの中心から運転者１２の目（より限定的には瞳）に向かう光路を図示したものであり、ＨＵＤ装置２Ａの光学系に固有に定められるものである。以降の説明における主光路の語についても同様である。なお、図３において、主光路２０Ａと同一の光路を進行する光を、説明の便宜上、主光路２０Ａと少しずらして図示している。以降の図でも同様である。
　表示パネル１０２Ａは、映像を投射する表示パネルである。表示パネル１０２Ａは、映像としての画像８を表す光を投射する。表示パネル１０２Ａは、例えば、液晶ディスプレイパネルである。
　ミラー１０４Ａは、表示パネル１０２Ａから投射された映像を反射するミラーである。ミラー１０４Ａにより反射された、映像を表す光は、ミラー１０６Ａに向けて反射される。なお、図３には、ミラー１０４Ａが平面鏡である場合を示しているが、凹面鏡又は凸面鏡のような曲面鏡であってもよい。
　ミラー１０６Ａは、表示パネル１０２Ａから投射され、ミラー１０４Ａによって反射された映像を反射するミラーである。ミラー１０６Ａにより反射された、映像を表す光は、ＨＵＤ装置２Ａの外部に出射され、ウインドシールド１０によって反射されて運転者１２の目に入射する。
　なお、図３には、ミラー１０６Ａが凹面鏡である場合を示しているが、凸面鏡のような曲面鏡であてもよいし、平面鏡であってもよい。
　自動車４が太陽光の下に置かれているとき、太陽光ＳがＨＵＤ装置２Ａに入射する。太陽光ＳがＨＵＤ装置２Ａに入射するときに生じ得る事象について以下で説明する。
　図３に示されるように太陽光ＳがＨＵＤ装置２Ａに入射するとする。ここで、入射する太陽光Ｓの光路が、ＨＵＤ装置２Ａから出射される、映像を表す光の光路とほぼ一致している。
　ＨＵＤ装置２Ａに入射した太陽光Ｓは、ミラー１０６Ａ、１０４Ａにより反射され、表示パネル１０２Ａに到達する。表示パネル１０２Ａの表面は、ゼロより大きい反射率を有するので、太陽光Ｓを反射する。表示パネル１０２Ａによって反射された太陽光Ｓは、主光路２０Ａと同じ光路を進行する。すなわち、表示パネル１０２Ａによって反射された太陽光Ｓは、ミラー１０４Ａ、１０６Ａ、並びに、ウインドシールド１０により順次に反射されて運転者１２の目に入射する。
　一般に、太陽光の輝度は、１．６×１０９ｃｄ／ｍ２であり、表示パネル１０２Ａの表面の反射率は、３～４％程度である。よって、運転者１２の目に入射する光の輝度は、１０７ｃｄ／ｍ２程度である。一方、一般にＨＵＤ装置、又は、通常用途で用いられる表示装置が発する光の輝度は、１０２～１０４ｃｄ／ｍ２程度であり、これを超える輝度の光が人間の目に入射されると、人間は通常より眩しい光を視認する。
　よって、図３に示される太陽光ＳがＨＵＤ装置２Ａに入射し、表示パネル１０２Ａにより反射されてＨＵＤ装置２Ａの外部に出射されて運転者１２の目に入射すると、運転者１２が通常より眩しい光を視認することにより運転に支障を来すおそれがあるという第一の問題がある。
　第一の問題は、入射する太陽光Ｓの光路が、ＨＵＤ装置２Ａから出射される、映像を表す光の光路とほぼ一致していることが、１つの原因であるといえる。
　次に、関連技術２に係るＨＵＤ装置２Ｂについて説明する。ＨＵＤ装置２Ｂは、関連技術１における第一の問題を解決する構成の一例である。
　図４は、関連技術２に係るＨＵＤ装置２Ｂの内部の光学系を示す説明図である。
　図４に示されるようにＨＵＤ装置２Ｂは、表示パネル１０２Ｂと、ミラー１０４Ｂ、１０６Ｂとを有している。また、図４に示される主光路２０Ｂは、ＨＵＤ装置２Ｂが表示する映像を表す光の光路を図示したものである。
　ミラー１０４Ｂ、１０６Ｂは、それぞれ、関連技術１に係るＨＵＤ装置２Ａにおけるミラー１０４Ａ、１０６Ａと同じである。
　表示パネル１０２Ｂは、関連技術１に係るＨＵＤ装置２Ａにおける表示パネル１０２Ａが、表示パネル１０２Ａと異なる姿勢で配置されたものである。具体的には、表示パネル１０２Ｂは、表示パネル１０２Ｂの法線ＮＢが、主光路２０Ｂと平行でない姿勢で配置されている。
　表示パネル１０２Ｂが上記の姿勢で配置されていることで、上記第一の問題が回避される。すなわち、ＨＵＤ装置２Ｂの外部から主光路２０Ｂに沿って反対向きに入射した光がミラー１０６Ｂ、１０４Ｂに反射されて表示パネル１０２Ｂに到達したとしても、その反射光は、主光路２０Ｂとは異なる光路を進行する。そのため、反射光が主光路２０Ｂに沿ってＨＵＤ装置２Ｂの外部に出射されることが回避される。
　しかしながら、ＨＵＤ装置２Ｂにより表示する画像８の大型化の要求がある。例えば、図４に示されるＨＵＤ装置２Ｂにより表示する画像８を大型化する場合、表示パネル１０２Ｂ、並びに、ミラー１０４Ｂ、１０６Ｂを大型化する必要がある。
　次に、関連技術３に係るＨＵＤ装置２Ｃについて説明する。ＨＵＤ装置２Ｃは、関連技術２における表示パネル１０２Ｂ等を大型化した構成の一例である。
　図５は、関連技術３に係るＨＵＤ装置２Ｃの内部の光学系を示す説明図である。
　図５に示されるようにＨＵＤ装置２Ｃは、表示パネル１０２Ｃと、ミラー１０４Ｃ、１０６Ｃを有している。また、図５に示される主光路２０Ｃは、ＨＵＤ装置２Ｃが表示する映像を表す光の光路を図示したものである。
　表示パネル１０２Ｃと、ミラー１０４Ｃ、１０６Ｃは、それぞれ、関連技術２（図４参照）における表示パネル１０２Ｂと、ミラー１０４Ｂ、１０６Ｂとを大型化したものである。
　上記のとおり表示パネル等を大型化した結果、ＨＵＤ装置２Ｃから入射し、表示パネル１０２Ｃで反射してＨＵＤ装置２Ｃの外部へ出射する太陽光Ｓの光路が新たに存在するという第二の問題が生ずる。仮に、表示パネル１０２Ｃの姿勢をさらに変化させたり、表示パネル１０２Ｃの位置を変化させたりすれば、太陽光Ｓの光路をある程度解消することができると期待される。しかし、表示パネルの大型化をさらに進めればいずれ同様の問題が存在することになり、第二の問題の根本的な解決に至らない。また、表示パネル１０２Ｃの姿勢及び位置の変化によりＨＵＤ装置２Ｃの容積が大きくなるという問題も生じ得る。
　そこで、上記第一の問題及び第二の問題を解消し得るＨＵＤ装置２の構成について説明する。図６は、本実施の形態に係るＨＵＤ装置２の内部の光学系を示す説明図である。
　図６に示されるように、ＨＵＤ装置２は、表示パネル１０２と、ミラー１０４、１０６と、低反射部材１０８とを有する。また、図６に示される主光路２０は、ＨＵＤ装置２が表示する映像を表す光の光路を図示したものである。
　表示パネル１０２は、映像を投射する表示パネルである。表示パネル１０２は、映像としての画像８を表す光を投射する。表示パネル１０２は、比較的大型の表示パネルである。すなわち、関連技術１、２の表示パネル１０２Ａ等より大型であり、関連技術３における表示パネル１０２Ｃと同等の寸法を有する。また、表示パネル１０２は、表示パネル１０２の法線Ｎが、主光路２０と平行でない姿勢で配置されている。
　低反射部材１０８は、表示パネル１０２とミラー１０４との間に設けられた、表示パネル１０２より反射率が低い部材である。低反射部材１０８は、例えば、０．１％程度の反射率を有するアンチグレアフィルム（非光沢フィルムともいう）を採用し得る。
　低反射部材１０８が設けられる位置は、表示パネル１０２とミラー１０４との間のどこであってもよい。低反射部材１０８は、例えば、表示パネル１０２上に設けられる。このとき、低反射部材１０８は、表示パネル１０２の保護フィルムなど、他のフィルム又は膜などを介して設けられてもよいし、他のフィルム等を介さずに表示パネル１０２の表示面上に直接に設けられてもよい。また、低反射部材１０８は、表示パネル１０２上に接着又は粘着等により固定されてもよい。
　ミラー１０４は、表示パネル１０２から投射された映像を反射するミラーである。ミラー１０４により反射された、映像を表す光は、ミラー１０６に向けて反射される。なお、ミラー１０４が、凹面鏡又は凸面鏡のような曲面鏡であってもよいことは関連技術１等と同様である。
　ミラー１０６は、表示パネル１０２から投射され、ミラー１０４によって反射された映像を反射するミラーである。なお、ミラー１０６が凸面鏡のような曲面鏡であてもよいし、平面鏡であってもよいことは関連技術１等と同様である。
　ここで、表示パネル１０２の法線Ｎが主光路２０と平行でない姿勢であるので、ＨＵＤ装置２の外部から主光路２０に沿って入射した光が、表示パネル１０２によって１回だけ反射した後に主光路２０に沿って反対向きに進行することが回避される。また、表示パネル１０２に反射されてミラーに向けて進行した光が、ミラーにより反射されて再び表示パネル１０２に向かって進行する場合、この光は、低反射部材及び表示パネルにより２回反射されることで輝度が低下する。よって、ＨＵＤ装置２の外部から主光路２０に沿って入射した光がＨＵＤ装置２の外部へ出射されることがあるが、この出射光の輝度は運転に支障を来さない程度に低下している。
　ここで、表示パネル１０２及びミラー１０４は、ＨＵＤ装置２の外部から入射して表示パネル１０２により反射された光が、ミラー１０４により反射された後に再び表示パネル１０２により反射される位置関係で配置されている。
　言い換えれば、表示パネル１０２及びミラー１０４は、表示パネル１０２により反射された光が、ミラー１０４により反射された後に、主光路２０に沿って反対向きに進行する位置関係で配置されている。
　このように表示パネル１０２及びミラー１０４が配置されていることにより、上記光線は、ＨＵＤ装置２の外部から入射してから、再びＨＵＤ装置２の外部へ出射するまでの間に、表示パネル１０２によって２回反射される。この２回の反射の後の光の輝度は、入射光に、低反射部材１０８の反射率が２回乗じられた輝度となる。その結果、光の輝度は、ＨＵＤ装置２の外部に出射した後にウインドシールド１０により反射され、運転者１２の目に入射されたときに運転に支障を来さない程度に低下している。
　具体的には、太陽光の輝度を１．６×１０９ｃｄ／ｍ２とし、低反射部材１０８の反射率を０．１％とすると、ＨＵＤ装置２の外部に出射する出射光の輝度は、１．６×１０３ｃｄ／ｍ２となり、その後、ウインドシールド１０により反射されて１０２ｃｄ／ｍ２程度となる。この程度の輝度は、一般にＨＵＤ装置２等が発する光の輝度と同程度であるので、運転者１２の目に入射されても運転に支障を来さない程度に低下している。
　以上のように、ＨＵＤ装置２は、表示パネル１０２と、ミラー１０４、１０６と、低反射部材１０８とを有する。表示パネル１０２は、映像を投射する。ミラー１０４、１０６は、表示パネル１０２から投射された映像を反射する。低反射部材１０８は、表示パネル１０２とミラー１０４との間に設けられている。低反射部材１０８の反射率は、表示パネル１０２の反射率より低い。表示パネル１０２は、表示パネル１０２から投射されミラー１０４、１０６に反射されてＨＵＤ装置２の外部へ向かう主光路２０と、表示パネル１０２の法線Ｎとが平行でない姿勢で配置されている。ミラー１０４、１０６は、ＨＵＤ装置２の外部から主光路２０に沿って入射して表示パネル１０２により反射された光の光路上に配置されている。
　このように、表示パネル１０２は、法線Ｎが主光路２０と平行でない姿勢であるので、ＨＵＤ装置２の外部から主光路２０に沿って外光（以降、単に光ともいう）が入射した場合であっても、その光が表示パネル１０２による反射後に主光路２０に沿って反対向きに進行することが回避される。その結果、反射光が主光路２０に沿ってＨＵＤ装置２から出射することが回避される。また、表示パネル１０２に反射された光がミラー１０４に向けて進行した場合には、ミラー１０４により反射されて再び表示パネル１０２に向かって進行することがある。この光の輝度は、表示パネル１０２とミラー１０４との間に設けられた低反射部材１０８及び表示パネル１０２により２回反射されることで低下する。その結果、２回反射された光線が主光路２０に沿って反対向きに進行してＨＵＤ装置２の外部に出射し、運転者１２の目に入射したとしても運転者１２による運転に支障を来すことが回避される。さらに、上記の効果が、従来技術と比較して表示パネル及びミラーの位置を大きく変えることなく実現できることから、ＨＵＤ装置２の大型化が回避されている。このように、ＨＵＤ装置２は、大型化を防ぎながら、外光の入射があっても運転に支障を来す光を出射することを抑制することができる。
　例えば、表示パネル１０２及びミラー１０４は、表示パネル１０２により反射された光が、ミラー１０４により反射された後に再び表示パネル１０２により反射される位置関係で配置されていてもよい。
　この構成では、ＨＵＤ装置２の外部から入射して表示パネル１０２に反射した光がミラー１０４に向けて進行し、ミラー１０４により反射された後に再び表示パネル１０２により反射され、ＨＵＤ装置２の外部に出射される。この光は、低反射部材１０８及び表示パネル１０２により２回反射される。上記の２回の反射により、光の強度は、入射したときに比べて、低反射部材１０８の反射率の２乗を乗じた強度に低下する。よって、ＨＵＤ装置２は、入射光を表示パネル１０２によって反射させて外部に出射してしまう場合であっても、出射する光の強度を低下させ、運転者１２による運転に支障を来す光を出射することを抑制することができる。
　例えば、表示パネル１０２及びミラー１０４は、表示パネル１０２により反射された光が、ミラー１０４により反射された後に、主光路２０に沿って反対向きに進行する位置関係で配置されていてもよい。
　この構成では、ミラー１０４により反射された光が、ＨＵＤ装置２の外部から入射して表示パネル１０２に反射された光がミラー１０４に向けて進行する光路を反対向きに進行する。この光は、低反射部材１０８及び表示パネル１０２により２回反射される。上記の２回の反射により、光の強度は、入射したときに比べて、低反射部材１０８の反射率の２乗を乗じた強度に低下する。よって、ＨＵＤ装置２は、入射光を表示パネル１０２によって反射させて外部に出射してしまう場合であっても、出射する光の強度を低下させ、運転者１２による運転に支障を来す光を出射することを抑制することができる。
　例えば、低反射部材１０８は、表示パネル１０２上に設けられていてもよい。
　この構成では、低反射部材１０８は、表示パネル１０２とミラー１０４との間に、より容易に設けられ、表示パネル１０２による反射率を低下させることができる。
　例えば、低反射部材１０８は、アンチグレアフィルムであってもよい。
　この構成により、ＨＵＤ装置２において、低反射部材１０８をより容易に実現し得る。
　以上、一つまたは複数の態様に係るＨＵＤ装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本開示は、大型化を防ぎながら、外光の入射があっても運転に支障を来す光を出射することを抑制することができるＨＵＤ装置等に利用可能である。具体的には、車両のナビゲーション情報等を表示するＨＵＤ装置等に利用可能である。
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ　　ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
４　　自動車
６　　ダッシュボード
８　　画像
１０　　ウインドシールド
１１　　表示領域
１２　　運転者
１６　　空間
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ　　主光路
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ　　表示パネル
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０６，１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ　　ミラー
１０８　　低反射部材
Ｎ，ＮＢ　　法線
Ｓ　　太陽光

Claims (5)

  1. 映像を投射する表示パネルと、
    前記表示パネルから投射された前記映像を反射するミラーと、
    前記表示パネルと前記ミラーとの間に設けられ、前記表示パネルより低い反射率を有する低反射部材と、を備え、
    前記表示パネルは、前記表示パネルから投射され前記ミラーに反射されて外部へ向かう主光路と、前記表示パネルの法線とが平行にならない姿勢で配置されており、
    前記ミラーは、外部から前記主光路に沿って入射して前記表示パネルにより反射された光の光路上に配置されている、
    ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記表示パネル及び前記ミラーは、
    外部から前記主光路に沿って入射して前記表示パネルにより反射された前記光が、前記ミラーにより反射された後に再び前記表示パネルにより反射される位置関係で配置されている、
    請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 前記表示パネル及び前記ミラーは、
    外部から前記主光路に沿って入射して前記表示パネルにより反射された前記光が、前記ミラーにより反射された後に、前記主光路に沿って反対向きに進行する位置関係で配置されている、
    請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記低反射部材は、前記表示パネル上に設けられている、
    請求項１～３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 前記低反射部材は、アンチグレアフィルムである、
    請求項１～４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7483355B2 (ja) * 2019-11-27 2024-05-15 京セラ株式会社 ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイシステム及び移動体
JP7426627B2 (ja) 2020-02-14 2024-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189112A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Calsonic Kansei Corp ヘッドアップディスプレイ
JP2006248322A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Yazaki Corp 車両用表示装置
JP2009115908A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Fujinon Corp ミラー光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
US20090141363A1 (en) * 2006-12-04 2009-06-04 Sung Chul Shin Head up display device
JP2015079227A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 株式会社 オルタステクノロジー 液晶表示装置及びヘッドアップディスプレイ
WO2015093294A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社オルタステクノロジー 液晶表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2015152732A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 株式会社 オルタステクノロジー ヘッドアップディスプレイ装置
JP2016102871A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置及び液晶表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189112A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Calsonic Kansei Corp ヘッドアップディスプレイ
JP2006248322A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Yazaki Corp 車両用表示装置
US20090141363A1 (en) * 2006-12-04 2009-06-04 Sung Chul Shin Head up display device
JP2009115908A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Fujinon Corp ミラー光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2015079227A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 株式会社 オルタステクノロジー 液晶表示装置及びヘッドアップディスプレイ
WO2015093294A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社オルタステクノロジー 液晶表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2015152732A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 株式会社 オルタステクノロジー ヘッドアップディスプレイ装置
JP2016102871A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置及び液晶表示装置

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