平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种平视显示装置。HUD装置(100)具备投射成为显示图像(71)的激光的激光扫描仪(10)；以及具有呈格子状排列的多个光学元件(32)，使从激光扫描仪(10)入射至光学元件(32)的激光漫反射并导向投影面(91)侧的屏幕部件(30)。各光学元件(32)在表面形成作为共通的弯曲形态而呈凸状弯曲形态的弯曲面(33)，使通过该弯曲面(33)并向投影面(91)侧出射的激光漫反射，在邻接的光学元件(32)彼此之间从弯曲面(33)的表面顶点(34)至相互之间的边界(35)的下沉量(S)相互不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示装置本公开主张享有2013年2月6日申请的日本申请号2013-21729号以及2013年9月20日申请的日本申请号2013-195857号的优先权，并在此引用其记载的全部内容。
本公开涉及向车辆等移动体的投影面投影显示图像，并将该显示图像的虚像显示为能够从移动体的室内对其进行识别的平视显示装置。
技术介绍
以往，公知有利用屏幕部件使成为显示图像的激光漫反射并导向投影面侧，从而实现显示图像的虚像显示的平视显示装置(以下，称为“HUD装置”)。例如，专利文献1所公开的HUD装置利用格子状排列的多个光学元件使从投射器投射并入射至屏幕部件的激光漫反射。这样被漫反射并投影于投影面的激光被移动体室内的识别者识别为显示图像的虚像。专利文献1：日本特开2009-128659号公报但是，若相干性较高的激光入射至凭借格子状排列而具有规律性的光学元件的图案并漫反射，则导致在将该激光识别为虚像的识别者感觉到的亮度产生不均。
技术实现思路
本公开是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种抑制亮度不均的HUD装置。本专利技术的专利技术人们针对利用各光学元件使激光漫反射并出射的屏幕部件进行了专心研究。其结果，本专利技术的专利技术人们得出了如下见解，由于通过邻接的光学元件表面的弯曲面而出射的激光彼此相互干涉，产生与出射角对应地给予多次衍射峰的强度分布的衍射光，进而因这样的多重衍射而引起亮度不均。因此，根据基于这样的见解而完成的本公开的第一方式，平视显示装置向移动体的投影面投影显示图像，并将显示图像的虚像显示为能够从移动体的室内对其进行识别，上述平视显示装置的特征在于，具备：投射器，其投射成为显示图像的激光；屏幕部件，其具有呈格子状排列的多个光学元件，使从投射器入射至光学元件的激光漫反射并导向投影面侧。各光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的弯曲面，使通过该弯曲面并向投影面侧出射的激光漫反射，在邻接的光学元件彼此之间从弯曲面的表面顶点至相互之间的边界的下沉量相互不同。在第一方式的平视显示装置中，邻接的光学元件彼此使激光通过呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的表面的弯曲面而出射，因此因出射光的干涉而产生的衍射光的强度分布给予与出射角对应的多次衍射峰。但是，根据在邻接的光学元件彼此之间从弯曲面的表面顶点至相互之间的边界的下沉量相互不同，在一光学元件与其两侧的邻接光学元件之间产生的衍射光的衍射峰相互错开。利用该错开作用，并根据使在一光学元件与一侧的邻接光学元件之间产生的衍射光的衍射峰和在一光学元件与相反侧的邻接光学元件之间产生的衍射光的衍射谷重叠，能够抑制将这些衍射光识别为虚像的识别者感觉到的亮度不均。此外，所谓衍射谷是指在衍射光的强度分布中成为衍射峰之间的凹处的部分。根据本公开的第二方式，在平视显示装置中，各光学元件通过在弯曲面的反射而使激光漫反射并从该弯曲面出射，若将1以上的奇数定义为m，将激光的波长定义为λ，将邻接的光学元件彼此的下沉量的差定义为ΔS，则ΔS≠m·λ/4成立。如该特征那样，在为各光学元件通过在弯曲面的反射而使激光漫反射并出射的结构的情况下，若邻接的光学元件彼此的下沉量的差ΔS与m·λ/4一致，则衍射光的衍射峰存在相互重叠的担忧。但是，根据使邻接的光学元件彼此的下沉量的差ΔS与m·λ/4不一致，能够可靠地避免衍射峰的重叠。因此，能够提高抑制识别者感觉到的亮度不均的效果的可靠性。根据本公开的第三方式，在平视显示装置中，各光学元件通过弯曲面中的反射而使激光漫反射并从与弯曲面相反一侧的光学面出射，若将1以上的奇数定义为m，将激光的波长定义为λ，将邻接的光学元件彼此的下沉量的差定义为ΔS，将屏幕部件的折射率定义为n，则ΔS≠m·λ/4/n成立。如该特征那样，在为各光学元件通过弯曲面中的反射而使激光漫反射并从与该弯曲面相反一侧的光学面出射的结构的情况下，若邻接的光学元件彼此的下沉量的差ΔS与m·λ/4/n一致，则衍射光的衍射峰存在相互重叠的担忧。但是，根据使邻接的光学元件彼此的下沉量的差ΔS与m·λ/4/n不一致，能够可靠地避免衍射峰的重叠。因此，能够提高抑制识别者感觉到的亮度不均的效果的可靠性。根据本公开的第四方式，在平视显示装置中，投射器投射包括呈现在峰值波长为490～530nm的范围内的绿色激光的多色激光，将绿色激光的峰值波长定义为λ。在该特征中，考虑多色激光中的呈现在490～530nm的范围内的绿色激光的峰值波长λ，即视见度较高的激光的峰值波长λ，避免衍射峰的重叠，从而能够提高抑制识别者感觉到的亮度不均的效果。根据本公开的第五方式，在平视显示装置中，投射器投射包括呈现在峰值波长为600～650nm的范围内的红色激光的多色激光，将红色激光的峰值波长定义为λ。在该特征中，考虑多色激光中的呈现在600～650nm的范围内的红色激光的峰值波长λ，即衍射角较大的激光的峰值波长λ，避免衍射峰的重叠，从而能够抑制在该大衍射角中容易引人注目的亮度不均。此外，在将下限的数值或者数式定义为MIN，将上限的数值或者数式定义为MAX时，在本说明书的记载中表示为“MIN～MAX”的范围是指包含MIN以及MAX双方的范围，即“MIN以上，MAX以下”的范围。然后，本专利技术的专利技术人们也得出了如下见解，即在激光通过邻接的光学元件之间的边界而出射时，因该边界处的衍射，而在出射光产生与出射角对应地波动的强度分布，从而因这样的边界衍射而引起亮度不均。因此，根据本公开的第六方式，在平视显示装置中，各光学元件形成为边界之间的元件宽度在邻接的光学元件彼此之间相互不同。在该特征中，即使通过邻接的光学元件之间的边界而出射的激光因衍射而相互干涉，从而在从这些光学元件出射的出射光产生波动的强度分布，强度分布的波形也与元件宽度的差对应地相互偏移。据此，从邻接的各光学元件出射的出射光在强度分布的波形偏移的状态下能够被识别者识别为虚像，因此能够进一步发挥抑制识别者感觉到的亮度不均的效果。附图说明针对本公开的上述目的以及其他目的、特征、优点通过参照所附的附图进行的下述的详细叙述而变得更加明确。图1是表示第一实施方式的HUD装置搭载于车辆的搭载状态的示意图。图2是表示第一实施方式的HUD装置的简要结构的立体图。图3是表示第一实施方式的HUD装置的显示状态的主视图。图4是表示第一实施方式的HUD装置的具体结构的示意图。图5是局部地表示第一实施方式的屏幕部件的俯视图。图6是局部地表示第一实施方式的屏幕部件的图，且是与图5的VIx-VIX线剖面以及VIy-VIy线剖面对应的示意图。图7是局部地表示比较例的屏幕部件的图，且是相当于图6的示意图。图8是用于对比较例的出射光的光程差进行说明的示意图。图9是用于对比较例的衍射光的强度分布进行说明的特性图。图10是用于对比较例的衍射光的重合进行说明的特性图。图11是用于对第一实施方式的出射光的光程差进行说明的示意图。图12是用于对第一实施方式的衍射光的强度分布进行说明的特性图。图13是用于对第一实施方式的衍射光的重合进行说明的特性图。图14是用于对第一实施方式的下沉量差的设定进行说明的特性图。图15是用于对第一实施方式的出射光的强度分布进行说明的特性图。图16是用于对第一实施方式的出射光的重合进行说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平视显示装置，向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)，将所述显示图像的虚像(70)显示为能够从所述移动体的室内对其进行识别，其特征在于，具备：投射器(10)，其投射成为所述显示图像的激光；以及屏幕部件(30)，其具有呈格子状排列的多个光学元件(32、2032、3032、4032、5032)，使从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光漫反射并导向所述投影面侧，各所述光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的弯曲面(33、2033、3033、4033、5033)，使通过该弯曲面并向所述投影面侧出射的所述激光漫反射，在邻接的所述光学元件彼此之间从所述弯曲面的表面顶点(34、2034、3034、4034、5034)至相互之间的边界(35、2035、3035、4035、5035)的下沉量(S、Sa、Sb)相互不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.06 JP 2013-021729;2013.09.20 JP 2013-195851.一种平视显示装置，通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)，将所述显示图像的虚像(70)显示为能够从所述移动体的室内对其进行识别，其特征在于，具备：投射器(10)，其投射成为所述显示图像的激光；以及屏幕部件(30)，其具有呈格子状排列的多个光学元件(32、2032、3032、4032、5032)，使从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光漫反射并导向所述投影面侧，各所述光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的弯曲面(33、2033、3033、4033、5033)，使通过该弯曲面并向所述投影面侧出射的所述激光漫反射，在邻接的所述光学元件彼此之间从所述弯曲面的表面顶点(34、2034、3034、4034、5034)至相互之间的边界(35、2035、3035、4035、5035)的下沉量(S、Sa、Sb)相互不同，各所述光学元件(32、2032、3032、4032)通过在所述弯曲面(33、2033、3033、4033)的反射使所述激光漫反射并从该弯曲面出射，若将1以上的奇数定义为m，将所述激光的波长定义为λ，将邻接的所述光学元件彼此的所述下沉量的差定义为ΔS，则ΔS≠m·λ/4成立。2.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，(2m-1)·λ/16＜ΔS＜(2m+1)·λ/16成立。3.根据权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于，ΔS＝m·λ/8成立。4.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，所述投射器投射包括呈现在峰值波长为490～530nm的范围内的绿色激光的多色所述激光，将所述绿色激光的峰值波长定义为所述λ。5.根据权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，所述投射器投射包括呈现在峰值波长为600～650nm的范围内的红色激光的多色所述激光，将所述红色激光的峰值波长定义为所述λ。6.一种平视显示装置，通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)，将所述显示图像的虚像(70)显示为能够从所述移动体的室内对其进行识别，其特征在于，具备：投射器(10)，其投射成为所述显示图像的激光；以及屏幕部件(30)，其具有呈格子状排列的多个光学元件(32、2032、3032、4032、5032)，使从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光漫反射并导向所述投影面侧，各所述光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的弯曲面(33、2033、3033、4033、5033)，使通过该弯曲面并向所述投影面侧出射的所述激光漫反射，在邻接的所述光学元件彼此之间从所述弯曲面的表面顶点(34、2034、3034、4034、5034)至相互之间的边界(35、2035、3035、4035、5035)的下沉量(S、Sa、Sb)相互不同，各所述光学元件(5032)通过所述弯曲面(5033)中的反射使所述激光漫反射并从与该弯曲面相反一侧的光学面(5036)出射，若将1以上的奇数定义为m，将所述激光的波长定义为λ，将邻接的所述光学元件彼此的所述下沉量的差定义为ΔS，将所述屏幕部件的折射率定义为n，则ΔS≠m·λ/4/n成立。7.根据权利要求6所述的平视显示装置，其特征在于，(2m-1)·λ/16/n＜ΔS＜(2m+1)·λ/16/n成立。8.根据权利要求7所述的平视显示装置，其特征在于，ΔS＝m·λ/8/n成立。9.一种平视显示装置，通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)，将所述显示图像的虚像(70)显示为能够从所述移动体的室内对其进行识别，其特征在于，具备：投射器(10)，其投射成为所述显示图像的激光；以及屏幕部件(30)，其具有呈格子状排列的多个光学元件(32、2032、3032、4032、5032)，使从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光漫反射并导向所述投影面侧，各所述光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且相互共通的弯曲形态的弯曲面(33、2033、3033、4033、5033)，使通过该弯曲面并向所述投影面侧出射的所述激光漫反射，在邻接的所述光学元件彼此之间从所述弯曲面的表面顶点(34、2034、3034、4034、5034)至相互之间的边界(35、2035、3035、4035、5035)的下沉量(S、Sa、Sb)相互不同，各所述光学元件(32、2032、3032、4032)通过在所述弯曲面(33、2033、3033、4033)的反射使所述激光漫反射并从该弯曲面出射，所述激光的峰值波长呈现在490～530nm的范围内，若将1以上的奇数定义为m，将邻接的所述光学元件彼此的所述下沉量的差定义为ΔS[单位nm]，则ΔS≠490·m/4～530·m/4成立。10.根据权利要求9所述的平视显示装置，其特征在于，490·(2m-1)/16＜ΔS＜530·(2m+1)/16成立。11.根据权利要求10所述的平视显示装置，其特征在于，ΔS＝490·m/8～530·m/8成立。12.一种平视显示装置，通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)，将所述显示图像的虚像(70)显示为能够从所述移动体的室内对其进行识别，其特征在于，具备：投射器(10)，其投射成为所述显示图像的激光；以及屏幕部件(30)，其具有呈格子状排列的多个光学元件(32、2032、3032、4032、5032)，使从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光漫反射并导向所述投影面侧，各所述光学元件在表面形成呈凸状弯曲以及凹状弯曲中任一种且...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤川卓之，安藤浩，山口昌之，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP