屏幕部件以及平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供屏幕部件以及平视显示装置。平视显示装置(100)通过向挡风玻璃(90)的投影面(91)投影显示图像(71)，使视觉确认者从眼动范围(60)视觉确认显示图像(71)的虚像(70)。该装置(100)所使用的屏幕(30)由多个微镜(34)构成。各微镜(34)分别具有以使激光朝向眼动范围(60)扩展的方式弯曲的凸曲面部(32)。屏幕(30)的扫描面(31)通过各凸曲面部(32)的排列形成。而且，在与扫描面(31)交叉的剖面上，邻接的各凸曲面部(32)的弯曲形状彼此不同。由此，对于微透镜阵列等的屏幕能够维持简单的构成，并减少由于激光的干涉而产生的显示图像的亮度的不均。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】屏幕部件以及平视显示装置本公开主张于2012年5月30日提出的日本专利申请2012-123541号的优先权，并在此引用其全部内容。
本公开涉及通过激光的扫描来描绘显示图像的屏幕部件、以及使用了该屏幕部件的平视显示装置。
技术介绍
以往，已知有通过将显示图像投影至车辆的挡风玻璃等，从预先假定的视区视觉确认显示图像的虚像的平视显示装置。作为这样的装置的一种，例如专利文献1公开了具备通过从光束产生器照射的扫描光束描绘显示图像的微透镜阵列的扫描光束平视显示装置。该微透镜阵列通过排列多个用于使激光朝向视区扩展的小型透镜来形成。另外，若向排列同一形状的小型透镜而成的专利文献1的微透镜阵列照射扫描光束，则被一个小型透镜衍射的激光和被与该一个小型透镜邻接的小型透镜衍射的激光干涉而相互增强。若各小型透镜的形状相同，则激光因干涉而相互增强的位置在显示图像中规则地排列。因此，即使使激光扫描，激光由于干涉而相互增强的位置实际上也不移动。因此，到达视区的激光的强度分布产生不均，进而视觉确认者视觉确认的显示图像产生不均。因此，在专利文献1公开的构成中，以对置的方式配置一组微透镜阵列。在以上的构成中，通过使通过了一个微透镜阵列的激光被另一个微透镜扩散，从而使由于干涉产生的强度分布的不均变得均匀。但是，在专利文献1的装置中，使用了多个微透镜阵列的情况下，还需要高精度地进行这些微透镜的对位，所以微透镜阵列所涉及的构成不可避免地复杂。专利文献1:日本特表2007－523369号公报(与WO2005/078511A1对应)
技术实现思路
本公开是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供对于微透镜阵列等的屏幕部件能够维持简单的构成，并减少由于激光的干涉而产生的显示图像的亮度的不均的技术。根据本公开的一方式，通过激光向扫描面的扫描，在扫描面描绘从预先规定的视区视觉确认的显示图像的屏幕部件的特征在于，具备多个光学元件，该多个光学元件分别具有以使激光朝向视区扩展的方式弯曲的弯曲面部，并通过各弯曲面部的排列来形成扫描面，在与扫描面交叉的剖面上，邻接的各弯曲面部的弯曲形状彼此不同。在上述屏幕部件中，在与扫描面交叉的剖面的弯曲面部的弯曲形状在邻接的光学元件间相互不同，从而在该弯曲面部衍射的激光由于干涉而相互增强位置被规定为不规则的排列。因此，通过用于描绘显示图像的激光的扫描，激光由于干涉而相互增强的位置随着时间的经过，以视觉确认者不能够感知的速度移动。因此，到达视区的激光的强度分布能够视为实际上均匀。如以上那样，通过排列剖面上的弯曲形状彼此不同的弯曲面部，能够避免屏幕部件的构成的复杂化，并减少由于激光的干涉而产生的显示图像的亮度的不均。附图说明通过以下参照附图对本专利技术的优选实施方式进行的详细描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征、优点会变得更加清楚，其中：图1A是用于说明本公开的第一实施方式的平视显示装置在车辆中的配置的图。图1B是示意地表示图1A所示的平视显示装置的构成的图。图2是用于详细地说明激光扫描仪的构成以及动作的图。图3是示意地表示在平视显示装置中作为屏幕使用的微镜阵列的构成的立体图。图4是示意地表示在作为屏幕使用的微镜阵列中，两种微镜的排列的图。图5是图4的V－V线剖视图。图6是用于说明微镜的形状的图。图7是用于说明微镜的形状与激光的能量分布的关系的图。图8是微镜的侧面图。图9是微镜的主视图。图10是图6的X－X线剖视图。图11是图6的XI－XI线剖视图。图12是图6的XII－XII线剖视图。图13是用于说明由于衍射而激光干涉的条件的图。图14是表示在扫描面，法线方向相同的部位的位置关系的图。图15是例示在本公开的第一实施方式中，由于激光的干涉产生的亮部的图案的图。图16是用于说明在本公开的第一实施方式中，重叠多个亮部的图案而成的虚像的图。图17是示意地表示在本公开的第二实施方式中，作为屏幕使用的微镜阵列的构成的立体图。图18是示意地表示在本公开的第二实施方式的微镜阵列中，三种微镜的排列的立体图。图19是示意地表示在本公开的第三实施方式中，作为屏幕使用的微镜阵列的构成的立体图。具体实施方式以下，根据附图对本公开的多个实施方式进行说明。并且，有时通过在各实施方式中对对应的构成要素赋予同一符号，从而省略重复的说明的情况。在各实施方式中仅说明构成的一部分的情况下，对该构成的其他的部分，能够应用先行说明的其他的实施方式的构成。另外，在各实施方式的说明中不仅明示的构成的组合，只要组合并不特别产生障碍，则即使未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)图1A、1B所示的本公开的第一实施方式的平视显示装置100例如被收纳在车辆的仪表板80内。平视显示装置100通过在车辆的挡风玻璃90等显示部件投影透过了封闭开口部51的透光性的防尘罩50的显示图像71，能够从预先假定的眼动范围(eyebox)60视觉确认显示图像71的虚像70。该眼动范围60例如规定为水平方向100～200毫米，铅直方向40～90毫米左右的大小。在挡风玻璃90的车厢侧的面形成有通过平视显示装置100投影了显示图像71的投影面91。投影到通过弯曲为凹面状而具有放大作用的投影面91的显示图像71的光通过该投影面91朝向眼动范围60反射，并到达视觉确认者的眼点61。感知该显示图像71的光的视觉确认者能够视觉确认在挡风玻璃90的前方成像的该显示图像71的虚像70。投影到投影面91的显示图像71是与车辆的铅直方向相比水平方向较大的长方形的图像。这是因为一般来说，与铅直方向相比视觉确认者的眼点61的移动在水平方向更容易。在显示图像71中例如，包含有标示安装了平视显示装置100的车辆的行驶速度、导航系统进行的行进方向的指示、以及车辆的警告等的图像部。(基本构成)首先，根据图1A～3对平视显示装置100的基本构成进行说明。平视显示装置100具备激光扫描仪10、屏幕30、以及凹面镜40。激光扫描仪10在铅直方向上隔着屏幕30配置在与投影面91相反的方向，并具有光源部13、光学部20、微机电系统(MicroElectroMechanicalSystems；MEMS)反射镜部26、以及控制器11。光源部13由三个激光投射部14、15、16等构成。各激光投射部14、15、16投射彼此不同的频率，即不同的色相的激光。具体而言，激光投射部14投射红色的激光。激光投射部15投射蓝色的激光。激光投射部16投射绿色的激光。如以上那样，通过对不同的色相的激光进行加色混合，能够再现各种颜色。各激光投射部14、15、16与控制器11连接。各激光投射部14、15、16基于来自控制器11的控制信号，投射各色相的激光。光学部20由三个准直透镜21、分色镜22、23、24、以及聚光透镜25等构成。各准直透镜21分别配置在各激光投射部14、15、16的激光的投射方向。准直透镜21通过使激光折射，来生成平行光。各分色镜22、23、24分别隔着各准直透镜21配置在各激光投射部14、15、16的投射方向。配置在激光投射部14的投射方向的分色镜22使表示红色的频率的光透过，并使其以外的频率的光反射。配置在激光投射部15的投射方向的分色镜23使表示蓝色的频率的光反射，并使其以外的频率的光透过。配置在激光投射部16的投射方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏幕部件，其为通过激光向扫描面(31)的扫描，在所述扫描面描绘从预先规定的视区(60)视觉确认的显示图像(71)的屏幕部件(30、230、330)，所述屏幕部件的特征在于，具备多个光学元件(34、234)，所述多个光学元件(34、234)分别具有以使激光朝向所述视区扩展的方式弯曲的弯曲面部(32、232)，并通过各个所述弯曲面部的排列来形成所述扫描面，在与所述扫描面交叉的剖面，邻接的所述各个弯曲面部的弯曲形状彼此不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.30 JP 2012-1235411.一种屏幕部件，其为通过激光向扫描面(31)的扫描，在所述扫描面描绘从预先规定的视区(60)视觉确认的显示图像(71)的屏幕部件(30、230、330)，其中，具备多个光学元件(34、234)，所述多个光学元件(34、234)分别具有以使激光衍射并朝向所述视区扩展的方式弯曲的凸曲面部(32、232)，并通过各个所述凸曲面部的排列来形成所述扫描面，照射至所述扫描面的所述激光的直径被设定为大于所述多个光学元件的每一个，在与所述扫描面交叉的剖面，邻接的各个所述凸曲面部的弯曲形状彼此不同，并且在各个所述凸曲面部衍射的激光由于干涉而相互增强的亮部的位置被规定为不规则的排列。2.根据权利要求1所述的屏幕部件，其中，各个所述凸曲面部形成四边形形状的轮廓(39)，所述扫描面通过相互交错地排列两种以上呈相互不同的弯曲形状的所述凸曲面部来形成。3.根据权利要求1所述的屏幕部件，其中，所述凸曲面部形成梯形形状的轮廓(39)，所述凸曲面部的上底(32u)与下底(32l)之比被规定在1∶1～1：2的范围。4.根据权利要求1所述的屏幕部件，其中，各个所述凸曲面部形成六边形形状的轮廓(239)，所述扫描面...

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