平视显示器制造技术

平视显示器装置向挡风玻璃(22)投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像，具备：显示图像的显示元件(13)、和将显示元件的图像导向挡风玻璃(22)并形成所述虚像的投射光学系统。投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，挡风玻璃(22)的左右方向的曲率半径Rx满足0.05＜EBx/Rxmax＜0.50。EBx：观察者能够视觉辨认所述虚像的X方向眼观察区尺寸，Rxmax：挡风玻璃(22)的光线使用区域中的Rx的最大值。

Head-up Display

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平视显示器
本公开涉及将显示图像作为虚像而使观察者视觉辨认的平视显示器。
技术介绍
专利文献1公开了一种显示装置，第1反射部件的反射面为凸面形状，第2反射部件的反射面为凹面形状。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第WO2015/098078号公报
技术实现思路
-专利技术要解决的课题-在由反射面为凸面形状的反射部件和凹面形状的反射部件构成的、所谓的长焦类型的显示装置中，在挡风玻璃(风防玻璃)的光焦度(折射能力)较大的情况下，若谋求大画面化，则难以避免光线与平视显示器的结构部件的干扰。-解决课题的手段-本公开中的平视显示器是一种向挡风玻璃投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像的平视显示器装置，具备：显示图像的显示元件、将显示元件的图像导向挡风玻璃并形成所述虚像的投射光学系统。投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，挡风玻璃的左右方向的曲率半径Rx满足下述的条件(1)，0.05＜EBx/Rxmax＜0.50···(1)这里，在将从观察者观察的左右方向设为X轴时，EBx：观察者能够视觉辨认所述虚像的X方向上的眼观察区尺寸，Rxmax：挡风玻璃的光线使用区域中的曲率半径Rx的最大值。-专利技术效果-通过本公开，在避免光线与平视显示器的结构部件的干扰的情况下，能够提供一种大画面的平视显示器。附图说明图1是表示搭载有实施方式1中的平视显示器的车辆的剖面的示意图。图2是表示用于对实施方式1中的平视显示器进行说明的光学剖面的示意图。图3是表示用于对实施方式1中的平视显示器中的挡风玻璃的X方向的局部曲率Rx进行说明的光学剖面的示意图。图4是表示用于对实施方式1中的平视显示器中的挡风玻璃的Y方向的局部曲率Ry进行说明的光学剖面的示意图。图5是实施方式1中的平视显示器中的挡风玻璃的倾斜角θz的说明图。图6是表示实施方式1中的平视显示器中的第1反射镜的坐标系和第1反射镜的Xm1方向局部曲率RxM1、第1反射镜的Ym1方向局部曲率RyM1的示意图。图7是表示实施方式1中的平视显示器中的第2反射镜的坐标系和第2反射镜的Xm2方向局部曲率RxM2、第2反射镜的Ym2方向局部曲率RyM2的示意图。图8是表示实施方式1～8中的平视显示器中的显示元件的坐标系的概略图。图9是表示实施方式1～8中的平视显示器投影图像的挡风玻璃的概略图。具体实施方式以下，适当地参照附图，对实施方式详细进行说明。其中，可能省略非必要详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。另外，附图以及以下的说明是本领域技术人员为了充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。(实施方式1)参照附图来对实施方式1所涉及的平视显示器进行说明。另外，关于本实施方式1所涉及的平视显示器所涉及的具体的数值，在数值实施例1～8中后述。[1.结构][1.1概略结构]图1是表示搭载有实施方式1所涉及的平视显示器的、车辆的剖面的示意图。投影图像的平视显示器10被配置于车辆20的仪表盘21的内部。平视显示器10在被配置于车辆20的透光性的被投影部件即挡风玻璃22(风防玻璃)投影图像，由此在挡风玻璃22的与观察者30侧相反的一侧形成平视显示器10所投影的图像的虚像40。观察者30能够通过挡风玻璃22来视觉辨认由平视显示器10投影的图像的虚像40。图1所示的双点划线表示被投影的图像的中心光路L，在以下的说明中，中心光路L也通过双点划线来图示。图2是实施方式1所涉及的平视显示器10的示意图。平视显示器10在作为被投影部件的挡风玻璃22投影图像，在相对于挡风玻璃22，与观察者30相反的一侧形成虚像40。平视显示器10具备：作为投影部件的显示元件13、将显示于显示元件13的图像导向挡风玻璃22并形成虚像40的投射光学系统。投射光学系统具备第1反射镜M1和第2反射镜M2。第2反射镜M2相对于挡风玻璃22被配置于大致铅垂下方，将来自显示元件13的光经由第1反射镜M1，导向挡风玻璃22。第1反射镜M1的反射面是凹面形状。第2反射镜M2的反射面是凹面形状。由此，观察者30能够通过挡风玻璃22，视觉辨认图像的虚像40。针对投影于挡风玻璃22的图像，观察者30能够从预先假定的视觉辨认区域即眼观察区31(EyeBox)视觉辨认图像的虚像40。另外，也可以在使来自显示元件13的光到达第2反射镜M2的光路配置多个透镜元件、反射部件等的光学元件。[1.2挡风玻璃]图3表示挡风玻璃的Xc-Yc剖面，是对实施方式1～8中的挡风玻璃22的、从驾驶员观察的左右方向的局部曲率Rx进行说明的说明图。此外，在图3，也图示挡风玻璃22的局部坐标系(xl、yl、zl坐标)。图4表示挡风玻璃的Xc-Zc剖面，是对实施方式1～8中的挡风玻璃22的、从驾驶员观察的上下方向的局部曲率Ry进行说明的说明图。也图示挡风玻璃22的局部坐标系(xl、yl、zl坐标)。图5是对实施方式1～8中的挡风玻璃22的倾斜角θz进行说明的说明图。设为将挡风玻璃的反射面的形状进行定义的定义式的原点Ol、原点Ol处的反射面的法线向量N1、任意的反射面上的点处的法线向量N2，将法线向量N1与法线向量N2所成的角设为倾斜角θz。[1.3第1反射镜]图6图示第1反射镜M1的坐标系(Xm1、Ym1、Zm1坐标)和第1反射镜定义式的原点Om1。第1反射镜M1的坐标系的Z轴即Zm1由通过第1反射镜定义式的原点Om1的反射面的法线方向定义，Xm1、Ym1是与Zm1垂直的分量。Xm1是图6所示的第1反射镜M1的长边方向，这一般从作为驾驶员等的观察者30来看为左右方向。Ym1是图6所示的第1反射镜M1的短边方向，这一般从观察者30来看为上下方向。此外，表示在与实施方式1～8中的第1反射镜M1的Xm1-Zm1平面平行的平面上定义的X方向的局部曲率RxM1、在与Ym1-Zm1平面平行的平面上定义的Y方向的局部曲率RyM1。[1.4第2反射镜]图7图示第2反射镜M2的坐标系(Xm2、Ym2、Zm2坐标)和第2反射镜定义式的原点Om2。第2反射镜M2的坐标系的Z轴即Zm2由通过第2反射镜定义式的原点Om2的反射面的法线方向定义，Xm2、Ym2是与Zm2垂直的分量。Xm2是图7所示的第2反射镜M2的长边方向，这一般从观察者30来看为左右方向。Ym2是图7所示的第2反射镜M2的短边方向，这一般从观察者30来看为上下方向。此外，表示在与实施方式1～8中的第2反射镜M2的Xm2-Zm2平面平行的平面上定义的X方向的局部曲率RxM2、在与Ym2-Zm2平面平行的平面上定义的Y方向的局部曲率RyM2。[1.5显示元件]图8是表示实施方式1中的显示元件的坐标系的概略图。在实施方式1中，作为投影部件即显示元件13的一个例子，说明了LCD(LiquidCrystalDisplay)。显示元件也可以是有机发光二极管(电致发光)、荧光显示装置(七段)等离子显示器等的显示装置。此外，也可以是投影仪、扫描式激光器。因此，显示元件并不限定于LCD。[2.条件以及效果等]平视显示器10在作为被投影部件的挡风玻璃22投影图像，在相对于被投影部件而与观察者30相反的一侧形成虚像40。平视显示器10具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平视显示器，是向挡风玻璃投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像的平视显示器装置，所述平视显示器具备：显示元件，显示所述图像；和投射光学系统，将所述显示元件的图像导向所述挡风玻璃并形成所述虚像，所述投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，所述挡风玻璃的左右方向的曲率半径Rx满足下述的条件(1)，0.05＜EBx/Rxmax＜0.50···(1)这里，在将从所述观察者观察的左右方向设为X轴时，EBx：所述观察者能够视觉辨认所述虚像的X方向上的眼观察区尺寸，Rxmax：所述挡风玻璃的光线使用区域中的曲率半径Rx的最大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.11.07 JP 2017-2144111.一种平视显示器，是向挡风玻璃投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像的平视显示器装置，所述平视显示器具备：显示元件，显示所述图像；和投射光学系统，将所述显示元件的图像导向所述挡风玻璃并形成所述虚像，所述投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，所述挡风玻璃的左右方向的曲率半径Rx满足下述的条件(1)，0.05＜EBx/Rxmax＜0.50···(1)这里，在将从所述观察者观察的左右方向设为X轴时，EBx：所述观察者能够视觉辨认所述虚像的X方向上的眼观察区尺寸，Rxmax：所述挡风玻璃的光线使用区域中的曲率半径Rx的最大值。2.一种平视显示器，是向挡风玻璃投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像的平视显示器装置，所述平视显示器具备：显示元件，显示所述图像；和投射光学系统，将所述显示元件的图像导向所述挡风玻璃并形成所述虚像，所述投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，所述挡风玻璃的铅垂方向的曲率半径Ry满足下述的条件(2)，0.05＜EBy/Rymax＜0.50···(2)这里，在将从所述观察者观察的上下方向设为Y轴时，EBy：所述观察者能够视觉辨认所述虚像的Y方向上的眼观察区尺寸，Rymax：所述挡风玻璃的光线使用区域中的曲率半径Ry的最大值。3.一种平视显示器，是向挡风玻璃投影图像并形成观察者能视觉辨认的虚像的平视显示器装置，所述平视显示器具备：显示元件，显示所述图像；和投射光学系统，将所述显示元件的图像导向所述挡风玻璃并形成所述虚像，所述投射光学系统具有反射面为凹面的至少2个反射镜，所述挡风玻璃满足下述的条件(3)，1.0°＜|θzmax-θzmin|＜6.0°···(3)这里，θz：与通过对所述挡风玻璃的形状进行定义的定义式的原点的切平面垂直的法线向量、和所述挡风玻璃上的任意的点处的切平面的法线向量所成的角，θzmax：θz的最大值，θzmin：θz的最小值。4.根据权利要求1至3的任意一项所述的平视显示器，其中，在从所述显示元件向所述挡风玻璃的光路中，将位于最接近于所述显示元件的一侧的反射镜设为第1反射镜，将最接近于所述挡风玻璃的一侧的反射镜设为第2反射镜时，满足下述的条件(4)，0.5＜LM/LD＜8.0···(4)这里，LM：从所述显示元件向所述挡风玻璃的所述投射光学系统的中心光路L中的所述第1反射镜与所述第2反射镜的间隔，LD：从所述显示元件向所述挡风玻璃的所述投射光学系统的中心光路中的、从所述显示元件到所述第1反射镜为止的中心光路L中的间隔。5.根据权利要求1至3的任意一项所述的平视显示器，其中，在从所述显示元件向所述挡风玻璃的光路中，将位于最接近于所述显示元件的一侧的反射镜设为第1反射镜，将最接近于所述挡风玻璃的一侧的反射镜设为第2反射镜时，满足下述的条件(5)，0.0＜(LD+LM)/V＜0.2···(5)这里，LM：从所述显示元件向所述挡风玻璃的所述投射光学系统的中心光路中的所述第1反射镜与所述第2反射镜的间隔，LD：从所述显示元件向所述挡风玻璃的所述投射光学系统的中心光路中的、从所述显示元件到所述第1反射镜为止...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本智明，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP