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JP6372346B2 - Head-up display - Google Patents

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JP6372346B2
JP6372346B2 JP2014260786A JP2014260786A JP6372346B2 JP 6372346 B2 JP6372346 B2 JP 6372346B2 JP 2014260786 A JP2014260786 A JP 2014260786A JP 2014260786 A JP2014260786 A JP 2014260786A JP 6372346 B2 JP6372346 B2 JP 6372346B2
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尚 山添
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Description

本発明は、実景に虚像を重ねて視認させるヘッドアップディスプレイに関する。   The present invention relates to a head-up display that allows a virtual image to be visually recognized on a real scene.

ヘッドアップディスプレイは、例えば、特許文献1に記載されているように、偏光した画像光を投影する偏光制御素子と、偏光制御素子の前面に離れて配置される偏光板と、偏光制御素子からの画像光をユーザ側に反射し、虚像として視認させる透過反射部と、を備え、偏光板は、偏光制御素子からヘッドアップディスプレイの外部に向かう画像光を透過し、ヘッドアップディスプレイの外部から入射した太陽光などの外光を偏光制御素子側に向かわせないように偏光するので、外光が偏光制御素子に照射されて温度上昇してしまうことを防止している。   For example, as described in Patent Document 1, the head-up display includes a polarization control element that projects polarized image light, a polarizing plate that is disposed in front of the polarization control element, and a polarization control element. And a transmission / reflection part that reflects the image light to the user side and visually recognizes it as a virtual image, and the polarizing plate transmits the image light from the polarization control element to the outside of the head-up display and enters from the outside of the head-up display. Polarization is performed so that external light such as sunlight is not directed to the polarization control element side, so that it is prevented that the external light is irradiated on the polarization control element and the temperature rises.

また、特許文献2に、微小ミラーからなる複数の画素を有するDMD(Digital Micro−mirror Device)を反射型の偏光制御素子として適用し、このDMDで画像光を生成し、生成した画像光をマイクロレンズアレイスクリーンに投影し、このマイクロレンズアレイスクリーンに表示された画像を透過反射面で反射することで虚像を視認させるヘッドアップディスプレイが開示されている。   Also, in Patent Document 2, a DMD (Digital Micro-mirror Device) having a plurality of pixels composed of micromirrors is applied as a reflection type polarization control element, and image light is generated by this DMD, and the generated image light is micro-converted. A head-up display is disclosed in which a virtual image is visually recognized by projecting onto a lens array screen and reflecting an image displayed on the microlens array screen with a transmission / reflection surface.

特開2000−131682号公報JP 2000-131682 A 特開2014−085657号公報JP 2014-085657 A

しかしながら、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイは、光学部材などを収容するケース体に、偏光制御素子を取り付ける係合部と、偏光板を取り付ける係合部とを備えているため、製造時に各部材をケース体に取り付ける工数が増えるため、製造コストが増加してしまうおそれがあった。   However, since the head-up display described in Patent Document 1 includes an engagement portion for attaching a polarization control element and an engagement portion for attaching a polarizing plate to a case body that accommodates an optical member or the like, Since the number of steps for attaching the member to the case body increases, the manufacturing cost may increase.

また、特許文献2に記載されているように、マイクロレンズアレイスクリーンと複数の微小ミラーからなるDMDを偏光制御素子として用いた場合、DMDの微小ミラーのパターンとマイクロレンズアレイの微小レンズのパターンとが干渉し、モアレを発生させてしまうおそれがあった。   Further, as described in Patent Document 2, when a DMD composed of a microlens array screen and a plurality of micromirrors is used as a polarization control element, the DMD micromirror pattern and the microlens array microlens pattern May interfere with each other and cause moire.

したがって、本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、モアレの発生を抑制しつつ、コストを低減することができるヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a head-up display that can reduce the cost while suppressing the occurrence of moire.

上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイは、照明光を出射する光源と、複数の画素を有し、前記照明光を変調して投影光を生成して反射する反射型表示器と、複数の配列された微小レンズを有し、前記反射型表示器が生成した前記投影光を拡散するレンズアレイスクリーンと、外部から入射する外光の一部を反射または吸収し、前記レンズアレイスクリーンまたは前記反射型表示器に向かう前記外光を低減する外光低減部材と、を備え、前記レンズアレイスクリーンで拡散された前記投影光により虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、前記レンズアレイスクリーンは、前記反射型表示器が生成した前記投影光の光軸に対して傾いて配置され、前記外光低減部材は、前記レンズアレイスクリーンの前面に、前記レンズアレイスクリーンの面に対して傾いて取り付けられるものである。   In order to achieve the above object, a head-up display according to the present invention includes a light source that emits illumination light and a plurality of pixels, and a reflective display that modulates the illumination light to generate and reflect projection light. A lens array screen that diffuses the projection light generated by the reflective display, and reflects or absorbs part of external light incident from the outside, and the lens array An external light reducing member that reduces the external light directed to the screen or the reflective display, and a head-up display that allows a virtual image to be visually recognized by the projection light diffused by the lens array screen, the lens array The screen is disposed to be inclined with respect to the optical axis of the projection light generated by the reflective display, and the external light reducing member is disposed in front of the lens array screen. The one in which is mounted inclined to the plane of the lens array screen.

本発明によれば、モアレの発生を抑制しつつ、コストを低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce costs while suppressing the occurrence of moire.

本発明の一実施形態におけるヘッドアップディスプレイを車両に搭載した概観図である。It is a general-view figure which mounted the head up display in one embodiment of the present invention in vehicles. 上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the head up display in the said embodiment. 上記実施形態における投影装置及びスクリーンモジュールの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the projection apparatus and screen module in the said embodiment.

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1に本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ(以下、HUDと記載)1の概略を示す。本実施形態に係るHUD1は、車両2のダッシュボード内に設置される。HUD1は、画像光100を車両2のウインドシールド2aへ出射する。ウインドシールド2aに反射された画像光100は、後述するアイボックス3に向けられる。ユーザの視点位置3aがアイボックス3内にある場合、ユーザは、画像光100により生成される所望の輝度の虚像Vを視認する。ユーザはウインドシールド2aを通して、車両2の前方の実景と重畳して、虚像Vが遠方にあるように認識する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a head-up display (hereinafter referred to as HUD) 1 according to the present embodiment. The HUD 1 according to the present embodiment is installed in the dashboard of the vehicle 2. The HUD 1 emits the image light 100 to the windshield 2 a of the vehicle 2. The image light 100 reflected by the windshield 2a is directed to an eye box 3 described later. When the user's viewpoint position 3 a is in the eye box 3, the user visually recognizes the virtual image V having a desired luminance generated by the image light 100. The user recognizes that the virtual image V is far away through the windshield 2a so as to overlap the real scene in front of the vehicle 2.

以下に、図2,3を参照し、HUD1の構成を説明する。図2は、HUD1の構成を示す概略断面図である。図3は、投影装置10及びスクリーンモジュール20の構成を説明するための図である。なお、図2,3を用いた説明において、光の進路でアイボックス3側を前面側、投影装置10側を背面側と表現する。   Hereinafter, the configuration of the HUD 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the HUD 1. FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the projection device 10 and the screen module 20. In the description using FIGS. 2 and 3, the eye box 3 side is expressed as the front side and the projection device 10 side is expressed as the back side in the light path.

HUD1は、図2に示すように、投影装置10と、スクリーンモジュール20と、折り返しミラー30と、凹面ミラー40と、これらを収納するケース体50と、HUD1の電気的な制御を行う図示しない制御部と、を備える。   As shown in FIG. 2, the HUD 1 is a projector (not shown) that performs electrical control of the projector 10, the screen module 20, the folding mirror 30, the concave mirror 40, the case body 50 that houses these, and the HUD 1. A section.

投影装置10は、図3に示すように、照明光300を出射する光源11と、光源ミラー12と、プリズム13と、反射型表示器14と、投射レンズ15と、を備え、虚像Vを生成するための投影光200をスクリーンモジュール20に向けて出射するものである。   As shown in FIG. 3, the projection device 10 includes a light source 11 that emits illumination light 300, a light source mirror 12, a prism 13, a reflective display 14, and a projection lens 15, and generates a virtual image V. The projection light 200 is emitted toward the screen module 20.

光源11は、例えば、赤色,青色,緑色の光をそれぞれ出力可能な複数のLEDを有し、前記制御部からの制御のもと、所望の色,光強度,タイミングで照明光300を出射する。また、本実施形態における投影装置10は、フィールドシーケンシャルカラー(Field Sequential Color)駆動方式を採用しており、各色の光源11が時分割的に照明光300を出射する。   The light source 11 includes, for example, a plurality of LEDs capable of outputting red, blue, and green light, and emits the illumination light 300 with a desired color, light intensity, and timing under the control of the control unit. . Further, the projection apparatus 10 according to the present embodiment employs a field sequential color driving method, and the light source 11 of each color emits the illumination light 300 in a time division manner.

光源ミラー12は、例えば合成樹脂材料やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、光源11からの照明光300を反射によって反射型表示器14へ適正な角度で入射させるものである。   The light source mirror 12 is formed by forming a reflective film on the surface of a base material made of, for example, a synthetic resin material or a glass material by means such as vapor deposition, and the illumination light 300 from the light source 11 is reflected to the reflective display 14. It is incident at an appropriate angle.

プリズム13は、光源ミラー12と反射型表示器14との間に配置され、光源ミラー12から入射する照明光300の光軸に対して所定の角度で傾いた傾斜面13aを有する。傾斜面13aに入射した光源ミラー12からの照明光300は、傾斜面13aを透過し、反射型表示器14に入射し、そして、反射型表示器14から出射した投影光200は、再びプリズム13に入射し、傾斜面13aにより投射レンズ15の方向へ反射する。   The prism 13 is disposed between the light source mirror 12 and the reflective display 14, and has an inclined surface 13a that is inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the illumination light 300 incident from the light source mirror 12. The illumination light 300 from the light source mirror 12 incident on the inclined surface 13a is transmitted through the inclined surface 13a, incident on the reflective display 14, and the projection light 200 emitted from the reflective display 14 is again the prism 13. And is reflected toward the projection lens 15 by the inclined surface 13a.

反射型表示器14は、例えば、複数の画素を有するDMD(Digital Micromirror Device)やLCoS(登録商標:Liquid Crystal on Silicon)などの反射型の表示デバイスであり、プリズム13から入射した照明光300を、前記制御部の制御のもと、虚像Vを表示するための投影光200に変調してプリズム13に向けて反射する。   The reflective display device 14 is a reflective display device such as a DMD (Digital Micromirror Device) or LCoS (registered trademark: Liquid Crystal on Silicon) having a plurality of pixels, and the illumination light 300 incident from the prism 13 is reflected on the reflective display device 14. Under the control of the control unit, the light is modulated to the projection light 200 for displaying the virtual image V and reflected toward the prism 13.

投射レンズ15は、例えば、凸レンズなどで形成され、プリズム13から入射する投影光200を拡大して、スクリーンモジュール20の方向へ出射する。   The projection lens 15 is formed of, for example, a convex lens, and expands the projection light 200 incident from the prism 13 and emits it in the direction of the screen module 20.

スクリーンモジュール20は、レンズアレイスクリーン21と、このレンズアレイスクリーン21の前面側に配置されるホットミラー22と、レンズアレイスクリーン21とホットミラー22とを、間に空隙Sを有するように係合するホルダ23と、を備え、それぞれを係合させてモジュール化したものであり、投影装置10から出射される投影光200に対して受光面(レンズアレイスクリーン21の背面側)が傾くように配置される。   The screen module 20 engages the lens array screen 21, the hot mirror 22 disposed on the front side of the lens array screen 21, and the lens array screen 21 and the hot mirror 22 with a gap S therebetween. And a holder 23, which are modularized by engaging with each other, and arranged so that the light receiving surface (the back side of the lens array screen 21) is inclined with respect to the projection light 200 emitted from the projection device 10. The

レンズアレイスクリーン21は、前面側に凸形状の微小レンズを複数配置したマイクロレンズアレイであり、投影装置10からの投影光200を背面で受光し、微小レンズで拡散して折り返しミラー30側に透過する。レンズアレイスクリーン21で拡散された一部の光は、折り返しミラー30や凹面ミラー40などを介してアイボックス3へ画像光100として配向される。レンズアレイスクリーン21は、アイボックス3内であれば視認される虚像Vの輝度が略均一に視認されるように、画像光100を配向する。
レンズアレイスクリーン21の法線方向21aは、投影装置10から出射される投影光200の光軸200aに対して角度θ1だけ傾いて配置される。角度θ1は、レンズアレイスクリーン21の微小レンズの配列パターンと、反射型表示器14の画素パターンとが干渉して発生するモアレが発生しない(視認できない程に軽減された)角度に設定され、具体的には概ね0.5〜3度の間で設定される。また、レンズアレイスクリーン21の前面側には、ホルダ23の後述する開口23aの背面側が係合される。
The lens array screen 21 is a microlens array in which a plurality of convex microlenses are arranged on the front side. The projection light 200 from the projection device 10 is received on the back side, diffused by the microlenses, and transmitted to the folding mirror 30 side. To do. Part of the light diffused by the lens array screen 21 is oriented as image light 100 to the eye box 3 via the folding mirror 30, the concave mirror 40, and the like. The lens array screen 21 orients the image light 100 so that the brightness of the virtual image V viewed in the eye box 3 is viewed substantially uniformly.
The normal direction 21a of the lens array screen 21 is disposed to be inclined by an angle θ1 with respect to the optical axis 200a of the projection light 200 emitted from the projection device 10. The angle θ1 is set to an angle at which moire generated due to interference between the microlens array pattern of the lens array screen 21 and the pixel pattern of the reflective display 14 does not occur (reduced so that it cannot be visually recognized). Specifically, it is set between about 0.5 to 3 degrees. The lens array screen 21 is engaged with the front side of a rear side of an opening 23 a described later of the holder 23.

ホットミラー22は、可視光線を透過し、赤外線を反射及び吸収する特性を有する。ホットミラー22は、レンズアレイスクリーン21を透過した可視光線からなる画像光100を効率よく折り返しミラー30側へ透過するとともに、外部から入射される太陽光(外光)のうち赤外線を反射及び吸収する。ホットミラー22の法線方向22aは、投影装置10から出射される投影光200の光軸200aに対して角度θ2だけ傾いて配置される。角度θ2は、角度θ1よりも大きい角度であり、ホットミラー22の前面側に入射した外光が折り返しミラー30側へ反射しないような角度に設定され、具体的には、概ね15度程度に設定される。また、ホットミラー22の背面側には、ホルダ23の後述する開口23aの前面側が係合される。   The hot mirror 22 has a characteristic of transmitting visible light and reflecting and absorbing infrared light. The hot mirror 22 efficiently transmits the image light 100 composed of visible light that has passed through the lens array screen 21 to the folding mirror 30 side, and reflects and absorbs infrared light from sunlight (external light) incident from the outside. . The normal direction 22a of the hot mirror 22 is arranged to be inclined by an angle θ2 with respect to the optical axis 200a of the projection light 200 emitted from the projection device 10. The angle θ2 is larger than the angle θ1, and is set to an angle at which the external light incident on the front side of the hot mirror 22 is not reflected to the folding mirror 30 side. Specifically, the angle θ2 is set to about 15 degrees. Is done. Further, the front side of an opening 23 a (described later) of the holder 23 is engaged with the back side of the hot mirror 22.

ホルダ23は、透光性の合成樹脂材料からなり、矩形の開口23aを有する矩形の筒状に形成される。ホルダ23の開口23aの一端は、他端に対して傾斜するように形成される。したがって、ホルダ23は、ホルダ23の開口23aの背面側にレンズアレイスクリーン21を配設し、前面側にホットミラー22を配設することで、レンズアレイスクリーン21に対してホットミラー22を傾けて配置することができる。   The holder 23 is made of a translucent synthetic resin material and is formed in a rectangular tube shape having a rectangular opening 23a. One end of the opening 23a of the holder 23 is formed to be inclined with respect to the other end. Therefore, the holder 23 is provided with the lens array screen 21 on the back side of the opening 23 a of the holder 23 and the hot mirror 22 on the front side, so that the hot mirror 22 is inclined with respect to the lens array screen 21. Can be arranged.

折り返しミラー30は、例えば合成樹脂材料やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、レンズアレイスクリーン21により拡散された画像光100を後述する凹面ミラー40に向けて反射させるものである。   The folding mirror 30 is formed by forming a reflective film on the surface of a base material made of, for example, a synthetic resin material or a glass material by means of vapor deposition or the like, and a concave mirror described later for the image light 100 diffused by the lens array screen 21. Reflected toward 40.

凹面ミラー40は、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、凹面ミラー40の曲率は凹状の自由曲面を有し、折り返しミラー30で反射された画像光100を拡大してウインドシールド2aに向けて反射する。   The concave mirror 40 is formed, for example, by forming a reflection film on the surface of a base material made of a synthetic resin material by means such as vapor deposition. The curvature of the concave mirror 40 has a concave free-form surface. The reflected image light 100 is enlarged and reflected toward the windshield 2a.

ケース体50は、例えばアルミニウムなどの金属材料からなり略箱型の部材であって、内部に種々の係合部(図示しない)が設けられ、本実施形態においては、投影装置10と、スクリーンモジュール20と、折り返しミラー30と、凹面ミラー40と、を所定の位置関係で保持する。また、ケース体50の内面は、例えば黒色に塗装されており、HUD1の外部や投影装置10に起因する迷光を生じにくくする。また、ケース体50の前面側には、凹面ミラー40が反射する画像光100を透過する透明樹脂材料などで形成される透光部51が設けられる。   The case body 50 is a substantially box-shaped member made of, for example, a metal material such as aluminum, and is provided with various engaging portions (not shown) therein. In the present embodiment, the projection device 10 and the screen module are provided. 20, the folding mirror 30, and the concave mirror 40 are held in a predetermined positional relationship. Further, the inner surface of the case body 50 is painted black, for example, so that stray light caused by the outside of the HUD 1 or the projection device 10 is less likely to occur. Further, a translucent portion 51 formed of a transparent resin material or the like that transmits the image light 100 reflected by the concave mirror 40 is provided on the front surface side of the case body 50.

以上が本実施形態におけるHUD1の構成であり、本実施形態におけるHUD1は、照明光300を出射する光源11と、複数の画素を有し、光源11が出射する照明光300を変調して投影光200を生成して反射する反射型表示器14と、複数の配列された微小レンズを有し、反射型表示器14が生成した投影光200を拡散するレンズアレイスクリーン21と、外部から入射する外光の一部を反射または/および吸収し、レンズアレイスクリーン21または反射型表示器14に向かう外光を低減するホットミラー22と、を備え、レンズアレイスクリーン21で拡散された投影光200により虚像Vを視認させ、レンズアレイスクリーン21は、反射型表示器14が生成した投影光200の光軸200aに対して傾いて配置され、ホットミラー22は、レンズアレイスクリーン21の前面に、レンズアレイスクリーン21の面に対して傾いて取り付けられるものである。   The above is the configuration of the HUD 1 in the present embodiment. The HUD 1 in the present embodiment has a light source 11 that emits the illumination light 300 and a plurality of pixels. The projection light is modulated by modulating the illumination light 300 that the light source 11 emits. A reflective display 14 for generating and reflecting 200, a lens array screen 21 having a plurality of arrayed microlenses and diffusing the projection light 200 generated by the reflective display 14, and an external incident from the outside A hot mirror 22 that reflects or / and absorbs part of the light and reduces external light directed to the lens array screen 21 or the reflective display 14, and a virtual image by the projection light 200 diffused by the lens array screen 21 V is visually recognized, and the lens array screen 21 is arranged to be inclined with respect to the optical axis 200a of the projection light 200 generated by the reflective display 14, and Mirror 22, the front surface of the lens array screen 21 is to be attached inclined with respect to the surface of the lens array screen 21.

このように、レンズアレイスクリーン21を投影光200の光軸200aに対して傾いて配置することでモアレを軽減することができる。さらに、ホットミラー22をレンズアレイスクリーン21の前面に傾けて配置することで、ホットミラー22は、レンズアレイスクリーン21から出射される画像光100の向きとは異なる方向に外光を反射することができ、外光の反射光がアイボックス3に向かうことで発生する虚像Vのコントラスト低下を抑制することができる。また、ホットミラー22をレンズアレイスクリーン21の前面に取り付け、スクリーンモジュール20としてモジュール化することにより、ケース体50にレンズアレイスクリーン21,ホットミラー22とを個別に取り付けるよりも製造時の工数を削減でき、コストダウンが可能となる。   As described above, the lens array screen 21 is arranged to be inclined with respect to the optical axis 200a of the projection light 200, so that moire can be reduced. Further, by arranging the hot mirror 22 to be inclined to the front surface of the lens array screen 21, the hot mirror 22 can reflect outside light in a direction different from the direction of the image light 100 emitted from the lens array screen 21. In addition, it is possible to suppress a decrease in contrast of the virtual image V that occurs when reflected light of outside light travels toward the eye box 3. Further, by attaching the hot mirror 22 to the front surface of the lens array screen 21 and modularizing it as the screen module 20, it is possible to reduce the number of man-hours for manufacturing than attaching the lens array screen 21 and the hot mirror 22 to the case body 50 individually. And cost reduction is possible.

また、ホルダ23は、開口23aを有する筒形状であり、開口23aの背面にレンズアレイスクリーン21を係合し、開口23aの前面に前記外光低減部材を係合し、レンズアレイスクリーン21とホットミラー22とをホルダ23を間に介してモジュール化することで、レンズアレイスクリーン21に対してホットミラー22を精度よく傾けることができる。スクリーンモジュール20をケース体50の図示しない係合部に組み付けることで、製造時の工数を増加させることなく、レンズアレイスクリーン21とホットミラー22双方の角度を精度よく規定することができる。   The holder 23 has a cylindrical shape having an opening 23a. The lens array screen 21 is engaged with the back surface of the opening 23a, and the external light reducing member is engaged with the front surface of the opening 23a. By modularizing the mirror 22 with the holder 23 therebetween, the hot mirror 22 can be tilted with respect to the lens array screen 21 with high accuracy. By assembling the screen module 20 to the engaging portion (not shown) of the case body 50, the angles of both the lens array screen 21 and the hot mirror 22 can be accurately defined without increasing the number of man-hours for manufacturing.

なお、スクリーンモジュール20は、ホルダ23を有さずに、レンズアレイスクリーン21とホットミラー22とを、レンズアレイスクリーン21に対してホットミラー22が傾いて配置されるように、接着剤で接着する構成であってもよい。   The screen module 20 does not have the holder 23 and bonds the lens array screen 21 and the hot mirror 22 with an adhesive so that the hot mirror 22 is inclined with respect to the lens array screen 21. It may be a configuration.

また、本実施形態におけるホルダ23を、レンズアレイスクリーン21より熱伝導率が低い部材で形成してもよい。斯かる構成により、ホットミラー22が外光照射により高温になった場合でもホルダ23を介して、レンズアレイスクリーン21に熱が伝わりにくくなるため、レンズアレイスクリーン21が熱により膨張して光学特性が変化し、ユーザが視認する虚像Vの表示品位が低下してしまうことを防止することできる。また、ホルダ23は、レンズアレイスクリーン21とホットミラー22との間に空隙Sを有するように、レンズアレイスクリーン21及びホットミラー22と係合するため、ホットミラー22の熱が空隙Sを介してレンズアレイスクリーン21に伝達されにくくなっている。   Further, the holder 23 in the present embodiment may be formed of a member having a lower thermal conductivity than the lens array screen 21. With such a configuration, even when the hot mirror 22 is heated to high temperatures due to external light irradiation, heat is hardly transmitted to the lens array screen 21 via the holder 23, so that the lens array screen 21 expands due to heat and has optical characteristics. It can prevent that the display quality of the virtual image V which a user changes visually falls. Further, since the holder 23 is engaged with the lens array screen 21 and the hot mirror 22 so that there is a gap S between the lens array screen 21 and the hot mirror 22, the heat of the hot mirror 22 passes through the gap S. It is difficult to be transmitted to the lens array screen 21.

また、ホットミラー22は、レンズアレイスクリーン21が投影光200の光軸200aに対して傾いた方向と同じ方向にさらに傾くように配置されていてもよい。斯かる構成により、ホットミラー22とレンズアレイスクリーン21との相対的な傾きを小さく抑えつつ、投影光200の光軸200aに対してホットミラー22の法線方向22a大きく傾けることができる。ホットミラー22とレンズアレイスクリーン21との相対的な傾きを小さく抑えることで、レンズアレイスクリーン21が出射する画像光100がホットミラー22の背面で反射されにくく、効率よく透過するため、画像光100の損失を抑えて虚像Vを表示することができる。また、投影光200の光軸200aに対してホットミラー22の法線方向22aを大きく傾けることで、ホットミラー22の前面で反射される外光の向きとホットミラー22を透過する画像光100の向きとを大きく異ならせることができ、外光の反射光がアイボックス3に向かうことで発生する虚像Vのコントラスト低下を抑制することができる。   Further, the hot mirror 22 may be arranged such that the lens array screen 21 is further tilted in the same direction as the tilted direction with respect to the optical axis 200 a of the projection light 200. With such a configuration, the normal direction 22a of the hot mirror 22 can be greatly inclined with respect to the optical axis 200a of the projection light 200 while suppressing the relative inclination between the hot mirror 22 and the lens array screen 21 to be small. By suppressing the relative inclination between the hot mirror 22 and the lens array screen 21 to be small, the image light 100 emitted from the lens array screen 21 is less likely to be reflected by the back surface of the hot mirror 22 and is efficiently transmitted. The virtual image V can be displayed while suppressing the loss of the image. Further, by tilting the normal direction 22a of the hot mirror 22 with respect to the optical axis 200a of the projection light 200, the direction of the external light reflected by the front surface of the hot mirror 22 and the image light 100 transmitted through the hot mirror 22 are increased. The direction can be made greatly different, and the contrast reduction of the virtual image V that occurs when the reflected light of the outside light goes to the eye box 3 can be suppressed.

また、ホルダ23は、透光性の部材で形成されるので、レンズアレイスクリーン21を透過した投影光200が遮光されることなく、効率よく折り返しミラー30に向かわせることができる。   Further, since the holder 23 is formed of a translucent member, the projection light 200 transmitted through the lens array screen 21 can be efficiently directed to the folding mirror 30 without being blocked.

また、ケース体50は、レンズアレイスクリーン21と係合し、ホットミラー22と係合しないようにしてもよい。斯かる構成により、ホットミラー22の熱がケース体50の係合部(図示しない)に伝わることで、前記係合部が熱膨張し、ホットミラー22の設置角度が変化してしまうことを防止することができる。   Further, the case body 50 may be engaged with the lens array screen 21 and not engaged with the hot mirror 22. With such a configuration, the heat of the hot mirror 22 is transmitted to the engaging portion (not shown) of the case body 50, thereby preventing the engaging portion from thermally expanding and changing the installation angle of the hot mirror 22. can do.

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。   In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known unimportant technical matters is appropriately omitted.

1 HUD(ヘッドアップディスプレイ)
2 自車両
2a ウインドシールド(透過反射面)
3 アイボックス
3a ユーザの視点位置
10 投影装置
11 光源
12 光源ミラー
13 プリズム
14 反射型表示器
15 投射レンズ
20 スクリーンモジュール
21 レンズアレイスクリーン
22 ホットミラー(外光低減部材)
23 ホルダ
23a 開口
30 折り返しミラー
40 凹面ミラー
50 ケース体
51 透光部

100 画像光
200 投影光
200a 投影光の光軸
300 照明光

S 空隙
V 虚像


1 HUD (head-up display)
2 Own vehicle 2a Windshield (transmission reflection surface)
3 Eye box 3a User's viewpoint position 10 Projector 11 Light source 12 Light source mirror 13 Prism 14 Reflective display 15 Projection lens 20 Screen module 21 Lens array screen 22 Hot mirror (external light reducing member)
23 Holder 23a Opening 30 Folding mirror 40 Concave mirror 50 Case body 51 Translucent part

100 Image light 200 Projection light 200a Optical axis of projection light 300 Illumination light

S gap V virtual image


Claims (6)

照明光を出射する光源と、
複数の画素を有し、前記照明光を変調して投影光を生成して反射する反射型表示器と、
複数の配列された微小レンズを有し、前記反射型表示器が生成した前記投影光を拡散するレンズアレイスクリーンと、
外部から入射する外光の一部を反射または吸収し、前記レンズアレイスクリーンまたは前記反射型表示器に向かう前記外光を低減する外光低減部材と、を備え、前記レンズアレイスクリーンで拡散された前記投影光により虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記レンズアレイスクリーンは、前記反射型表示器が生成した前記投影光の光軸に対して傾いて配置され、
前記外光低減部材は、前記レンズアレイスクリーンの前面に、前記レンズアレイスクリーンの面に対して傾いて取り付けられる、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
A light source that emits illumination light;
A reflective display that has a plurality of pixels and modulates the illumination light to generate and reflect projection light;
A lens array screen having a plurality of microlenses arranged to diffuse the projection light generated by the reflective display;
An external light reducing member that reflects or absorbs part of external light incident from the outside and reduces the external light directed to the lens array screen or the reflective display, and is diffused by the lens array screen A head-up display for visually recognizing a virtual image by the projection light,
The lens array screen is disposed to be inclined with respect to the optical axis of the projection light generated by the reflective display,
The external light reduction member is attached to the front surface of the lens array screen so as to be inclined with respect to the surface of the lens array screen.
A head-up display.
前記外光低減部材は、前記レンズアレイスクリーンが前記投影光の光軸に対して傾いた方向と同じ方向にさらに傾いて配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
The outside light reducing member is further inclined in the same direction as the direction in which the lens array screen is inclined with respect to the optical axis of the projection light.
The head-up display according to claim 1.
開口を有する筒形状に形成され、前記開口の一方に前記レンズアレイスクリーンを係合し、前記開口の他方に前記外光低減部材を係合するホルダをさらに備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ。
A cylindrical shape having an opening, further comprising a holder for engaging the lens array screen with one of the openings and engaging the external light reducing member with the other of the openings;
The head-up display according to claim 1, wherein the head-up display is provided.
前記ホルダは、前記レンズアレイスクリーンより熱伝導率が低い部材で形成される、
ことを特徴とする請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。
The holder is formed of a member having a lower thermal conductivity than the lens array screen.
The head-up display according to claim 3.
前記ホルダは、透光性の部材で形成される、
ことを特徴とする請求項3または4に記載のヘッドアップディスプレイ。
The holder is formed of a translucent member.
The head-up display according to claim 3 or 4, characterized in that.
前記レンズアレイスクリーンと前記外光低減部材とを少なくとも収納するケース体をさらに備え、
前記ケース体は、前記レンズアレイスクリーンと係合し、前記外光低減部材と係合しない、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
A case body for storing at least the lens array screen and the external light reducing member;
The case body engages with the lens array screen and does not engage with the external light reducing member;
The head-up display according to claim 1, wherein the head-up display is provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110873954A (en) * 2018-08-30 2020-03-10 松下知识产权经营株式会社 Display system, electron mirror system, and moving object

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6563711B2 (en) * 2015-06-24 2019-08-21 デクセリアルズ株式会社 Head-up display device
EP3404484A4 (en) * 2016-01-12 2019-09-11 Kuraray Co., Ltd. Screen for display
JP6604287B2 (en) * 2016-08-05 2019-11-13 株式会社デンソー Head-up display device
JP6923322B2 (en) * 2017-01-18 2021-08-18 デュアリタス リミテッド Image display device
US10114217B2 (en) 2017-02-23 2018-10-30 GM Global Technology Operations LLC Solar load managing head-up display system and device
DE102017214592A1 (en) 2017-08-22 2019-02-28 Continental Automotive Gmbh Head-Up Display
JP6984359B2 (en) * 2017-11-30 2021-12-17 日本精機株式会社 Head-up display
JP7000937B2 (en) * 2018-03-16 2022-01-19 株式会社リコー Display devices and equipment
JP6697754B2 (en) * 2018-08-30 2020-05-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Display system, electronic mirror system and moving body
CN109597208A (en) * 2019-01-31 2019-04-09 延锋伟世通电子科技(上海)有限公司 A kind of spuious photo structure of vehicle-mounted head-up display elimination
CN113433693A (en) * 2021-06-16 2021-09-24 合肥疆程技术有限公司 Display system, vehicle-mounted head-up display and vehicle
CN115220231A (en) * 2022-06-29 2022-10-21 南阳利达光电有限公司 Method for realizing light inclination of HUD scattering screen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4788882B2 (en) * 2005-08-29 2011-10-05 日本精機株式会社 Head-up display device
JP2007272061A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Denso Corp Headup display device
JP2012003092A (en) * 2010-06-18 2012-01-05 Nippon Seiki Co Ltd Field sequential image display apparatus
JP2013174855A (en) * 2012-01-24 2013-09-05 Nippon Seiki Co Ltd Head-up display device
JP5888003B2 (en) * 2012-02-29 2016-03-16 日本精機株式会社 Head-up display device
JP2013180713A (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Nippon Seiki Co Ltd On-vehicle display device
JP6056246B2 (en) * 2012-07-30 2017-01-11 株式会社Jvcケンウッド Image display device
JP6160078B2 (en) * 2012-12-26 2017-07-12 日本精機株式会社 Image projection device for vehicle
JP2014149405A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Nippon Seiki Co Ltd Head-up display device
FR3018929B1 (en) * 2014-03-21 2017-07-07 Thales Sa VISUALIZATION DEVICE COMPRISING A VARIABLE REFLECTION RATE COMBINER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110873954A (en) * 2018-08-30 2020-03-10 松下知识产权经营株式会社 Display system, electron mirror system, and moving object
CN110873954B (en) * 2018-08-30 2021-07-06 松下知识产权经营株式会社 Display system, electron mirror system, and moving object

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