CN105408804A - 平视显示器装置 - Google Patents

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Abstract

在扩散从投射器(10)入射的激光并引导至投影面(91)侧的屏幕部件(30)中，格子状排列的各光学元件(32)将呈共通的凸状弯曲形态的弯曲面(33)形成为表面，扩散从该弯曲面(33)向投影面(91)侧出射的激光。各光学元件(32)具备成为基准的多个基准元件(32A)和在各基准元件(32A)的周边分别邻接有多个的周边元件(32B、32C、32D、32E、32F)。各基准元件(32A)与邻接的周边元件(32B、32C、32D、32E、32F)各自的弯曲面的面顶点(34)彼此呈阶梯状地偏移而形成。各基准元件(32A)在与邻接的周边元件(32B、32C、32D、32E、32F)各自之间产生的阶差量(δ1、δ2、δ3、δ4、δ5)相互不同。

Description

平视显示器装置
本申请的公开内容以通过参照而引入本申请的于2013年7月24日申请的日本专利申请2013-153901为基础。
技术领域
本公开涉及一种通过将显示图像投影至车辆等移动体的投影面而能够从移动体的室内观察该显示图像的虚像的平视显示器装置。
背景技术
一直以来，公知有一种通过利用屏幕部件扩散成为显示图像的激光并将其引导至投影面侧来实现显示图像的虚像显示的平视显示器装置(以下，称为“HUD装置”)。
例如，专利文献1公开的HUD装置通过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扩散。被这样扩散并投影至投影面的激光作为显示图像的虚像而被移动体室内的观察者观察到。
专利文献1：日本特开2009-128659号公报
基于本申请发明人的研究，若向因格子状排列而具有规则性的光学元件的图案入射相干性高的激光且该激光扩散，则将该激光作为虚像而进行观察的观察者所感受的亮度会发生不匀。
发明内容
本公开是鉴于这样的点而完成的，其目的在于提供一种抑制亮度不匀的HUD装置。
因此，公开的一个实施方式是通过向移动体的投影面投影显示图像而显示为能够从移动体的室内观察显示图像的虚像的平视显示器装置，具备：投射器，其投射成为显示图像的激光；以及屏幕部件，其具有呈格子状地排列的多个光学元件，扩散从投射器入射至光学元件的激光并向投影面侧引导，在各所述光学元件中，将凸状弯曲以及凹状弯曲中呈共通的弯曲形态的弯曲面形成于表面，将从该弯曲面向所述投影面侧出射的所述激光扩散，各所述光学元件包含成为基准的多个基准元件和在各所述基准元件的周边邻接的多个周边元件，各所述基准元件的所述弯曲面的面顶点与邻接的各个所述周边元件的所述弯曲面的面顶点彼此呈阶梯状地错位，各所述基准元件与邻接的各个所述周边元件之间的阶差量相互不同。
在这样的实施方式中，邻接的光学元件彼此从凸状弯曲以及凹状弯曲中呈共通的弯曲形态的表面的弯曲面分别出射激光。因此，因出射光的干涉而产生的衍射光的强度分布赋予与出射角对应的多次衍射峰。但是，在邻接的光学元件彼此之间，在上述元件各自中，使弯曲面的面顶点彼此呈阶梯状偏移而构成的阶差量相互不同，由此以与该阶差量对应的出射角为中心而产生衍射光的衍射峰。
因此，在本实施方式中，作为基准的光学元件的各基准元件在与其周边邻接的光学元件亦即周边元件各自之间，阶差量不同。由此，能够使在基准元件与各邻接周边元件之间产生的衍射光的衍射峰偏移。由此，能够抑制成为将衍射光作为虚像来观察的观察者所感受到的情况导致的亮度不匀。
另外，公开的另一实施方式具备在基准元件与周边元件交替地二维排列的各排列方向上，由相互邻接的基准元件与周边元件组对构成的元件组，成对的基准元件以及周边元件之间的阶差量相互不同的多种元件组在每个排列方向上排列顺序固定。
根据这样的实施方式，对使成对的基准元件以及周边元件之间的阶差量相互不同的多种元件组而言，在每个排列方向上排列顺序固定。由此，在各个排列方向上，各元件组的基准元件在与构成同一元件组的周边元件之间、与构成相邻的其他元件组的周边元件之间，能够产生相互不同的阶差量。故而，对在基准元件与各邻接周边元件之间产生的衍射光，在二维排列整个区域能够发挥与相互不同的阶差量对应的衍射峰的偏移作用。
并且，在排列顺序固定的各个排列方向上，各元件组的周边元件与构成同一元件组的基准元件、和与构成相邻的其他元件组的基准元件，能够产生共通的阶差量。由此，在任一排列方向上，可以出现在与两侧的邻接基准元件之间产生的衍射光的衍射峰相互偏移的周边元件。
以上，根据将基准元件看作中心的衍射峰的偏移作用与将周边元件看作中心的衍射峰的偏移作用，能够提高亮度不匀的抑制效果。
附图说明
图1是表示一实施方式的HUD装置向车辆的搭载状态的示意图。
图2是表示一实施方式的HUD装置的简要结构的立体图。
图3是表示一实施方式的HUD装置的显示状态的主视图。
图4是表示一实施方式的HUD装置的具体结构的示意图。
图5是局部地示出一实施方式的屏幕部件的俯视图。
图6是局部地示出一实施方式的屏幕部件的图，是图5的VI-VI线剖视图。
图7是局部地示出一实施方式的屏幕部件的图，是图5的VII-VII线剖视图。
图8是局部地示出比较例的屏幕部件的示意图。
图9是用于对比较例的出射光的光路差进行说明的示意图。
图10是表示比较例的衍射光的强度分布的特性图。
图11是表示比较例的衍射光的重叠的特性图。
图12是表示一实施方式的屏幕部件中的光学元件的排列形态的示意图。
图13是用于对一实施方式的出射光的光路差进行说明的示意图。
图14是针对一实施方式的衍射光的强度分布(a)以及衍射峰的中心(b)、(c)而例示的特性图。
图15是表示一实施方式的衍射峰的中心的特性图。
图16是表示一实施方式的衍射光的强度分布的特性图。
图17是表示一实施方式的衍射光的重叠的特性图。
图18是表示图12的变形例的示意图。
图19是表示图6的变形例的示意图。
图20是表示图6的变形例的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的一实施方式进行说明。
如图1所示，本公开的一实施方式的HUD装置100搭载于作为“移动体”的车辆1，收纳于仪表盘80内。HUD装置100向作为车辆1的“显示部件”的前风窗90投影显示图像71。这里，在车辆1中，前风窗90的室内侧的面将供显示图像71投影的投影面91形成为弯曲的凹面状或平坦的平面状等。另外，在车辆1中，对前风窗90而言，可以在室内侧的面与室外侧的面具有用于抑制光路差的角度差，或者，可以为了抑制该光路差而在室内侧的面设置蒸镀膜或薄膜等。
在显示图像71投影至投影面91的车辆1中，在车辆1的室内，由投影面91反射的该图像71的光束到达观察者的眼点(eyepoint)61。观察者通过察觉到达眼点61的光束来观察成像于前风窗90的前方的显示图像71的虚像70。此时，眼点61位于图2所示的观察者的观察区域60内，从而能够观察虚像70。
以上，通过显示图像71向投影面91的投影，如图3所示，HUD装置100显示为能够从车辆1的室内观察显示图像71的虚像70。此外，作为虚像70，显示车辆1的行驶速度的指示显示70a、导航系统的车辆1的行进方向的指示显示70b、车辆1所涉及的警告显示70c等。
(HUD装置的整体特征)
以下，对HUD装置100的整体特征进行说明。如图1所示，HUD装置100在外壳50内具备激光扫描仪10、控制器29、屏幕部件30以及光学系统40。
如图4所示，作为“投射器”的激光扫描仪10具有光源部13、导光部20以及微机电系统(MicroElectroMechanicalSystems；MEMS)26。
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根据来自电连接的控制器29的控制信号分别投射相互不同的色调的单一波长激光。具体而言，激光投射部14例如投射出峰值波长出现在600nm～650nm的范围(优选640nm)的红色激光。激光投射部15例如投射出峰值波长出现在430nm～470nm的范围(优选450nm)的蓝色激光。激光投射部16例如投射出峰值波长出现在490nm～530nm的范围(优选515nm)的绿色激光。像这样，通过对从各激光投射部14、15、16投射的三种颜色的激光进行加色混合能够实现各种颜色的再现。
导光部20由三个准直透镜21、二向性滤光器22、23、24以及聚光透镜25等构成。各准直透镜21相对于各自对应的激光投射部14、15、16在激光的投射侧例如空开0.5mm的间隔而配置。各准直透镜21使来自对应的激光投射部14、15、16的激光折射，从而将该激光准直为平行光。
各二向性滤光器22、23、24相对于各自对应的准直透镜21在各激光投射部14、15、16的投射侧例如空开4mm的间隔而配置。各二向性滤光器22、23、24反射通过了对应的准直透镜21的激光中的特定波长的激光而透过除此以外的波长的激光。具体而言，配置于激光投射部14的投射侧的二向性滤光器22透过红色激光，反射除此以外的颜色的激光。配置于激光投射部15的投射侧的二向性滤光器23反射蓝色激光，透过除此以外的颜色的激光。配置于激光投射部16的投射侧的二向性滤光器24反射绿色激光，透过除此以外的颜色的激光。
这里，在二向性滤光器24反射绿色激光的反射侧，例如空开6mm的间隔配置二向性滤光器23。另外，在二向性滤光器23反射蓝色激光的反射侧且透过绿色激光的透过侧，例如空开6mm的间隔配置二向性滤光器22。并且，在二向性滤光器22透过红色激光的透过侧且反射蓝色激光以及绿色激光的反射侧，例如空开4mm的间隔配置聚光透镜25。根据上述配置形态，透过二向性滤光器22的红色激光、分别在二向性滤光器23、24进行反射后被二向性滤光器22反射的蓝色激光以及绿色激光通过向聚光透镜25的入射而被混色。
聚光透镜25是具有平面状的入射面以及凸面状的出射面的平凸透镜。聚光透镜25通过折射使向入射面入射的激光会聚。其结果是，通过聚光透镜25的激光被朝向MEMS26出射。
MEMS26由第一扫描反射镜27、第二扫描反射镜28、以及上述扫描反射镜27、28的驱动部(未图示)等构成。在第一扫描反射镜27中，在中心部例如空开5mm的间隔地与聚光透镜25对置的面，通过铝的金属蒸镀等形成有薄膜状的反射面27b。另外，在第二扫描反射镜28中，在中心部例如空开1mm的间隔地与第一扫描反射镜27对置的面，通过铝的金属蒸镀等形成有薄膜状的反射面28b。MEMS26的驱动部根据来自电连接的控制器29的控制信号，驱动各扫描反射镜27、28绕各自的旋转轴27a、28a分别独立地旋转。
构成激光扫描仪10的最后一部分的第二扫描反射镜28的中心部相对于屏幕部件30的扫描面31例如空开100mm的间隔地配置。根据上述配置形态，从聚光透镜25依次入射至扫描反射镜27、28的激光依次被反射面27b、28b反射，从而投射至扫描面31。
控制器29是由处理器等构成的控制电路。控制器29通过向各激光投射部14、15、16输出控制信号来断续地脉冲投射激光。并且，控制器29通过向扫描反射镜27、28的驱动部输出控制信号来使激光相对于扫描面31的投射方向沿着多个扫描线Ls变化为图4的箭头方向。通过上述控制，使图5那样激光投射为圆点状的区域O在扫描面31移动，从而描绘显示图像71。即，从激光扫描仪10投射的激光通过在水平方向x与垂直方向y上扫描扫描面31而成为显示图像71。这里，例如显示图像71在扫描面31以每秒60帧的方式形成为水平方向x上具有480像素且垂直方向y上具有240像素的图像。此外，如图2所示，扫描面31的水平方向x与车辆1的水平方向一致。另一方面，扫描面31的垂直方向y可以如图2所示地相对于车辆1的铅垂方向倾斜，或者，也可以与铅垂方向一致。
如图5～图7所示，反射型的屏幕部件30通过在树脂基材或玻璃基材的表面蒸镀铝等而形成。屏幕部件30在车辆1中配置于比激光扫描仪10更靠上方(参照图1、图2)。屏幕部件30是将作为微镜的多个光学元件32而二维排列为水平方向x与垂直方向y上的格子状而构成。因此，在下文中，通称水平方向x以及垂直方向y而称为排列方向x、y。
屏幕部件30由各光学元件32的表面(具体而言，稍后详述的弯曲面33)构成扫描面31。各光学元件32的表面通过反射投射于扫描面31的激光来使该激光扩散而出射。这里，扫描面31中激光所投射的投射区域O的直径例如相对于各光学元件32的元件宽度中最小元件宽度设定为该最小元件宽度的一半以上。此外，各光学元件32可以如图6、图7所示全部形成为一个体物，或者，也可以独立形成并保持于共通基材。
如图1、图2所示，光学系统40具有凹面镜42及其驱动部(未图示)。凹面镜42通过在树脂基材或玻璃基材的表面蒸镀铝等而形成。凹面镜42通过反射面42a反射由扫描面31扩散的激光，将该激光向投影面91侧引导，投影显示图像71。即，凹面镜42形成将扩散的激光从扫描面31引导而到达投影面91的光路。这里，反射面42a在远离扫描面31以及投影面91的方向上，作为中心部凹的凹面而形成为圆滑的曲面状，从而能够放大地投影显示图像71。
光学系统40的驱动部根据来自电连接的控制器29的控制信号来驱动凹面镜42绕图1的摆动轴42b摆动。通过上述摆动，根据投影的显示图像71的虚像70的成像位置上下移动，观察区域60也上下移动。这里，观察区域60的位置是考虑眼睛活动范围62而规定的。具体而言，眼睛活动范围62是表示车辆1的室内中假想坐在驾驶座的任意的观察者时眼点61可存在的空间区域。因此，根据凹面镜42的摆动而上下移动的观察区域60假定为在其摆动的范围中至少一部分进入眼睛活动范围62内。
此外，对光学系统40而言，可以代替凹面镜42而设置凹面镜42以外的光学要素、或加设凹面镜42以外的光学要素。另外，也可以不设置光学系统40(凹面镜42)，而将由各光学元件32扩散的激光直接向投影面91投射。
(光学元件的详细特征)
接下来，对光学元件32的详细特征进行说明。
如图5～图7所示，各光学元件32的表面作为相互共通的弯曲形态而呈弯曲为凸状的凸状弯曲形态，从而形成圆弧凸面状等的弯曲面33。各光学元件32的弯曲面33向与排列方向x、y的正交方向z(亦参照图2)中与激光扫描仪10以及光学系统40对置的一侧突出，将最突出点作为面顶点34。
各排列方向x、y上邻接的光学元件32彼此通过使各自的弯曲面33的轮廓(外缘)相互重叠而在彼此之间形成边界35。并且，在各排列方向x、y上用邻接的光学元件32彼此的面顶点34之间的距离表示的峰值间距d为全部光学元件32共通的值(即，实质相同的值)。而且，在各排列方向x、y上，各光学元件32的弯曲面33的曲率半径在通过面顶点34的纵剖面上为共通的值(即，实质相同的值)。
这里，将各光学元件32的从面顶点34至边界35(即，图6、图7的纵剖面中的拐点)在方向z上的偏移量称为下沉量。上述下沉量在图6、图7中用附图标记SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SB、SC、SD、SE、SF来表示。另外，将邻接的光学元件32、32的在方向z上的下沉量的差、即因面顶点34、34彼此在方向z上呈阶梯状地偏移而赋予的偏移量称为阶差量。上述阶差量在图6、图7中用附图标记δ1、δ2、δ3、δ4、δ5来表示。此外，在图6、图7中，为了易于理解，夸大地示出各下沉量SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SB、SC、SD、SE、SF以及各阶差量δ1、δ2、δ3、δ4、δ5。
本发明人们对利用这样的各光学元件32的弯曲面33来扩散激光而使之出射的屏幕部件30进行了深入研究。其结果是，本发明人们获得如下见解：从邻接的光学元件32彼此的弯曲面33分别出射的激光互相干涉，从而产生根据出射角而赋予多次衍射峰的强度分布的衍射光，因这样的重叠衍射引起亮度不匀。
因此，首先，如图8、图9所示，对比较例所涉及的HUD装置进行说明。在该比较例中，各光学元件132均为相同尺寸设计。即在比较例中，对各光学元件132赋予共通的下沉量S，从而邻接的光学元件132彼此的阶差量全部实质设定为0。根据这样的比较例，激光从邻接的光学元件132彼此的弯曲面133分别按照出射角θ(参照图10)出射并互相干涉，从而在上述激光产生光路长差ΔL。这里，在sinθ≈θ[rad]的近似的基础上，对全部光学元件132使用共通的峰值间距d，通过下述数学式1表示光路长差ΔL。另外，将激光的波长定义为λ时，光路长差ΔL变化该波长λ的出射角θ的角度差α(参照图10)、即衍射峰的次数变化一次的出射角θ的角度差α，在sinα≈α的近似的基础上，通过使用峰值间距d的下述数学式2来表示。
ΔL＝d·θ…(数学式1)
α＝λ/d…(数学式2)
基于上述数学式1、2，比较例中的光路长差ΔL为0、±λ时即衍射峰的次数为0、±1时的各排列方向x、y上的强度分布如图10所示。如图10所示，强度分布与出射角θ的角度差α对应。即，在一个光学元件132与其两侧的邻接元件132之间产生的衍射光的衍射峰以从0开始每隔±α的出射角θ为中心而产生，因此相互重叠，加强强度。另外，在一个光学元件132与两侧邻接元件132之间产生的衍射光的衍射谷以从α/2开始每隔α的出射角θ与从－α/2开始每隔－α的出射角θ为中心产生，因此相互重叠也难以加强强度。此外，衍射谷是指衍射光的强度分布中衍射峰之间的成为谷部的部分。
根据以上，若使在一个光学元件132与两侧邻接元件132之间产生的衍射光在各排列方向x、y上重叠，则成为图11所示的强度分布。这里，在排列方向x、y的一方所涉及的图11的强度分布中，在一个光学元件132与两侧邻接元件132之间分别产生的衍射光如双点划线图所示，上述衍射光的重叠结果如实线图所示。从上述强度分布可知：在衍射峰的中心重叠的出射角θ(即，从0开始每隔±α)与衍射谷的中心重叠的出射角θ(即，从α/2开始每隔α以及从－α/2开始每隔－α)，强度差I变大。故而，将衍射光作为虚像70来观察的观察者感受到与较大的强度差I对应的亮度不匀。
接下来，针对本实施方式，对与比较例的不同详细地进行说明。如图5～图7、图12所示，本实施方式的各光学元件32可以分类为成为基准的多个基准元件32A和分别与各基准元件32A的周边邻接的多个周边元件32B、32C、32D、32E、32F中的任一种。对上述基准元件32A以及包围该基准元件32A的多种周边元件32B、32C、32D、32E、32F而言，设计为相互不同的尺寸。此外，为了容易理解说明，在图12中示意性地示出基准元件32A以及周边元件32B、32C、32D、32E、32F的排列形态，在上述各元件的轮廓内仅图示了附图标记末尾的字母。
具体而言，在排列方向x、y各自上，相互邻接的基准元件32A与周边元件32B组对而构成第一元件组P1。为了表示该成对元件32A、32B之间的阶差量δ1，将jp定义为0以上的整数，将jm定义为1以上的整数，将激光的波长定义为λ，将ε1定义为满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值。在上述定义之下，阶差量δ1通过下述的数学式3或数学式4来表示。这里，在基准元件32A中，在自身的面顶点34与同一组P1的周边元件32B之间，赋予与阶差量δ1对应的下沉量SA1。并且，在周边元件32B中，在与同一组P1的基准元件32A之间，赋予与阶差量δ1对应的下沉量SB。
δ1＝{(8jp+1)/16}·λ+ε1…(数学式3)
δ1＝{(8jm－1)/16}·λ+ε1…(数学式4)
在排列方向x、y各自上，相互邻接的基准元件32A与周边元件32C组对而构成第二元件组P2。为了表示该成对元件32A、32C之间的阶差量δ2，将k定义为1以上的奇数，将激光的波长定义为λ，将ε2定义满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值。在上述定义之下，阶差量δ2通过下述的数学式5来表示。这里，在基准元件32A中，在自身的面顶点34与同一组P2的周边元件32C之间，赋予与阶差量δ2对应的下沉量SA2。并且，在周边元件32C中，在与同一组P2的基准元件32A之间，赋予与阶差量δ2对应的下沉量SC。
δ2＝(k/8)·λ+ε2…(数学式5)
在排列方向x、y各自上，相互邻接的基准元件32A与周边元件32D组对而构成第三元件组P3。为了表示该成对元件32A、32D之间的阶差量δ3，将lp定义为0以上的整数，将lm定义为1以上的整数，将激光的波长定义为λ，将ε3定义为满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值。在上述定义之下，阶差量δ3通过下述的数学式6或数学式7来表示。这里，在基准元件32A中，在自身的面顶点34与同一组P3的周边元件32D之间，赋予与阶差量δ3对应的下沉量SA3。并且，在周边元件32D中，在与同一组P3的基准元件32A之间，赋予与阶差量δ3对应的下沉量SD。
δ3＝{(8lp+3)/16}·λ+ε3…(数学式6)
δ3＝{(8lm－3)/16}·λ+ε3…(数学式7)
在排列方向x、y各自上，相互邻接的基准元件32A与周边元件32E组对而构成第四元件组P4。为了表示该成对元件32A、32E之间的阶差量δ4，将m定义为1以上的奇数，将激光的波长定义为λ，将ε4定义为满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值。在上述定义之下，阶差量δ4通过下述的数学式8来表示。这里，在基准元件32A中，在自身的面顶点34与同一组P4的周边元件32E之间，赋予与阶差量δ4对应的下沉量SA4。并且，在周边元件32E中，在与同一组P4的基准元件32A之间，赋予与阶差量δ4对应的下沉量SE。
δ4＝(m/4)·λ+ε4…(数学式8)
在排列方向x、y各自上，相互邻接的基准元件32A与周边元件32F组对而构成第五元件组P5。为了表示该成对元件32A、32F之间的阶差量δ5，将n定义为0以上的整数，将激光的波长定义为λ，将ε5定义为满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值。在上述定义之下，阶差量δ5通过下述的数学式9来表示。这里，在基准元件32A中，在自身的面顶点34与同一组P5的周边元件32F之间，赋予与阶差量δ5对应的下沉量SA5。并且，在周边元件32F中，在与同一组P5的基准元件32A之间，赋予与阶差量δ5对应的下沉量SF。
δ5＝(n/2)·λ+ε5…(数学式9)
这里，在i＝1、2、3、4、5时，元件组Pi、阶差量δi、下沉量SAi、SB、SC、SD、SE、SF之间的相关关系成为图13示意性地示出的关系。在上述相关关系下，依数学式3～9的阶差量δi相互不同地被分类的多种元件组Pi在本实施方式中，在每个排列方向x、y上按照固定的顺序排列。即，元件组Pi在水平方向x上的排列顺序从图5、图12的左侧朝向右侧固定为P1、P2、P3、P4、P5的顺序。另一发面，元件组Pi在垂直方向y上的排列顺序从图5、图12的上侧朝向下侧固定为P4、P1、P3、P5、P2的顺序。
由于这样固定的排列顺序，现出在各排列方向x、y中，基准元件32A与任一周边元件32B、32C、32D、32E、32F交替排列的排列形态。并且，由于固定的排列顺序，所以在任一排列方向x、y上，各周边元件32B、32C、32D、32E、32F均从两侧夹在基准元件32A。此外，由于固定的排列顺序，所以对基准元件32A与各周边元件32B、32C、32D、32E、32F的排列数而言，相对于五个基准元件32A，各周边元件32B、32C、32D、32E、32F为一个。
另外，在本实施方式中，各元件组Pi的基准元件32A在与图6、图7那样排列顺序相邻的其他元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间也分别具有阶差量δ1、δ2、δ3、δ4、δ5。由此，各元件组Pi的基准元件32A在与任一方向x、y上邻接的周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间，阶差量δi均相互不同。另一方面，各元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F在与同一元件组Pi的基准元件32A之间、与排列顺序相邻的其他元件组Pi的基准元件32A之间，也具有共通的阶差量δi。由于这样的阶差量δi，所以基准元件32A在弯曲面33的面顶点34处的屏幕部件30的厚度与邻接的光学元件32全部在弯曲面33的面顶点34处的屏幕部件30的厚度不同。此外，阶差量δi优选通过均设定为1.2μm以下来确保各周边元件32B、32C、32D、32E、32F的元件宽度。
并且，在各元件组Pi的基准元件32A中，从构成同一元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F至自身的面顶点34之间的下沉量SAi根据各自对应的阶差量δi而相互不同。同样地，在各元件组Pi的基准元件32A中，在从排列顺序相邻的其他元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F至自身的面顶点34之间，下沉量SAi根据各自对应的阶差量δi也相互不同。在本实施方式中，为了赋予这样的下沉量SAi，介于基准元件32A与各周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间的边界35均形成为图6、图7所示的那样的线状。
而且，在各元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F中，从构成同一元件组Pi的基准元件32A至自身的面顶点34之间的下沉量SB、SC、SD、SE、SF根据各自对应的阶差量δi而相互不同。与此同样地，在各元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F中，在从排列顺序相邻的元件组Pi的基准元件32A至自身的面顶点34之间，下沉量SB、SC、SD、SE、SF根据各自对应的阶差量δi也相互不同。在本实施方式中，为了产生这样的下沉量SB、SC、SD、SE、SF，将与基准元件32A之间的各周边元件32B、32C、32D、32E、32F的峰值间距d像上述那样共通化。
在本实施方式中，激光从邻接的光学元件32彼此的弯曲面33分别按照出射角θ(参照图14)出射并相互干涉，从而在上述激光产生光路长差ΔL。这里，在sinθ≈θ[rad]的近似的基础上，使用比阶差量δi中的任一个均足够大的峰值间距d，通过下述的数学式10或数学式11表示光路长差ΔL。具体而言，数学式10在各排列方向x、y上，在各周边元件32B、32C、32D、32E、32F与其一侧(例如图6、图7的右侧)的邻接基准元件32A之间成立。另一方面，数学式11在各排列方向x、y上，在各周边元件32B、32C、32D、32E、32F与其相反侧(例如图6、图7的左侧)的邻接基准元件32A之间成立。并且，光路长差ΔL变化波长λ的出射角θ的角度差α(参照图14)、即衍射峰的次数变化一次出射角θ的角度差α与比较例的情况相同，通过使用峰值间距d的下述的数学式12来表示。
ΔL＝d·θ－2·δi…(数学式10)
ΔL＝d·θ+2·δi…(数学式11)
α＝λ/d…(数学式12)
此外，在通过激光扫描仪10来投射多个颜色的激光的本实施方式中，构成数学式3～9、12的波长λ针对至少一种颜色的激光而设定。例如在针对一种颜色的激光而设定的情况下，优选可见度高的绿色激光的峰值波长、或衍射角大的红色激光的峰值波长为波长λ。另外，在对两种颜色以上的激光进行设定的情况下，优选针对上述两种颜色以上的各峰值波长λ分别使数学式3～9成立。
基于上述的数学式10、11、12，本实施方式中的光路长差ΔL为0、±λ时即衍射峰的次数为0、±1时的各排列方向x、y的强度分布与如图14所示的出射角θ的角度差α对应。即，根据数学式10、12，在各周边元件32B、32C、32D、32E、32F与一侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射峰以从相对于0偏移2·δi·α/λ的0次衍射角θ0开始每隔±α的出射角θ为中心而产生。另外，根据数学式11、12，在各周边元件32B、32C、32D、32E、32F与相反侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射峰以从相对于0偏移－2·δi·α/λ的0次衍射角－θ0开始每隔±α的出射角θ为中心而产生。此外，通过设定为δ2＝λ/8，作为衍射峰从θ0＝α/4以及－θ0＝－α/4各自开始每隔±α而产生的例子，通过图14(a)表示强度分布且通过图14(b)、图14(c)表示衍射峰的中心。另外，标注于图14(a)的实线图的点a～g与产生图13中例示的各光路长差ΔL的衍射光的方向a～g分别对应。
根据这样的原理，在排列方向x、y各自上，对周边元件32B、32C、32D而言，在与两侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射峰根据在该两侧共通的阶差量δi而如图15(a)～图15(c)地偏移。另外，在排列方向x、y各自上，对周边元件32E、32F而言，在除数学式8、9的ε4、ε5为0以外的情况下，在与两侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射峰根据在该两侧共通的阶差量δi而如图15(d)、图15(e)地偏移。其结果是，例如，如图14、图15(b)所示，在周边元件32C与其一侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射峰和在该周边元件32C与其相反侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射谷重叠。
而且，在这种状态下，以周边元件32B、32C、32D、32E、32F为中心来观察在与基准元件32A之间产生的衍射光的衍射峰。接下来，以基准元件32A为中心来观察在与周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射光的衍射峰。如图15、图16所示，在基准元件32A与邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射峰在强度分布中每隔与相互不同阶的梯差量δi对应的λ/16±ε地相互偏移。这里，±ε为从λ/16的偏差，根据与每个基准元件32A的邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F对应的数学式3～9的ε1、ε2、ε3、ε4、ε5来确定。此外，在图16以及后述的图17中，为了使说明的理解容易，示出ε1、ε2、ε3、ε4、ε5全部为0的情况，即示出±ε全部为0的情况下。
其结果是，例如，如图15、图16所示，在基准元件32A与其一个邻接周边元件32C之间产生的衍射峰和在该基准元件32A与其他的邻接周边元件32B、32D、32E、32F之间产生的衍射谷重叠。此外，标注于图15的a～e与标注于图16的a～e分别对应。另外，在图15、图16以及后述的图17中，关于δ1，仅示出数学式3的情况，且关于δ3，仅示出数学式6的情况，但关于δ1，在数学式4的情况下也能够获得同样的结果，关于δ3，在数学式7的情况下也能够获得同样的结果。
根据以上，若使在基准元件32A与邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射光在各排列方向x、y上如图15(f)地重叠，则成为图17所示的强度分布。这里，在排列方向x、y的一方所涉及的图17的强度分布中，在基准元件32A与邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间分别产生的衍射光如双点划线图所示，上述衍射光的重叠结果如实线图所示。从上述强度分布可知：在各衍射峰中心的出射角θ与上述中心之间的出射角θ，强度差I尽量变小。故而，将衍射光作为虚像70来观察的观察者与那样小的强度差I对应而难以感受到亮度不匀。
(作用效果)
以下对以上说明的本实施方式的作用效果进行说明。
在本实施方式中，邻接的光学元件32彼此从共通的呈凸状弯曲形态的表面的弯曲面33分别出射激光，因此因出射光的干涉而产生的衍射光的强度分布产生与出射角θ对应的多次衍射峰。其中，在邻接的光学元件32彼此之间，在上述元件32各自中，弯曲面33的面顶点34彼此呈阶梯状地偏移而形成的阶差量δi相互不同，由此以与该阶差量δi对应的出射角θ为中心而产生衍射光的衍射峰。
因此，根据本实施方式，作为基准的光学元件32的各基准元件32A在与作为其周边邻接的光学元件32的周边元件32B、32C、32D、32E、32F各自之间，具有相互不同的阶差量δi。由此，在基准元件32A与各邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射光的衍射峰能够根据相互不同的阶差量δi偏移。由此，能够抑制成为将衍射光作为虚像来观察的观察者所感受到的情况的亮度不匀。
另外，在本实施方式中，在基准元件32A与周边元件32B、32C、32D、32E、32F交替地二维排列的各方向x、y中，相互邻接的基准元件32A与任一周边元件32B、32C、32D、32E、32F组对成为各元件组Pi。这里，对使成对的基准元件32A以及周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间的阶差量δi相互不同的多种元件组Pi而言，在各排列方向x、y上排列顺序固定。由此，在各排列方向x、y上，各元件组Pi的基准元件32A在与构成同一元件组Pi的任一周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间、与构成相邻的其他元件组Pi的任一周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间，能够产生相互不同的阶差量δi。故而，对在基准元件32A与各邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射光，在二维排列整个区域能够发挥与相互不同的阶差量δi对应的衍射峰的偏移作用。
并且，在排列顺序固定的各排列方向x、y上，各元件组Pi的周边元件32B、32C、32D、32E、32F在与构成同一元件组Pi的基准元件32A之间、与构成相邻的其他元件组Pi的基准元件32A之间，能够产生共通的阶差量δi。由此，在任一方向x、y上，作为在与两侧的邻接基准元件32A之间产生的衍射光的衍射峰相互偏移的周边元件，至少能够出现元件32B、32C、32D。
以上，根据将基准元件32A看作中心的衍射峰的偏移作用与将周边元件32B、32C、32D看作中心的衍射峰的偏移作用，能够提高亮度不匀的抑制效果。
并且，根据本实施方式中的第一～第五元件组Pi的每一组，在基准元件32A以及周边元件32B、32C、32D、32E、32F之间产生的衍射光的衍射峰分别偏移λ/16±ε。其结果是，在各排列方向x、y上使衍射光重叠的强度分布中，在产生λ/16±ε的偏移的各衍射峰中心的出射角θ与上述中心之间的出射角θ，强度差I尽量变小。因此，能够提高因衍射光的强度差I而引起观察者所感受到的亮度不匀的抑制效果。
而且，根据本实施方式，在多个颜色的激光中出现在490nm～530nm的范围的绿色激光的峰值波长即可见度高的激光的峰值波长为数学式3～9、12的λ的情况下，能够使针对该波长的衍射峰偏移。在该情况下，能够抑制观察者容易感受到的颜色中的亮度不匀。另外，根据本实施方式，在多个颜色的激光中出现在600nm～650nm的范围的红色激光的峰值波长即衍射角较大的激光的峰值波长为数学式3～9、12的λ的情况下，能够针对该波长使衍射峰偏移。在该情况下，能够抑制因越大的衍射角越容易显眼的颜色引起的亮度不匀。
此外，根据本实施方式的各基准元件32A，在邻接周边元件32B、32C、32D、32E、32F各自之间，为了产生与阶差量δi对应的相互不同的下沉量SAi，存在线状的边界35。据此，通过线状的边界35抑制因边界35中的激光衍射引起的入射光损失、重影的产生，并且观察者所感受到的亮度不匀也能够因相互不同的阶差量δi而被抑制。
此外，在本实施方式中，与各基准元件32A邻接的周边元件32B、32C、32D、32E、32F各自具有在与与邻接基准元件32A之间共通的峰值间距d、相互不同的下沉量SB、SC、SD、SE、SF。由此，根据阶差量δi，相互不同的下沉量SAi能够经由线状边界35而在各基准元件32A可靠地产生。其结果是，能够通过峰值间距d的共通化来简化使阶差量δi相互不同的构造，并且观察者所感受到的亮度不匀也能够因该相互不同的阶差量δi而被抑制。
(其他实施方式)
以上，对本公开的一实施方式进行了说明，但本公开不限定性地解释为该实施方式，在不脱离本公开的要旨的范围内能够应用于各种实施方式。
具体而言，作为变形例1，如图18所示，可以不将周边元件32B、32C、32D、32E、32F中的任一个(图18的例子中为周边元件32F)形成为屏幕部件30。在该情况下，周边元件32B、32C、32D、32E、32F中形成为屏幕部件30的元件与基准元件32A之间的阶差量δi可以依据数学式3～9中各自对应的数学式，也可以不依据。但是，在该情况下，也需要在各基准元件32A与其邻接周边元件各自之间使阶差量相互不同。
作为变形例2，虽未图示，但除周边元件32B、32C、32D、32E、32F之外，其他的周边元件也可以形成为屏幕部件30。在该情况下，周边元件32B、32C、32D、32E、32F与基准元件32A之间的阶差量δi可以依据数学式3～9，也可以不依据。但是，在该情况下，也需要在各基准元件32A与包括元件32B、32C、32D、32E、32F以及追加元件在内的邻接周边元件各自之间，使阶差量相互不同。
作为变形例3，也可以如图18所示，代替在各排列方向x、y各自上将元件组的排列顺序固定，而使元件组的排列顺序在沿着各排列方向x、y的各列上变化。例如，在图18中，沿着各排列方向x、y形成有第一元件组P1以及第三元件组P3交替排列的列和第二元件组P2以及第四元件组P4交替排列的列。
作为变形例4，也可以代替弯曲成凸状的凸条弯曲形态的弯曲面33，而将图19所示那样的圆弧凹面状等弯曲成凹状的凹状弯曲形态的弯曲面1033形成为光学元件1032的表面。在该情况下，在各光学元件1032表面中，使弯曲面1033向与方向x、y正交的方向z中的与激光扫描仪10以及光学系统40相反的一侧凹陷，使最凹陷点成为面顶点1034。此外，如图19所示，在变形例4中，作为上述以外的结构，可以采用与述实施方式相同的结构。
作为变形例5，透过投射于扫描面31的激光，从而可以将使该激光扩散而出射的弯曲面33、1033形成为作为微透镜的光学元件32、1032的表面。另外，作为变形例6，也可以如图20所示，使基准元件32A与各周边元件32B、32C、32D、32E、32F经由阶梯差面状的边界35邻接。在该情况下，周边元件彼此相对于基准元件32A的下沉量也可以相互不同，也可以共通。
作为变形例7，也可以相对于同一光学元件32、1032在水平方向x与垂直方向y上设定相互不同的曲率半径。并且，作为变形例8，也可以在邻接的光学元件32、1032彼此设定相互不同的曲率半径。
作为变形例9，作为“投射器”亦即激光扫描仪10的MEMS26，可以采用一个能够绕两个轴旋转的扫描反射镜。另外，作为变形例10，形成车辆1的投影面91的“显示部件”也可以采用前风窗90以外的要素，例如可以采用粘贴于前风窗90的室内侧的面或与前风窗90独立地形成的合成器等。并且，作为变形例11，也可以将本公开应用于车辆1以外的船舶或飞机等各种移动体(输送机器)。

Claims (8)

1.一种平视显示器装置，其通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)而显示为能够从所述移动体的室内观察所述显示图像的虚像(70)，
所述平视显示器装置的特征在于，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)，其具有呈格子状地排列的多个光学元件(32、1032)，将从所述投射器入射至所述光学元件的所述激光扩散并向所述投影面侧引导，
在各所述光学元件中，将凸状弯曲以及凹状弯曲中呈共通的弯曲形态的弯曲面(33、1033)形成于表面，将从该弯曲面向所述投影面侧出射的所述激光扩散，
各所述光学元件包含成为基准的多个基准元件(32A)和在各所述基准元件的周边邻接的多个周边元件(32B、32C、32D、32E、32F)，
各所述基准元件的所述弯曲面的面顶点(34、1034)与邻接的各个所述周边元件的所述弯曲面的面顶点(34、1034)彼此呈阶梯状地偏移，
各所述基准元件与邻接的各个所述周边元件之间的阶差量(δi、δ1、δ2、δ3、δ4、δ5)相互不同。
2.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于，
具备在所述基准元件与所述周边元件交替地二维排列的各排列方向(x、y)上，由相互邻接的所述基准元件与所述周边元件组对构成的元件组，
成对的所述基准元件以及所述周边元件间的所述阶差量相互不同的多种所述元件组(Pi、P1、P2、P3、P4、P5)在每个所述排列方向上排列顺序固定。
3.根据权利要求2所述的平视显示器装置，其特征在于，
各所述光学元件通过在所述弯曲面的反射来扩散所述激光并出射该激光，
在将jp、lp、n定义为0以上的整数、将jm、lm定义为1以上的整数、将k、m定义为1以上的奇数、将所述激光的波长定义为λ、将ε1、ε2、ε3、ε4、ε5定义为满足比－λ/32大且比λ/32小的条件的数值时，各所述元件组具备：
成对的所述基准元件以及所述周边元件(32B)之间的所述阶差量(δ1)用数学式{(8jp+1)/16}·λ+ε1或数学式{(8jm－1)/16}·λ+ε1表示的第一元件组(P1)；
成对的所述基准元件以及所述周边元件(32C)之间的所述阶差量(δ2)用数学式(k/8)·λ+ε2表示的第二元件组(P2)；
成对的所述基准元件以及所述周边元件(32D)之间的所述阶差量(δ3)用数学式{(8lp+3)/16}·λ+ε3或数学式{(8lm－3)/16}·λ+ε3表示的第三元件组(P3)；
成对的所述基准元件以及所述周边元件(32E)之间的所述阶差量(δ4)用数学式(m/4)·λ+ε4表示的第四元件组(P4)；以及
成对的所述基准元件以及所述周边元件(32F)之间的所述阶差量(δ5)用数学式(n/2)·λ+ε5表示的第五元件组(P5)。
4.根据权利要求3所述的平视显示器装置，其特征在于，
所述投射器投射包括峰值波长出现在490nm～530nm的范围的绿色激光在内的多个颜色的所述激光，
所述绿色激光的峰值波长为所述λ。
5.根据权利要求3或4所述的平视显示器装置，其特征在于，
所述投射器投射包括峰值波长出现在600nm～650nm的范围的红色激光在内的多个颜色的所述激光，
所述红色激光的峰值波长为所述λ。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的平视显示器装置，其特征在于，
在各所述基准元件中，在经由线状的边界而邻接的所述周边元件各自与所述基准元件的所述面顶点之间，具有根据所述阶差量而相互不同的下沉量(SAi、SA1、SA2、SA3、SA4、SA5)。
7.根据权利要求6所述的平视显示器装置，其特征在于，
各所述基准元件在与邻接的各个所述周边元件之间具有共通的峰值间距(d)，在这些邻接的所述周边元件彼此具有相互不同的下沉量(SB、SC、SD、SE、SF)。
8.一种平视显示器装置，其通过向移动体(1)的投影面(91)投影显示图像(71)而显示为能够从所述移动体的室内观察所述显示图像的虚像(70)，
所述平视显示器装置的特征在于，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)，其将所述投射器所投射的所述激光扩散并引导所述激光到达所述投影面的光路，
所述屏幕部件由呈格子状地排列的多个光学元件构成，
所述多个光学元件分别具有弯曲面(33、1033)，
所述多个光学元件包括在所述弯曲面的面顶点(34、1034)处的所述屏幕部件的厚度与邻接的全部光学元件在所述弯曲面的面顶点处的所述屏幕部件的厚度不同的基准元件(32A)和包围所述基准元件的多种周边元件(32B、32C、32D、32E、32F)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108427192A (zh) * 2017-02-13 2018-08-21 怡利电子工业股份有限公司 窄角扩散片抬头显示设备
CN111123514A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 精工爱普生株式会社 头部佩戴型显示装置
CN113587042A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 船井电机株式会社 投光装置及车辆用投光装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6172400B2 (ja) 2014-09-03 2017-08-02 三菱電機株式会社 画像表示装置
JP6455230B2 (ja) * 2015-03-02 2019-01-23 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイシステム
JP6687014B2 (ja) * 2015-03-04 2020-04-22 日本精機株式会社 レンズアレイ及び映像投影装置
JP6776534B2 (ja) * 2016-01-05 2020-10-28 日本精機株式会社 レンズアレイ及びヘッドアップディスプレイ
WO2018066912A1 (ko) * 2016-10-05 2018-04-12 엘지이노텍(주) 헤드업 디스플레이 장치
WO2019146423A1 (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 富士フイルム株式会社 投映像表示用部材、ウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステム
JP2019158991A (ja) 2018-03-09 2019-09-19 株式会社リコー 表示装置、表示システムおよび移動体
JP7058912B2 (ja) * 2018-03-19 2022-04-25 矢崎総業株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2020071053A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Ricoh Company, Ltd. Optical element, display device, display system, and mobile object
TWI676823B (zh) * 2018-12-26 2019-11-11 中強光電股份有限公司 抬頭顯示裝置
JP7472629B2 (ja) 2020-04-28 2024-04-23 船井電機株式会社 投光装置および移動体用投光装置
US20220163919A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-26 GM Global Technology Operations LLC Micromirror pixel design to eliminate intensity artifacts in holographic displays
WO2024004289A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学系、及び、画像表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008114502A1 (ja) * 2007-03-19 2008-09-25 Panasonic Corporation レーザ照明装置及び画像表示装置
US20100259818A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Seiko Epson Corporation Reflective screen, projection system, front projection television, and reflective screen manufacturing method
WO2012117495A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 パイオニア株式会社 光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法
CN102967938A (zh) * 2011-08-29 2013-03-13 株式会社电装 平视显示设备、屏幕部件及其制造方法和图像投影方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270711A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Canon Inc 情報表示装置
JP2003035808A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Minolta Co Ltd 回折格子，偏光分離素子及び液晶プロジェクタ
JP4089371B2 (ja) * 2002-09-24 2008-05-28 セイコーエプソン株式会社 透過型スクリーン及びリア型プロジェクタ
JP3859158B2 (ja) 2003-12-16 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーン、およびリア型プロジェクタ
JP5075595B2 (ja) 2007-11-26 2012-11-21 株式会社東芝 表示装置及びそれを用いた移動体
JP2010145746A (ja) 2008-12-18 2010-07-01 Equos Research Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP5239832B2 (ja) 2008-12-24 2013-07-17 セイコーエプソン株式会社 スクリーン
JP5392276B2 (ja) 2011-02-03 2014-01-22 株式会社デンソー 虚像表示装置
JP5594272B2 (ja) 2011-10-14 2014-09-24 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置
KR20150140815A (ko) * 2013-05-10 2015-12-16 인텔 코포레이션 투영 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008114502A1 (ja) * 2007-03-19 2008-09-25 Panasonic Corporation レーザ照明装置及び画像表示装置
US20100259818A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Seiko Epson Corporation Reflective screen, projection system, front projection television, and reflective screen manufacturing method
WO2012117495A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 パイオニア株式会社 光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法
CN102967938A (zh) * 2011-08-29 2013-03-13 株式会社电装 平视显示设备、屏幕部件及其制造方法和图像投影方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108427192A (zh) * 2017-02-13 2018-08-21 怡利电子工业股份有限公司 窄角扩散片抬头显示设备
CN111123514A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 精工爱普生株式会社 头部佩戴型显示装置
CN111123514B (zh) * 2018-10-30 2022-03-29 精工爱普生株式会社 头部佩戴型显示装置
CN113587042A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 船井电机株式会社 投光装置及车辆用投光装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015025874A (ja) 2015-02-05
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