CN109416471B - 平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

显示光投射部(10)将图像作为包含可视区域的多个波长的显示光进行投射。导光部(30)将来自显示光投射部的显示光导向投影部件侧。导光部具有使用光学多层膜(44)使显示光透过并且能够对从投影窗射入的外部光进行遮光的多层膜滤光部(40)。在XYZ表色系统中，第一波长区域(WR1)是等色函数Z的值最大的波长(λzm)与等色函数Y的值最大的波长(λym)之间的波长区域，第二波长区域(WR2)是等色函数Y的值最大的波长(λym)与等色函数X的值最大的波长(λxm)之间的波长区域。最小透射率是多层膜滤光部对显示光的透射率，是成为对象的波长区域的各波长的透射率中取最小值的透射率。第一波长区域中的最小透射率比第二波长区域中的最小透射率小。

Description

平视显示装置
相关申请的交叉引用
本申请主张于2016年8月5日申请的日本申请号2016－154692的优先权，并在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及安装于移动体的平视显示装置(以下，简称为HUD装置)。
背景技术
以往，已知有安装于移动体，并通过投影窗向投影部件投影显示光，从而显示能够被乘员视觉确认的虚像的HUD装置。专利文献1所公开的HUD装置具备显示光投射部以及导光部。显示光投射部将图像作为显示光进行投射。导光部将来自显示光投射部的显示光导向投影部件侧。这里，导光部具有使显示光透过，并且能够对从投影窗射入的太阳光等外部光进行遮光的热镜。
在专利文献1所采用的一般的热镜中，在可视区域的整个区域中，实现了较高的透射率。在这样的透射率特性下，在显示光的透过这一点，可视区域中特定波长区域衰减的可能性较少，虚像的显示质量降低的担心较少。但是，相反而言，在可视区域的整个区域中，外部光透过热镜。因此，基于热镜的外部光的遮光性能并不能说是足够的，而有透过该热镜的光到达显示光投射部并转换为热量，由于该热量的影响而显示光投射部损伤导致HUD装置的寿命降低的担心。
专利文献1：日本特开2007－65011号公报
因此，本发明者们对保证虚像的显示质量，并进一步提高对外部光的耐性的HUD装置进行了详细的研究。而且，本发明者们构思了在导光部设置多层膜滤光部，该多层膜滤光部是能够使显示光透过并且对外部光进行遮光的滤光部，且通过使用光学多层膜而考虑XYZ表色系统中的等色函数X、Y、Z设定了透射率。
具体而言，对等色函数Z的值最大的波长与等色函数Y的值最大的波长之间的波长区域亦即第一波长区域、和等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长之间的波长区域亦即第二波长区域进行比较。根据该比较的结果，发现了存在第一波长区域中对虚像的亮度的影响度以及对虚像的色度的影响度均与第二波长区域相比相对较小的趋势。发明者们发现了利用该趋势，能够实现上述的性能。
发明内容
本公开的目的在于提供保证虚像的显示质量，并进一步提高了对外部光的耐性的HUD装置。
本公开的第一方式中的平视显示装置安装于移动体，并通过投影窗向投影部件投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示。上述平视显示装置具备将图像作为包含可视区域的多个波长的上述显示光进行投射的显示光投射部。上述平视显示装置还具备将来自上述显示光投射部的上述显示光导向上述投影部件侧的导光部。上述导光部具有多层膜滤光部，该多层膜滤光部使用光学多层膜使上述显示光透过，并且能够对从上述投影窗射入的外部光进行遮光。在XYZ表色系统中，将等色函数Z的值最大的波长与等色函数Y的值最大的波长之间的波长区域定义为第一波长区域，并将上述等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长之间的波长区域定义为第二波长区域。将上述多层膜滤光部对上述显示光的透射率，且成为对象的波长区域的各波长的透射率中取最小值的透射率定义为最小透射率。上述第一波长区域中的上述最小透射率比上述第二波长区域中的上述最小透射率小。
本公开的第二方式中的平视显示装置安装于移动体，并通过投影窗向投影部件投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示。上述平视显示装置具备将图像作为包含可视区域的多个波长的上述显示光进行投射的显示光投射部。上述平视显示装置还具备将来自上述显示光投射部的上述显示光导向上述投影部件侧的导光部。上述导光部具有使用光学多层膜使显示光透过，并且能够对从上述投影窗射入的外部光进行遮光的多层膜滤光部。在XYZ表色系统中，将等色函数Z的值最大的波长与等色函数Y的值最大的波长的正中间的波长定义为第一中间波长，并将上述等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长的正中间的波长定义为第二中间波长。对于上述多层膜滤光部对上述显示光的透射率来说，第一中间波长的透射率比第二中间波长的透射率小。
附图说明
通过参照附图下述的详细描述，本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点变得更加明确。该附图为，
图1是表示一实施方式中的HUD装置的向车辆的安装状态的图。
图2是表示一实施方式中的HUD装置的概略结构的图。
图3是表示一实施方式中的显示光投射部的图。
图4是从导光部侧观察一实施方式中的显示光投射部的图。
图5是放大示出图4的V部的图。
图6是图5的VI－VI线剖视图。
图7是表示刚从一实施方式中的显示光投射部投射之后的显示光的光谱的图表。
图8是表示太阳光的光谱的图表。
图9是表示XYZ表色系统中的等色函数Y的图表。
图10是表示XYZ表色系统中的等色函数X、等色函数Y以及等色函数Z的图表。
图11是表示一实施方式中的显示光的对亮度的影响度的波长依赖性的图表。
图12是表示一实施方式中的显示光的对色度的影响度的波长依赖性的图表。
图13是用于说明一实施方式中的倾斜配置滤光片的图。
图14是表示一实施方式中的多层膜滤光部的透射率特性的图表。
图15是变形例3中一个例子中的与图14对应的图表。
图16是变形例3中另一个例子中的与图14对应的图表。
图17是变形例3中另一个例子中的与图14对应的图表。
图18是变形例4中另一个例子中的与图14对应的图表。
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所涉及的HUD装置100安装于作为一种移动体的车辆1，并收纳在仪表板2内。HUD装置100通过设置在仪表板2的上表面部的投影窗2a，向作为车辆1的投影部件的挡风玻璃3投影显示光。显示光被挡风玻璃3反射，从而HUD装置100以能够被车辆1的乘员视觉确认的方式对图像进行虚像显示。即，被挡风玻璃3反射的显示光到达在车辆1的车厢内设定的视觉确认区域EB，眼点EP位于该视觉确认区域EB的乘员察觉该显示作为光虚像VI。然后，乘员能够通过虚像VI识别各种信息。作为被作为图像进行虚像显示的各种信息，能够列举车速、燃料余量等车辆1的状态、或者道路信息、视场辅助信息等导航信息。
车辆1的挡风玻璃3通过透光性的玻璃或合成树脂形成为板状。挡风玻璃3将投影有显示光的投影面3a形成为光滑的凹面状或者平面状。此外，作为投影部件，也可以代替挡风玻璃3，而在车辆1内设置与车辆1独立的合成器，并向该合成器投影图像。另外，也可以HUD装置100本身具备作为投影部件的合成器。
视觉确认区域EB是能够清晰地视觉确认由HUD装置100显示的虚像VI的区域。通常，视觉确认区域EB设置为与设定在车辆1的椭圆重合。椭圆基于统计地表示作为乘员的驾驶员的眼点的分布的眼睛范围设定(详细而言，参照JISD0021：1998)。
以下基于图2对这样的HUD装置100的具体构成进行说明。HUD装置100具备显示光投射部10以及导光部30。显示光投射部10以及导光部30收纳在HUD装置100的壳体50内。
如图2、3所示，显示光投射部10具有光源12、聚光透镜14、场镜16以及液晶面板20，并将它们收纳于例如箱状的外壳10a来形成。
光源12例如通过多个发光元件12a的排列构成。本实施方式中的发光元件12a是配置在光源用电路基板12b上，并与电源连接的发光二极管元件。各发光元件12a通过通电以与电流量对应的发光量产生光。更详细而言，在各发光元件12a中，例如通过利用荧光体覆盖蓝色发光二极管，来实现近似白色的发光。在本实施方式中，设置了三个发光元件12a。
聚光透镜14以及场镜16配置在光源12与液晶面板20之间。聚光透镜14例如通过合成树脂或玻璃等形成为具有透光性。特别是本实施方式的聚光透镜14成为与发光元件12a的数目以及配置配合地排列了多个凸透镜元件14a的透镜阵列。聚光透镜14对从光源12侧射入的光进行聚光并向场镜16侧射出。
场镜16配置在聚光透镜14与液晶面板20之间，例如通过合成树脂或玻璃等形成为具有透光性。特别是本实施方式的场镜16成为形成为平板状的菲涅尔透镜。场镜16进一步对从聚光透镜14侧射入的光进行聚光并朝向液晶面板20侧射出。
本实施方式的液晶面板20是使用了薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的液晶面板，例如是由在两个方向排列的多个液晶像素21形成的有源矩阵型的液晶面板。
具体而言，如图4所示，液晶面板20呈具有长边方向以及短边方向的矩形形状。如图5所示，在长边方向以及短边方向排列液晶像素21，从而在导光部30侧将图像作为显示光射出的显示面20a也呈矩形形状。在各液晶像素21中，设置有沿显示面20a的法线方向贯通地设置的透过部22、和包围该透过部22形成的布线部23。
如图6所示，液晶面板20通过层叠一对偏光板25a、25b以及被一对偏光板25a、25b夹着的液晶层27等形成，从而呈平板状。各偏光板25a、25b具有透过轴26a和与该透过轴26a正交的吸收轴26b。各偏光板25a、25b具有使向透过轴26a的方向偏振的光透过，并吸收向吸收轴26b的方向偏振的光的性质，一对偏光板25a、25b配置为使该透过轴26a的方向相互正交。液晶层27能够通过每个液晶像素21的电压施加，根据施加电压使透过液晶层27的光的偏振方向旋转。通过偏振方向的旋转，能够随时改变透过导光部30侧的偏光板25b的光的比例，即透射率。
因此，液晶面板20对于来自场镜16的光向光源12侧的表面亦即照明对象面20b的射入，控制每个液晶像素21的透射率。即，液晶面板20能够形成与来自光源12侧的照明对应的图像，并作为显示光射出。在本实施方式中显示光由于导光部30侧的偏光板25b的透过轴26a沿着长边方向，而作为向沿着液晶面板20的长边方向的偏振方向偏振后的直线偏振光投射。
如图5所示，在相邻的液晶像素21设置有相互不同的颜色(例如，红色、绿色以及蓝色)的彩色滤光片24r、24g、24b，通过它们的组合，实现各种颜色。
通过液晶面板20，显示光投射部10能够将图像作为具有光源12的发光光谱以及与彩色滤光片24r、24g、24b的透射率特性对应的光谱的显示光进行投射。在图7示出在本实施方式中，使全部的液晶像素21的透射率在性能上最大的情况下的由显示光投射部10投射的显示光的光谱。在可视区域(例如380～780nm)包含多个波长的显示光的光谱与各彩色滤光片24r、24g、24b的特性对应，在约450nm、约350nm以及约600nm具有极大值，并在约500nm以及约580nm具有极小值。
通过这样的显示光投射部10，从液晶面板20的显示面20a投射的显示光射入导光部30。
如图2所示，导光部30是将来自显示光投射部10的显示光导向挡风玻璃3侧的光学系统，构成显示光到达视觉确认区域EB为止的光路OP的一部分。导光部30具有多层膜滤光部40以及导光镜部31。
本实施方式的多层膜滤光部40在显示光的光路OP上，与导光部30的各镜32、33相比配置在显示光投射部10侧。多层膜滤光部40使用光学多层膜44使显示光透过。透过了多层膜滤光部40的显示光射入导光镜部31。
导光镜部31具有平面镜32以及凹面镜33。平面镜32在显示光的光路OP上，与凹面镜33相比配置在显示光投射部10侧。平面镜32通过使铝作为反射面32a蒸镀到例如由合成树脂或玻璃等构成的基材的表面等来形成。反射面32a形成为光滑的平面状。在光路OP上从显示光投射部10侧射入到平面镜32的显示光通过反射面32a，朝向挡风玻璃3侧的凹面镜33反射。
凹面镜33在光路OP上与平面镜32相比配置在挡风玻璃3侧。凹面镜33通过使铝作为反射面33a蒸镀到例如由合成树脂或玻璃等构成的基材的表面等来形成。反射面33a弯曲为凹面镜33的中心凹陷的凹状，从而形成为光滑的凹面状。在光路OP上从显示光投射部10侧的平面镜32射入凹面镜33的显示光通过反射面33a，通过投影窗2a朝向挡风玻璃3反射。详细而言，通过凹面状的反射面33a，凹面镜33具有相对于显示光投射部10的显示面20a的图像的尺寸，放大被乘员视觉确认的虚像VI的尺寸的功能。
另外，凹面镜33能够绕与步进电机连结的连结轴旋转，通过旋转改变反射面33a的方向，从而能够使虚像VI的位置上下移动。
这里，在本实施方式中，能够通过导光部30构成的光轴OA为通过显示光投射部10的显示面20a的中心和各镜32、33的反射面32a、33a的中心的光线的路径。
在壳体50中与投影窗2a对应的位置配置有透光性的防尘罩52作为导光部30的一个构成部件。因此，来自凹面镜33的显示光透过防尘罩52投影到挡风玻璃3。这样一来被挡风玻璃3反射的显示光到达视觉确认区域EB，从而乘员能够视觉确认虚像VI。
在安装了这样的HUD装置100的车辆1中，例如太阳光等外部光能够透过挡风玻璃3，之后进一步通过投影窗2a射入到HUD装置100内部。从投影窗2a射入到HUD装置100内部的光的一部分以与显示光的行进在光路OP逆行的方式，在导光部30中被凹面镜33反射，之后进一步被平面镜32反射，并射入到多层膜滤光部40。在图8示出太阳光的光谱作为能够射入到多层膜滤光部40的外部光。太阳光的光谱相对于图7的显示光的光谱，波长依赖性较小，可以说是在可视区域(例如380～780nm)以及红外区域(例如780～1080nm)广泛分布。
若多层膜滤光部40具有使这样的太阳光的大部分透过到显示光投射部10侧的特性，则太阳光到达显示光投射部10的光量增大。到达显示光投射部10的太阳光例如由于被转换为热量而对显示光投射部10造成损伤，缩短显示光投射部10的寿命。即，期望多层膜滤光部40具有太阳光的透射率较小的特性。
另一方面，多层膜滤光部40也具有透过显示光的功能，所以期望以显示质量较高的状态通过显示光显示虚像VI。
这里，对在具有图7的光谱的显示光中，各波长对亮度、色度的影响度进行说明。作为以下的说明中的XYZ表色系统，应用CIE1931表色系统。但是，在从眼点EP到虚像VI的距离非常近的情况下等，有CIE1931表色系统的应用明显不适当的特别的情由的情况下，代替CIE1931表色系统的应用，而应用CIE1964表色系统。另外，各表色系统的详细能够参照ISO11664－1：2007。
并且为了以下的说明，在上述的XYZ表色系统中，如图9、10所示，将等色函数Z的值最大的波长λzm与等色函数Y的值最大的波长λym之间的波长区域定义为第一波长区域WR1，将等色函数Y的值最大的波长λym与等色函数X的值最大的波长λxm之间的波长区域定义为第二波长区域WR2。在CIE1931表色系统中，波长λxm为599nm，波长λym为555nm，波长λzm为446nm。因此，实际上，第一波长区域WR1对应于446～555nm的范围，第二波长区域WR2对应于555～599nm的范围。
并且，将等色函数Z的值最大的波长λzm与等色函数Y的值最大的波长λym的正中间的波长定义为第一中间波长λm1，并将等色函数Y的值最大的波长λym与等色函数X的值最大的波长λxm的正中间的波长定义为第二中间波长λm2。在CIE1931表色系统中，第一中间波长λm1大约为500nm，第二中间波长λm2大约为580nm。
本实施方式的显示光中的各波长的对亮度的影响度通过将图9的等色函数Y与图7的该显示光的光谱相乘，能够如图11那样表示。这里，显示光包含第一波长区域WR1以及第二波长区域WR2的波长，所以在图11中各区域WR1、WR2中的影响度当然不为0。具体而言，根据图11，从影响度最高的大约550nm开始，第一波长区域WR1侧的影响度逐渐降低，与此相对，第二波长区域WR2侧在整个区域维持0.5以上的影响度。因此，可以说第一波长区域WR1与第二波长区域WR2相比对亮度的影响度较小。另外，第一中间波长λm1的影响度大约为0.1，第二中间波长λm2的影响度大约为0.7。因此，可以说第一中间波长λm1与第二中间波长λm2相比对亮度的影响度较小。
本实施方式的显示光中的各波长的对色度的影响度通过将图10的等色函数X、等色函数Y以及等色函数Z与图8的该显示光的光谱相乘，能够如图12那样表示。根据图12，在第一波长区域WR1有影响度在0.2以下的区域，与此相对，第二波长区域WR2在整个区域为0.3以上的影响度。因此，可以说第一波长区域WR1与第二波长区域WR2相比对色度的影响度较小。另外，第一中间波长λm1的影响度大约为0.1，第二中间波长λm2的影响度大约为0.3。因此，可以说第一中间波长λm1与第二中间波长λm2相比对色度的影响度较小。
若优先通过多层膜滤光部40对太阳光进行遮光，并较小地设定影响度较大的波长区域的透射率，则显示光中该波长区域的光也被多层膜滤光部40遮光。若显示光中影响度较大的波长区域的光被遮光，则对虚像VI的显示质量的影响较大。具体而言，若显示光中亮度的影响度较大的波长区域的光被遮光则虚像VI的亮度较大地降低，另外，若显示光中色度的影响度较大的波长区域的光被遮光，则虚像VI的色度较大地变质。
另一方面，即使较小地设定影响度较小的波长区域的透射率，对虚像VI的显示质量的影响也较小。在这样的波长区域中，即使优先对太阳光进行遮光，担心也较少。因此，优选对于多层膜滤光部40的透射率，将第一波长区域WR1的透射率设定为比第二波长区域WR2的透射率小。同样地，优选将第一中间波长λm1的反射率设定为比第二中间波长λm2的反射率小。
考虑这样的对亮度的影响度以及对色度的影响度，本实施方式的多层膜滤光部40构成为能够对从投影窗2a射入的外部光中至少一部分进行遮光。具体而言，本实施方式的多层膜滤光部40具有单数的倾斜配置滤光片42。
如图2所示，倾斜配置滤光片42具有透光性基板43以及光学多层膜44。透光性基板43例如通过合成树脂或玻璃等，形成为具有透光性的平板状。透光性基板43实际上无色透明，透射率在可视区域的整个区域较大。
光学多层膜44形成在倾斜配置滤光片42的表面42a、42b中的例如显示光投射部10侧的表面42a。光学多层膜44通过沿着表面42a的法线方向ND层叠由两种以上的折射率相互不同的光学材料构成的薄膜来形成。作为薄膜，能够采用电介质薄膜或金属薄膜。作为薄膜的光学材料，例如能够采用氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钽(Ta2O5)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等。本实施方式的光学多层膜44通过交替地层叠由氧化钛构成的薄膜、和由氧化硅构成的薄膜来形成。
例如在基于上述的考虑的条件设定的基础上，预先通过计算机的最佳化计算适当地设定各薄膜的各膜厚。特别是本实施方式的倾斜配置滤光片42如以下详述的那样倾斜配置，所以在设定了基于该倾斜配置的显示光的射入角的条件下，执行最佳化计算。
如图13所示，倾斜配置滤光片42相对于导光部30的光轴OA倾斜配置。倾斜配置滤光片42根据液晶面板20的导光部30侧的偏光板25a的配置设定倾斜方向。具体而言，倾斜配置滤光片42以从沿着与光轴OA垂直的假想的平面的状态，将使导光部30侧的偏光板25a的吸收轴26b沿着该光轴OA投影后的轴作为假想的旋转轴RA旋转后的姿势倾斜配置。
显示光投射部10将显示光作为将透过轴26a作为偏振方向的直线偏振光射出，所以该显示光以p偏振光的成分比s偏振光的成分大的状态，射入倾斜配置滤光片42。更严格来说，显示光作为p偏振光射入倾斜配置滤光片42。
并且倾斜配置滤光片42倾斜配置为相对于光轴OA使布儒斯特角的关系成立。即，显示光中沿着光轴OA行进的光大致将布儒斯特角作为射入角射入倾斜配置滤光片42的表面42a。换句话说，倾斜配置滤光片42以从沿着与光轴OA垂直的假想的平面的状态绕上述的旋转轴RA旋转布儒斯特角的角度后的姿势倾斜配置。在本实施方式中，倾斜配置为倾斜配置滤光片42的表面42a的法线方向ND相对于光轴OA成30度以上(例如58度)的角度。
在图14示出多层膜滤光部40的倾斜配置滤光片42的透射率特性。在图14中，是与实际的显示光对应的将布儒斯特角作为射入角的透射率，分别示出与p偏振光的成分对应的透射率Tp、和与s偏振光的成分对应的透射率Ts。这里，由于显示光作为p偏振光射入倾斜配置滤光片42，所以图14中的p偏振光的透射率Tp成为多层膜滤光部40对实际的显示光的透射率。
另一方面，作为外部光的太阳光由于被各镜32、33反射并且到达多层膜滤光部40，所以基本而言，沿着光轴OA从与显示光相反侧射入倾斜配置滤光片42。因此，太阳光也大致将布儒斯特角作为射入角射入倾斜配置滤光片42的表面42b。因此，多层膜滤光部40对太阳光的透射率也可以参照图14的透射率，但应该注意太阳光基本而言为随机偏振光。即，图14中的p偏振光的透射率Tp与s偏振光的透射率Ts的平均值成为多层膜滤光部40对实际的太阳光的透射率。此外，图14所示的透射率为能量透射率。
通过上述的倾斜配置，不透过倾斜配置滤光片42而被反射的太阳光等外部光朝向壳体50的内壁反射。
多层膜滤光部40的透射率特性根据光学多层膜44中的光的干涉的结果表征。因此，除了例如薄膜的膜数超过了常识的膜数的情况、显著地受到薄膜的光学材料固有的吸收线的影响的情况等之外，多层膜滤光部40的透射率Tp、Ts不容易相对于波长取离散的值。即，即使以下对两个特定波长间的透射率Tp、Ts进行比较的情况下，在实施中，该比较也适用于该特定波长附近的波长的可能性较高。
这里，将多层膜滤光部40对显示光的透射率，且成为对象的波长区域内的各波长的透射率中取最小值的透射率定义为最小透射率。在这样的定义下，若参照图14，则可知第一波长区域WR1中的最小透射率比第二波长区域WR2中的最小透射率小。
同样地若参照图14，则可知第一中间波长λm1的透射率比第二中间波长λm2的透射率小。
更详细而言，作为对显示光的透射率，第二波长区域WR2中的最小反射率以及第二中间波长λm2中的p偏振光的透射率Tp在80％以上，另一方面，第一波长区域WR1中的最小反射率以及第一中间波长λm1中的p偏振光的透射率Tp在80％以下。
另外，可知在可视区域中，多层膜滤光部40的透射率特性与图10的等色函数X、等色函数Y以及等色函数Z、或者图8的对亮度的影响度的波长依赖性、另外或者图9的对色度的影响度的波长依赖性大致有负的相关。
另外若参照图14，则可知对于对显示光或者太阳光的透射率来说，红外区域中的平均透射率比可视区域中的平均透射率小。对显示光或者太阳光的红外区域中的平均透射率在20％以下。
更具体而言，在可视区域中420～640nm的范围的波长区域中，p偏振光的平均透射率为91％，s偏振光的平均透射率为48％。p偏振光的平均透射率与s偏振光的平均透射率之差大约为40％。在作为对太阳光的透射率，进一步对p偏振光与s偏振光进行平均的情况下，该透射率大约为70％。在对红外区域中的p偏振光与s偏振光进行平均的情况下的透射率大约为14％。
(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。
根据本实施方式，多层膜滤光部40的最小透射率在第一波长区域WR1中比第二波长区域WR2小。这样一来，在对虚像VI的影响度相对较大的第二波长区域WR2中，最小透射率较大，所以显示光容易透过多层膜滤光部40，所以通过向挡风玻璃3的投影能够使第二波长区域WR2的显示光的大部分有助于虚像VI的显示。另一方面，在第一波长区域WR1中，最小透射率较小，所以显示光不容易透过多层膜滤光部40而导向挡风玻璃3侧，但对虚像VI的影响度相对较小。而且，即使太阳光等外部光中第一波长区域WR1的光通过投影窗2a射入到HUD装置100内部，也不容易透过多层膜滤光部40，所以抑制了该光到达显示光投射部10且该显示光投射部10由于热量损伤。根据以上，作为采用考虑了XYZ表色系统中的等色函数X、Y、Z的透射率特性的多层膜滤光部40的结果，能够提供保证虚像VI的显示质量，并进一步提高了对外部光的耐性的HUD装置100。
另外，根据本实施方式，多层膜滤光部40的透射率在第一中间波长λm1中比第二中间波长λm2小。这样一来，在对虚像VI的影响度相对较大的第二中间波长λm2的附近，透射率较大，所以显示光容易透过多层膜滤光部40，所以通过向挡风玻璃3的投影能够使第二中间波长λm2的附近波长的显示光的大部分有助于虚像VI的显示。另一方面，在第一中间波长λm1的附近，透射率较小，所以显示光不容易透过多层膜滤光部40而导向挡风玻璃3，但对虚像VI的影响度相对较小。而且，即使太阳光等外部光中第一中间波长λm1的附近波长的光通过投影窗2a射入到HUD装置100内部，也不容易透过多层膜滤光部40，所以抑制了该光到达显示光投射部10且该显示光投射部10由于热量损伤。根据以上，作为采用考虑了XYZ表色系统中的等色函数X、Y、Z的透射率特性的多层膜滤光部40的结果，能够提供保证虚像VI的显示质量，并进一步提高了对外部光的耐性的HUD装置100。
另外，根据本实施方式，红外区域中的各波长的平均透射率比可视区域中的各波长的平均透射率小。在这样的多层膜滤光部40的透射率特性下，即使太阳光等外部光中红外区域的光通过投影窗2a射入到HUD装置100内部，也不容易透过多层膜滤光部40，所以抑制了该光到达显示光投射部10。另一方面，能够将包含可视区域的波长的显示光相对较多地导向挡风玻璃3侧。因此，能够使显示光的大部分有助于虚像VI的显示。
另外，根据本实施方式，作为红外区域的780nm以上1080nm以下的波长区域中的各波长的平均透射率在20％以下。这样一来，能够通过多层膜滤光部40可靠地对红外区域的外部光进行遮光，外部光中红外区域的光更不容易到达显示光投射部10。
另外，根据本实施方式，倾斜配置滤光片42相对于光轴OA倾斜配置。通过这样的倾斜配置，显示光以p偏振光的成分比s偏振光的成分大的状态射入倾斜配置滤光片42。根据菲涅尔公式，有p偏振光的透射率Tp比s偏振光的透射率Ts大的趋势，所以倾斜配置滤光片42能够利用各偏振光成分的透射率Tp、Ts差来使显示光高效地透过。另一方面，太阳光等外部光实际上以随机偏振光的状态射入倾斜配置滤光片42，所以以各偏振光的平均透射率被遮光。即，受到s偏振光的透射率Ts降低的影响，被遮光的比例能够变得更多。其结果，能够提高虚像VI的显示质量，并进一步提高对外部光的耐性。
另外，根据本实施方式，被显示光投射部10投射，并偏振为直线偏振光的显示光作为p偏振光射入倾斜配置滤光片42。根据菲涅尔公式，有p偏振光的透射率Tp比s偏振光的透射率Ts大的趋势，所以倾斜配置滤光片42能够可靠地利用各偏振光成分的透射率Tp、Ts差来使显示光高效地透过。
另外，根据本实施方式，倾斜配置滤光片42倾斜配置为相对于光轴OA使布儒斯特角的关系成立。这样一来，显示光的大部分以接近布儒斯特角的角度射入倾斜配置滤光片42。根据菲涅尔公式，在布儒斯特角时，p偏振光的透射率Tp最大，所以倾斜配置滤光片42能够最大限度地提高效率使显示光透过。
另外，根据本实施方式，倾斜配置滤光片42倾斜配置为表面42a的法线方向ND相对于光轴OA成30度以上的角度。在这样的构成中，能够可靠地相对于s偏振光增大p偏振光的透射率Tp，所以倾斜配置滤光片42能够可靠地利用各偏振光成分的透射率Tp、Ts差来使显示光高效地透过。
(其它的实施方式)
以上，对本公开的一实施方式进行了说明，但本公开并不限定于该实施方式进行解释，能够在不脱离本公开的主旨的范围内应用于各种实施方式。
具体而言，作为变形例1，光学多层膜44也可以形成在倾斜配置滤光片42的表面42a、42b中与显示光投射部10相反侧的表面42b。
作为变形例2，光学多层膜44也可以形成在倾斜配置滤光片42的表面42a、42b中的显示光投射部10侧的表面42a以及与显示光投射部10相反侧的表面42b双方。
作为变形例3，倾斜配置滤光片42也可以相对于光轴OA不使布儒斯特角的关系成立，也可以倾斜配置为使其法线方向ND相对于光轴OA成30度以上的角度。
这里，改变法线方向ND的相对于光轴OA的角度的情况下的透射率特性的图表如图15～17所示。在法线方向ND的相对于光轴OA的角度比布儒斯特角小的图15的情况下，s偏振光的透射率Ts与p偏振光的透射率Tp相比大致小20％，但与布儒斯特角的关系成立的情况相比，该差较小。因此，与布儒斯特角的关系成立的情况相比，对外部光进行遮光的效果较小。此外，图15示出法线方向ND的相对于光轴OA的角度为48度的情况。
在法线方向ND的相对于光轴OA的角度比布儒斯特角大的图16、17的情况下，s偏振光的透射率Ts较小，所以虽然对外部光进行遮光的效果提高，但p偏振光的透射率也变小，所以虚像VI的亮度降低。此外，图16示出法线方向ND的相对于光轴OA的角度为68度的情况，图17示出法线方向ND的相对于光轴OA的角度为78度的情况。
作为变形例4，如图18所示，倾斜配置滤光片42也可以倾斜配置为使其法线方向ND相对于光轴OA成比0度大且比30度小的角度。此外，图18示出法线方向ND的相对于光轴OA的角度为15度的情况。
作为变形例5，多层膜滤光部40也可以由相对于光轴OA不倾斜的滤光片构成。
作为变形例6，多层膜滤光部40也可以不与导光部30的各镜32、33相比配置在显示光投射部10侧。作为该例，多层膜滤光部40也可以配置在平面镜32与凹面镜33之间。另外，多层膜滤光部40也可以与各镜32、33相比设置在挡风玻璃3侧，作为例如堵住投影窗2a的防尘罩52。
作为变形例7，多层膜滤光部40也可以由多个滤光片构成。
作为变形例8，能够采用其它的构成作为显示光投射部10。例如，液晶面板20的彩色滤光片除了红色、绿色以及蓝色之外，也可以进一步加上黄色等彩色滤光片。该情况下，通过黄色的彩色滤光片，显示光中580nm附近的波长的影响度相对地提高，所以本多层膜滤光部40的应用效果成倍地提高。另外例如，也可以不在液晶面板20设置彩色滤光片，而显示光投射部10投射白色光。
并且，也可以采用不使用液晶面板20的显示光投射部10，作为该例，也可以采用通过扫描激光束射入的扫描镜的方向来在屏幕上形成图像并作为显示光投射的激光扫描方式。也可以从显示光投射部10投射的显示光未偏振。即使是在显示光投射部10未进行偏振的显示光，也能够通过在射入到多层膜滤光部40之前改变极化状态，来使其以p偏振光的成分比s偏振光的成分大的状态，射入到该多层膜滤光部40。
作为变形例9，也可以将本公开应用于车辆1以外的船舶及飞机等各种移动体(输送设备)。
上述的平视显示装置安装于移动体1，并通过投影窗2a向投影部件3投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示。平视显示装置具备显示光投射部10和导光部30。显示光投射部10将图像作为包含可视区域的多个波长的显示光进行投射。导光部30将来自显示光投射部的显示光导向投影部件侧。导光部具有多层膜滤光部40，该多层膜滤光部40使用光学多层膜44使显示光透过，并且能够对从投影窗射入的外部光进行遮光。在XYZ表色系统中，第一波长区域WR1是等色函数Z的值最大的波长λzm与等色函数Y的值最大的波长λym之间的波长区域，第二波长区域WR2是等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长λxm之间的波长区域。最小透射率是多层膜滤光部对显示光的透射率，是成为对象的波长区域的各波长的透射率中取最小值的透射率。第一波长区域中的最小透射率比第二波长区域中的最小透射率小。
根据这样的构成，多层膜滤光部的最小透射率在第一波长区域中比第二波长区域小。这样一来，在对虚像的影响度相对较大的第二波长区域中，最小透射率较大，所以显示光容易透过多层膜滤光部，所以通过向投影部件的投影，能够使第二波长区域的显示光的大部分有助于虚像的显示。另一方面，在第一波长区域中，最小透射率较小，所以显示光不容易透过多层膜滤光部并导向投影部件侧，但对虚像的影响度相对较小。而且，即使太阳光等外部光中第一波长区域的光通过投影窗射入到HUD装置内部，也不容易透过多层膜滤光部，所以抑制了该光到达显示光投射部且该显示光投射部由于热量损伤。根据以上，作为采用了考虑XYZ表色系统的等色函数X、Y、Z的透射率特性的多层膜滤光部的结果，能够提供保证虚像的显示质量，并进一步提高了对外部光的耐性的HUD装置。
另外，上述的平视显示装置安装于移动体，并通过投影窗2a向投影部件3投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示。平视显示装置具备显示光投射部10和导光部30。显示光投射部10将图像作为包含可视区域的多个波长的显示光进行投射。导光部30将来自显示光投射部的显示光导向投影部件侧。导光部具有多层膜滤光部40，该多层膜滤光部40使用光学多层膜44使显示光透过，并且能够对从投影窗射入的外部光进行遮光。在XYZ表色系统中，第一中间波长λm1是等色函数Z的值最大的波长λzm与等色函数Y的值最大的波长λym的正中间的波长，第二中间波长λm2是等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长λzm的正中间的波长。对于多层膜滤光部对显示光的透射率来说，第一中间波长的透射率比第二中间波长的透射率小。
根据这样的公开，多层膜滤光部的透射率在第一中间波长中比第二中间波长小。这样一来，在对虚像的影响度相对较大的第二中间波长的附近，透射率较大，所以显示光容易透过多层膜滤光部，所以通过向投影部件的投影，能够使第二中间波长的附近波长的显示光的大部分有助于虚像的显示。另一方面，在第一中间波长的附近，透射率较小，所以显示光难以透过多层膜滤光部并导向投影部件，但对虚像的影响度相对较小。而且，即使太阳光等外部光中第一中间波长的附近波长的光通过投影窗射入到HUD装置内部，也不容易透过多层膜滤光部，所以抑制了该光到达显示光投射部且该显示光投射部由于热量损伤。根据以上，作为采用了考虑XYZ表色系统的等色函数X、Y、Z的透射率特性的多层膜滤光部的结果，能够提供保证虚像的显示质量，并进一步提高了对外部光的耐性的HUD装置。
本公开依照实施例进行了描述，但应该理解本公开并不限定于该实施例、结构。本公开也包含各种变形例、同等范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、以及在它们中包含仅一要素、其以上或其以下的其它组合、方式也在本公开的范畴、思想范围内。

Claims (8)

1.一种平视显示装置，是安装于移动体(1)，并通过投影窗(2a)向投影部件(3)投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示的平视显示装置，具备：
显示光投射部(10)，其将图像作为包含可视区域的多个波长的上述显示光进行投射；以及
导光部(30)，其将来自上述显示光投射部的上述显示光导向上述投影部件侧，
上述导光部具有多层膜滤光部(40)，该多层膜滤光部(40)使用光学多层膜(44)使上述显示光透过，并且能够对从上述投影窗射入的外部光进行遮光，
在XYZ表色系统中，将等色函数Z的值最大的波长(λzm)与等色函数Y的值最大的波长(λym)之间的波长区域定义为第一波长区域(WR1)，并将上述等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长(λxm)之间的波长区域定义为第二波长区域(WR2)，
将上述多层膜滤光部对上述显示光的透射率，且成为对象的波长区域的各波长的透射率中取最小值的透射率定义为最小透射率，
上述第一波长区域中的上述最小透射率比上述第二波长区域中的上述最小透射率小。
2.一种平视显示装置，是安装于移动体(1)，并通过投影窗(2a)向投影部件(3)投影显示光，从而以能够被乘员视觉确认的方式进行虚像显示的平视显示装置，具备：
显示光投射部(10)，其将图像作为包含可视区域的多个波长的上述显示光进行投射；以及
导光部(30)，其将来自上述显示光投射部的上述显示光导向上述投影部件侧，
上述导光部具有多层膜滤光部(40)，该多层膜滤光部(40)使用光学多层膜(44)使显示光透过，并且能够对从上述投影窗射入的外部光进行遮光，
在XYZ表色系统中，将等色函数Z的值最大的波长(λzm)与等色函数Y的值最大的波长(λym)的正中间的波长定义为第一中间波长(λm1)，并将上述等色函数Y的值最大的波长与等色函数X的值最大的波长(λxm)的正中间的波长定义为第二中间波长(λm2)，
对于上述多层膜滤光部对上述显示光的透射率来说，第一中间波长的透射率比第二中间波长的透射率小。
3.根据权利要求1或者2所述的平视显示装置，其中，
对于上述多层膜滤光部对上述显示光的透射率来说，红外区域中的各波长的平均透射率比可视区域中的各波长的平均透射率小。
4.根据权利要求1或者2所述的平视显示装置，其中，
对于上述多层膜滤光部对上述外部光的透射率来说，作为红外区域的780nm以上1080nm以下的波长区域中的各波长的平均透射率在20％以下。
5.根据权利要求1或者2所述的平视显示装置，其中，
上述多层膜滤光部具有倾斜配置滤光片(42)，该倾斜配置滤光片(42)设置有透光性基板(43)以及层叠于表面(42a)的上述光学多层膜，
上述倾斜配置滤光片相对于上述导光部中的光轴(OA)倾斜配置为上述显示光以p偏振光的成分比s偏振光的成分大的状态射入。
6.根据权利要求5所述的平视显示装置，其中，
上述显示光投射部投射偏振为直线偏振光的上述显示光，
上述倾斜配置滤光片相对于上述光轴倾斜配置为上述显示光作为p偏振光射入。
7.根据权利要求5所述的平视显示装置，其中，
上述倾斜配置滤光片被倾斜配置为相对于上述光轴使布儒斯特角的关系成立。
8.根据权利要求5所述的平视显示装置，其中，
上述倾斜配置滤光片被倾斜配置为上述表面的法线方向(ND)相对于上述光轴成30度以上的角度。
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