JP7366156B2 - 小型ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Description
[項目1]
反射偏光子と、
前記反射偏光子の同じ側に配置されたディスプレイ、第1のミラー、及び第2のミラーと
を備える光学システムであって、垂直入射光について、及び約450nm~約600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、
前記反射偏光子は、第1の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも80%を透過し、直交する第2の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも80%を反射し、
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの少なくとも一方について前記入射光の少なくとも80%を反射し、
前記ディスプレイは、観察者によって見られるための画像を発出するように適合されており、発出される前記画像は、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれによって1回反射された後に、前記反射偏光子によって透過され、
前記光学システムは光軸を有し、前記ディスプレイによって発出され前記光軸に沿って伝搬する画像光線は、前記反射偏光子及び前記第2のミラーによって反射された後に前記第1のミラーに実質的に垂直入射し、中央平面は、前記光軸と、前記ディスプレイ、前記反射偏光子、及び前記第2のミラーとの間の交点によって画定され、前記中央平面は、それぞれのエリアA1~A4を有する1パス領域~4パス領域を含み、前記ディスプレイから発出され前記中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する発出画像光線であって、前記反射偏光子に2回目に入射する前の発出画像光線について、
前記1パス領域は、前記1パス領域を横断して少なくとも1回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記2パス領域は、前記2パス領域を横断して少なくとも2回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記3パス領域は、前記3パス領域を横断して少なくとも3回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記4パス領域は、前記4パス領域を横断して4回通過する前記発出画像光線の部分を含み、0.15≦A4/A3≦0.40である、
光学システム。
[項目2]
前記ディスプレイ、前記第1のミラー、及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記反射偏光子に概ね面する、項目1に記載の光学システム。
[項目3]
前記反射偏光子は、前記光軸と角度θ R をなし、θ R が少なくとも5度変化するとき、A4/A3は約30%未満変化する、項目1に記載の光学システム。
[項目4]
前記反射偏光子、前記第1のミラー、及び前記第2のミラーのうちの少なくとも1つは湾曲する、項目1に記載の光学システム。
[項目5]
前記反射偏光子、前記ディスプレイ、前記第1のミラー、及び前記第2のミラーは、それらの間に内部空間を概ね画定し、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの一方は、前記内部空間に向かって凸状であり、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの他方は、前記内部空間に向かって凹状である、項目1に記載の光学システム。
[項目6]
前記光軸は、前記ディスプレイと第1の傾斜角度をなし、前記反射偏光子と第2の傾斜角度をなす、項目1に記載の光学システム。
[項目7]
前記光軸は、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの一方のみに実質的に垂直入射する、項目1に記載の光学システム。
[項目8]
正直角プリズムの異なる側面上及び対向する平行な端面間に概ね配置されており、前記正直角プリズムの内部空間に面するディスプレイ、反射偏光子、第1のミラー、及び第2のミラーを備える光学システムであって、前記ディスプレイによって発出される画像が前記反射偏光子、前記第1のミラー、及び前記第2のミラーのそれぞれによって反射された後に、発出される前記画像は、観察者によって見られるために前記反射偏光子によって透過される、光学システム。
[項目9]
前記ディスプレイ及び前記反射偏光子は、前記正直角プリズムの2つの隣接する側面に沿って配置されている、項目8に記載の光学システム。
[項目10]
前記ディスプレイと前記第2のミラーとは実質的に互いに向かい合っており、前記反射偏光子と前記第1のミラーとは実質的に互いに向かい合っている、項目8に記載の光学システム。
[項目11]
反射偏光子と、
前記反射偏光子の同じ側に配置されたディスプレイ、第1のミラー、及び第2のミラーと
を備える光学システムであって、垂直入射光について、及び約450nm~約600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、
前記反射偏光子は、第1の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも80%を透過し、直交する第2の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも80%を反射し、
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの少なくとも一方について前記入射光の少なくとも80%を反射し、
前記ディスプレイは、中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する中心画像光線であって、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれによって1回反射された後に、観察者によって見られるために前記反射偏光子によって透過される中心画像光線を発出するように適合されており、前記中央平面は、それぞれのエリアA3及びA4を有する3パス領域及び4パス領域を含み、前記ディスプレイから発出され前記中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する発出画像光線であって、前記反射偏光子に2回目に入射する前の発出画像光線について、
前記3パス領域は、前記3パス領域を横断して少なくとも3回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記4パス領域は、前記4パス領域を横断して4回通過する前記発出画像光線の部分を含み、0.15≦A4/A3≦0.40である、
光学システム。
[項目12]
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの少なくとも一方は反射偏光子である、項目11に記載の光学システム。
[項目13]
垂直入射光について、及び約450nm~約600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの少なくとも一方は、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの一方について前記入射光の少なくとも80%を透過する、項目11に記載の光学システム。
[項目14]
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの前記少なくとも一方はまた、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態についてそれぞれの約700nm~約2500nmの範囲内の少なくとも1つの波長にかかる垂直入射光の少なくとも40%を透過する、項目13に記載の光学システム。
[項目15]
垂直入射光について、及び約450nm~約600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のそれぞれについて前記入射光の少なくとも80%を反射し、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの少なくとも一方はまた、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のそれぞれについて約700nm~約2500nmの範囲内の少なくとも1つの波長にかかる垂直入射光の少なくとも40%を透過する、項目11に記載の光学システム。
[項目16]
垂直入射光について、及び約450nm~約600nmの少なくとも20nm幅波長範囲内の各波長について、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの少なくとも一方は、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの一方について前記入射光の少なくとも80%を透過する、項目11に記載の光学システム。
[項目17]
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの前記少なくとも一方はまた、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態についてそれぞれの約700nm~約2500nmの範囲内の少なくとも1つの波長にかかる垂直入射光の少なくとも40%を透過する、項目16に記載の光学システム。
[項目18]
垂直入射光について、及び450nm~約600nmの少なくとも20nm幅波長範囲内の各波長について、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態についてそれぞれの前記入射光の少なくとも80%を反射し、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの少なくとも一方はまた、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のそれぞれについて約700nm~約2500nmの範囲内の少なくとも1つの波長にかかる垂直入射光の少なくとも40%を透過する、項目11に記載の光学システム。
Claims (3)
- 反射偏光子と、
前記反射偏光子の同じ側に配置されたディスプレイ、第1のミラー、及び第2のミラーと
を備える光学システムであって、垂直入射光について、及び450nm~600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、
前記反射偏光子は、第1の偏光状態を有する前記垂直入射光の少なくとも80%を透過し、直交する第2の偏光状態を有する前記垂直入射光の少なくとも80%を反射し、
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの少なくとも一方について前記垂直入射光の少なくとも80%を反射し、
前記ディスプレイは、観察者によって見られるための画像を発出するように適合されており、発出される前記画像は、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれによって1回反射された後に、前記反射偏光子によって透過され、
前記光学システムは光軸を有し、前記ディスプレイによって発出され前記光軸に沿って伝搬する画像光線は、前記反射偏光子及び前記第2のミラーによって反射された後に前記第1のミラーに実質的に垂直入射し、中央平面は、前記光軸と、前記ディスプレイ、前記反射偏光子、及び前記第2のミラーとの間の交点によって画定され、前記中央平面は、それぞれ面積A1、A2、A3、及びA4を有する1パス領域、2パス領域、3パス領域、及び4パス領域を含み、前記ディスプレイから発出され前記中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する発出画像光線であって、前記反射偏光子に2回目に入射する前の発出画像光線について、
前記1パス領域は、前記1パス領域を横断して少なくとも1回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記2パス領域は、前記2パス領域を横断して少なくとも2回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記3パス領域は、前記3パス領域を横断して少なくとも3回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記4パス領域は、前記4パス領域を横断して4回通過する前記発出画像光線の部分を含み、0.15≦A4/A3≦0.40である、
光学システム。 - 前記反射偏光子、前記ディスプレイ、前記第1のミラー、及び前記第2のミラーは、それらの間に内部空間を概ね画定し、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの一方は、前記内部空間に向かって凸状であり、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのうちの他方は、前記内部空間に向かって凹状である、請求項1に記載の光学システム。
- 反射偏光子と、
前記反射偏光子の同じ側に配置されたディスプレイ、第1のミラー、及び第2のミラーと
を備える光学システムであって、垂直入射光について、及び450nm~600nmの範囲内の少なくとも1つの波長について、
前記反射偏光子は、第1の偏光状態を有する前記垂直入射光の少なくとも80%を透過し、直交する第2の偏光状態を有する前記垂直入射光の少なくとも80%を反射し、
前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれは、前記第1の偏光状態及び前記第2の偏光状態のうちの少なくとも一方について前記垂直入射光の少なくとも80%を反射し、
前記ディスプレイは、中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する中心画像光線であって、前記第1のミラー及び前記第2のミラーのそれぞれによって1回反射された後に、観察者によって見られるために前記反射偏光子によって透過される中心画像光線を発出するように適合されており、前記中央平面は、それぞれ面積A3及びA4を有する3パス領域及び4パス領域を含み、前記ディスプレイから発出され前記中央平面に沿って及び前記中央平面内を伝搬する発出画像光線であって、前記反射偏光子に2回目に入射する前の発出画像光線について、
前記3パス領域は、前記3パス領域を横断して少なくとも3回通過する前記発出画像光線の部分を含み、
前記4パス領域は、前記4パス領域を横断して4回通過する前記発出画像光線の部分を含み、0.15≦A4/A3≦0.40である、
光学システム。
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