KR101196967B1 - 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체 - Google Patents

광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체 Download PDF

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Abstract

제1 프레넬 렌즈(10f)가 설치된 제1 주요면(10a)을 갖는 제1 광학 시트(10)를 구비하고, 제1 주요면에서의 제1 프레넬 렌즈의 광축(13oa)이, 제1 주요면의 외형 중심[외형 중심(13s)]과는 상이한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다.

Description

광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체{OPTICAL ELEMENT, DISPLAY DEVICE, DISPLAY METHOD AND MOBILE OBJECT}
본 발명의 실시형태는 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체에 관한 것이다.
차량이나 항공기 등 이동체의 프론트 글래스(윈드 실드(wind shield))에 각종 영상 정보를 표시하여, 외계 배경의 화상과, 영상 정보를 조종자에게 보이게 하는 헤드업 디스플레이(HUD: Head-Up Display)가 알려져 있다. 예컨대 일본의 공개 특허 공보, 일본 특허 공개 평11-271665호 공보(이하 특허문헌 1이고 함)에는, 액정 표시기를 이용한 헤드업 디스플레이에 관한 기술이 공개되어 있다.
이와 같은 HUD에서, 장치의 소형화와 함께, 가시성의 향상이 요구되고 있다.
본 발명은, 헤드업 디스플레이의 가시성을 향상시키고, 장치를 소형화하는 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 제1 프레넬 렌즈가 설치된 제1 주요면을 갖는 제1 광학 시트를 포함하고, 상기 제1 주요면에서의 상기 제1 프레넬 렌즈의 광축이, 상기 제1 주요면의 외형의 중심과는 상이한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 동심원형의 복수의 리지부(ridge portion)를 갖는 제1 프레넬 렌즈가 설치된 제1 주요면을 갖는 제1 광학 시트를 포함하고, 상기 복수의 리지부 중에 서로 인접하는 리지부에서의 상기 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 각각의 폭은 서로 상이하며, 상기 복수의 리지부 각각에서의 상기 방사 방향을 따른 각각의 폭은, 미리 정해진 길이 이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 동심원형의 복수의 리지부를 갖는 제1 프레넬 렌즈가 설치된 제1 주요면을 갖는 제1 광학 시트를 포함하고, 상기 복수의 리지부 중에 인접하는 2개의 리지부에서의 상기 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 폭은 서로 동일하며, 상기 인접하는 2개의 상기 리지부에서의 상기 방사 방향을 따른 폭의 합계는, 미리 정해진 길이 이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 영상을 포함하는 광속을, 상기 어느 하나에 기재된 광학 소자에 반사시켜 관찰자를 향해 투영하는 영상 투영부를 포함한 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 제1 프레넬 렌즈가 설치된 제1 주요면과, 상기 제1 주요면과는 반대측인 제2 주요면을 갖는 제1 광학 시트에, 상기 제2 주요면 측으로부터 영상을 포함하는 광속을 입사시키고, 상기 광속의 상기 제2 주요면에서 반사된 제2 주요면 반사 광속의 방향을, 상기 광속의 상기 제1 주요면에서 반사된 제1 주요면 반사 광속의 방향에 대하여 5도 이상 변화시켜, 상기 제1 주요면 광속을 관찰자를 향해 투영하는 표시 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 상기 어느 하나에 기재된 광학 소자와, 상기 광학 소자를 지지하는 투명판을 포함한 것을 특징으로 하는 이동체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 헤드업 디스플레이의 가시성을 향상시키고, 장치를 소형화하는 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체가 제공된다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식도.
도 2는 제1 실시형태에 따른 광학 소자가 이용되는 표시 장치의 사용 상태를 예시하는 모식도.
도 3은 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도.
도 4는 비교예의 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도.
도 5는 광학 소자의 특성을 예시하는 모식도.
도 6은 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도.
도 7은 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 8은 제2 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 9는 광학 소자의 특성을 예시하는 그래프도.
도 10은 광학 소자의 특성을 예시하는 그래프도.
도 11은 제2 실시형태에 따른 다른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
도 12는 제3 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 예시하는 모식도.
도 13은 제5 실시형태에 따른 이동체 일부의 구성을 예시하는 모식적 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이고, 각 부분의 두께와 폭과의 관계, 부분간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실과 동일하다고는 한하지 않는다. 또한 동일한 부분을 나타내는 경우라도, 도면에 의해 서로의 치수나 비율이 상이하게 나타나는 경우도 있다.
또한, 본원 명세서와 각 도면에서, 기출 도면에 관해서 전술한 것과 같은 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.
(제1 실시형태)
본 발명의 제1 실시형태는, HUD 등의 표시 장치에 이용되는 광학 소자이다. 이 표시 장치는 차량이나 선박이나 항공기 등의 이동체에 탑재되는 HUD로서 이용할 수 있다. 단, 본 발명의 실시형태는 이것에 한하지 않고, 표시 장치는 드라이빙 시뮬레이터나 플라이트 시뮬레이터 등의 시뮬레이터, 더 나아가서는 게임 등의 어뮤즈먼트 용도에도 적용할 수 있다. 이하에서는, 예로서 본 실시형태에 따른 광학 소자가, 차량용 HUD의 표시 장치에 응용되는 경우를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식도이다.
즉, 도 1의 (a)는 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 선 A1-A2를 따라 취한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광학 소자가 이용되는 표시 장치의 사용 상태를 예시하는 모식도이다.
우선, 도 2에 의해, 본 실시형태에 따른 표시 장치(310)의 구성의 개요에 대해서 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 표시 장치(310)는, 차량(730)(이동체)에 탑재된다. 표시 장치(310)는 영상 투영부(115)를 구비한다. 표시 장치(310)는, 영상 데이터 생성부(130)를 더 구비하여도 좋다.
영상 데이터 생성부(130)는, 영상 데이터를 생성한다.
영상 투영부(115)는, 영상 데이터 생성부(130)에 의해 생성된 영상 데이터에 기초한 영상을 포함하는 광속(112)을 차량(730)의 프론트 글래스부(710)에 반사시켜 차량(730)에 탑승하는 관찰자(100)를 향해 투영한다.
프론트 글래스부(710)는, 차량(730)의 프론트 글래스(710a)를 포함한다. 프론트 글래스부(710)는, 예컨대 차량(730)의 프론트 글래스(710a)에 설치되는 반사부(711)를 포함한다.
반사부(711)로서, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)가 이용된다. 광학 소자(510)는, 예컨대 프론트 글래스(710a)의 실내 측에 접착된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 광학 소자(510)는, 프론트 글래스(710a)에 내장될 수도 있다. 또한 광학 소자(510)는, 프론트 글래스(710a)의 실내 측에서, 프론트 글래스(710a)와 이격하여 설치되거나, 프론트 글래스(710a)에 근접하여 설치된다. 광학 소자(510)가, 프론트 글래스(710a)와 이격되어 설치되는 경우에 있어서, 광학 소자(510)를 지지하는 부재도 프론트 글래스부(710)에 포함되는 것으로 한다.
이와 같이, 차량(730)(이동체)은, 본 발명의 실시형태에 따른 광학 소자(510)와, 광학 소자(510)를 지지하는 투명판[프론트 글래스(710a), 프론트 글래스부(710)]을 구비한다.
광속(112)에 포함되는 영상은, 예컨대 표시 장치(310)가 탑재되는 차량(730)의 운행 정보에 관한, 진행 방향을 나타내는 「화살표」나 속도 등, 여러 가지의 내용을 포함한다.
도 2에 예시한 바와 같이, 표시 장치(310)의 영상 투영부(115)는, 예컨대 차량(730) 중, 즉, 예컨대 조종자인 관찰자(100)로부터 봤을 때 차량(730)의 대시보드(720) 안쪽에 설치할 수 있다.
영상 투영부(115)로부터 출사된 광속(112)은, 프론트 글래스부(710)에서 반사되어, 관찰자(100)의 머리부(105)에 입사한다. 구체적으로는, 광속(112)은, 관찰자(100)의 눈(101)에 이른다. 관찰자(100)는 프론트 글래스부(710)를 통해, 상 형성 위치(181p)의 위치에 형성된 영상에 포함되는 표시 내용(180)의 상(181)(허상)을 지각한다. 이와 같이, 표시 장치(310)는 HUD로서 사용할 수 있다.
이와 같이, 표시 장치(310)는, 영상을 포함하는 광속을, 본 발명의 실시형태에 따른 광학 소자(510)에 반사시켜 관찰자(100)를 향해 투영하는 영상 투영부(115)를 구비한다. 또한, 표시 장치는 광학 소자(510)를 더 포함하여도 좋다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)는, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 설치된 제1 주요면(10a)을 갖는 제1 광학 시트(10)를 구비한다. 제1 주요면(10a)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(130a)은 제1 주요면(10a) 외형의 중심[외형 중심(13s)]과는 상이한 위치에 배치되어 있다.
본 구체예에서는, 제1 프레넬 렌즈(10f)는 프레넬 볼록 렌즈이다. 단, 제1 프레넬 렌즈(10f)는 프레넬 오목 렌즈여도 좋다. 이하에서는, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 프레넬 볼록 렌즈인 경우로서 설명한다.
제1 광학 시트(10)는, 예컨대 PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 등의 아크릴계 등의 수지나, 글래스 등의, 가시광에 대하여 투과성인 재료를 이용할 수 있다. 단, 제1 광학 시트(10)에 이용되는 재료는, 가시광에 대하여 투과성을 갖는 임의의 재료를 이용할 수 있다.
제1 주요면(10a)에는, 볼록 곡면을 갖는 볼록부(11)와, 볼록부(11) 주위에 동심원형으로 설치된 곡면을 갖는 복수의 리지부(12)[예컨대 동심원의 중심(13o)으로부터 외측을 향해, 리지부(12a), 리지부(12b), 리지부(12c) 및 리지부(12d) 등]가 설치되어 있다. 이것에 의해, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 형성된다.
리지부(12)의 각각에서는, 중심(13o)에 가까운 측의 부분에서의 두께는, 중심(13o)으로부터 먼 측의 부분에서의 두께보다 크다.
또한, 본 구체예에서는, 제1 주요면(10a)과는 반대 측인 제2 주요면(10b)은, 실질적으로 평면이다.
여기서, 제1 주요면(10a)에 대하여 수직인 방향을 Z축 방향으로 한다. Z축 방향에 대하여 수직인 하나의 방향을 X축 방향으로 한다. Z축 방향과 X축 방향에 대하여 수직인 방향을 Y축 방향으로 한다.
제1 주요면(10a)의 외형[즉, 제1 주요면(10a)에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때의 광학 소자(510)의 외형]은, 예컨대 직사각형이다. 또한 본 실시형태는 이것에 한하지 않고, 제1 주요면(10a)의 외형은, 각이 둥근 직사각형이나, 편평한 원형이나 원형이어도 좋다.
여기서, 제1 주요면(10a)의 외형 중심(13s)은, 예컨대 외형의 X축 방향을 따른 중간점이면서, 외형의 Y축 방향을 따른 중간점이다. 본 구체예에서는, 제1 주요면(10a)의 외형의 X축 방향을 따른 한쪽 단부로부터 외형 중심(13s)까지의 X축 방향을 따른 거리(xs1)는, 제1 주요면(10a)의 외형의 X축 방향을 따른 다른쪽 단부로부터 외형 중심(13s)까지의 X축 방향을 따른 거리(xs2)와 같다. 또한, 제1 주요면(10a)의 외형의 Y축 방향을 따른 한쪽 단부로부터 외형 중심(13s)까지의 Y축 방향을 따른 거리(ys1)는, 제1 주요면(10a)의 외형의 Y축 방향을 따른 다른쪽 단부로부터 외형 중심(13s)까지의 Y축 방향을 따른 거리(ys2)와 같다.
한편, 제1 주요면(10a)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)은, 볼록부(11)의 중심이며, 또한 복수의 리지부(12)의 동심원의 중심(13o)이기도 하다. 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)은, 외형 중심(13s)과는 상이한 위치에 배치되어 있다. 즉, 본 구체예에서는, 제1 주요면(10a)의 외형의 X축 방향을 따른 한쪽 단부로부터 광축(13oa)까지의 X축 방향을 따른 거리(xo1)는, 제1 주요면(10a)의 외형의 X축 방향을 따른 다른쪽 단부로부터 광축(13oa)까지의 X축 방향을 따른 거리(xo2)와는 상이하다. 즉, 광축(13oa)은 X축 방향을 따라 외형 중심(13s)과 상이한 위치에 배치되어 있다.
또한, 본 구체예에서는 제1 주요면(10a)의 외형의 Y축 방향을 따른 한쪽 단부로부터 광축(13oa)까지의 Y축 방향을 따른 거리(yo1)는, 제1 주요면(10a)의 외형의 Y축 방향을 따른 다른쪽 단부로부터 Y축 방향을 따른 광축(13oa)까지의 거리(yo2)가, 서로 같지만, 거리(yo1)와 거리(yo2)는 서로 상이하여도 좋다. 즉, 광축(13oa)은 X축 방향뿐만 아니라, 또한 Y축 방향을 따라 외형 중심(13s)과 상이한 위치에 배치되어도 좋다.
광학 소자(510)의 제1 주요면(10a)은, 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는다. 광학 소자(510)는, 예컨대 차량(730)의 프론트 글래스(710a)의 내측에, 제1 주요면(10a) 측을 프론트 글래스(710a)에 대향시켜, 접착됨으로써, HUD에 응용할 수 있다. 즉, 광학 소자(510)는, 표시 장치(310)의 영상 투영부(115)로부터 출사되는 광속(112)을 관찰자(100)를 향해 반사시키고, 차량(730) 외계의 배경의 광을 투과시켜, 관찰자(100)에게 부여할 수 있다.
이 때, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)는, 광축(13oa)을 외형 중심(13s)으로부터 시프트시킴으로써, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도이다.
즉, 이들 도면은 광학 소자(510)의 2종류의 사용 상태를 예시하는 모식도이다. 즉, 도 3의 (a)는 광학 소자(510)의 광축(13oa)을 외형 중심(13s)보다 상측에 배치시키고, 광학 소자(510)를 프론트 글래스(710a)에 접착한 경우의 상태를 예시하고 있다. 도 3의 (b)는 광학 소자(510)의 광축(13oa)을 외형 중심(13s)보다 하측에 배치시키고, 광학 소자(510)를 프론트 글래스(710a)에 접착한 경우의 상태를 예시하고 있다.
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 영상 투영부(115)(도시 생략)로부터 광(Li1)이 광학 소자(510)에 입사한다. 광(Li1) 중 일부의 광은, 광학 소자(510) 내에 입사하여, 제1 주요면(10a)에서 반사되고, 그 반사광(Lra1)이, 관찰자(100)(도시 생략)를 향해 진행한다. 한편, 광(Li1) 중 다른 일부의 광은, 광학 소자(510)의 제2 주요면(10b)에서 반사하여, 반사광(Lrb1)으로서, 반사광(Lra1)과는 상이한 각도로 진행한다. 즉, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1)의 출사각이 서로 상이하다. 마찬가지로, 광학 소자(510)에 입사하는 광(Li2) 중 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra2)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb2)의 출사각이 서로 상이하다.
이것에 의해, 관찰자(100)에게는, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1) 및 반사광(Lra2)이 투영된다. 그리고, 관찰자(100)에게는 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1) 및 반사광(Lrb2)이 투영되지 않는다. 이것에 의해, 영상 투영부(115)로부터 출사하는 광속(112)에 포함되는 영상이 2중 상이 되지 않는다.
또한, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 광축(13oa)을 외형 중심(13s)보다 하측에 배치시킨 경우도, 광학 소자(510)에 입사하는 광(Li1) 중 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1)의 출사각이 서로 상이하다. 마찬가지로, 광학 소자(510)에 입사하는 광(Li2) 중 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra2)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb2)의 출사각이 서로 상이하다.
이 경우도, 관찰자(100)에게는, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1) 및 반사광(Lra2)이 투영되고, 관찰자(100)에게는, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1) 및 반사광(Lrb2)이 투영되지 않아, 광속(112)에 포함되는 영상이 2중 상이 되지 않는다.
그리고, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 투과광(Lt1) 및 투과광(Lt2)은, 제1 주요면(10a)을 투과하여, 관찰자(100)에게 도달한다. 이것에 의해, 관찰자는 영상 투영부(115)에 의한 영상과 함께, 광학 소자(510)를 투과한 투과광에 포함되는, 예컨대 외계 배경을 동시에 볼 수 있다.
(비교예)
도 4는 비교예의 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 비교예의 광학 소자(519)에 있어서는, 제1 주요면(10a)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)의 위치가, 제1 주요면(10a)의 외형 중심(13s)의 위치와 일치하고 있다.
이 경우에는, 광학 소자(519)에 입사한 광(Li1) 중, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1)의 출사각과의 차가 작아져, 예컨대 대략 동일한 각도가 된다. 마찬가지로, 광학 소자(510)에 입사하는 광(Li2) 중 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra2)의 출사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb2)의 출사각도 서로 동일해진다.
이것에 의해, 관찰자(100)에게는, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광(Lra1) 및 반사광(Lra2)에 추가로, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광(Lrb1) 및 반사광(Lrb2)이 투영된다. 이것에 의해, 영상 투영부(115)로부터 출사하는 광속(112)에 포함되는 영상이 2중 상이 된다.
도 5는, 광학 소자의 특성을 예시하는 모식도이다.
즉, 도 5의 (a)는, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)의 특성을 예시하고 있고, 도 5의 (b)는, 비교예의 광학 소자(519)의 특성을 예시하고 있다. 도 5의 (a)는, 도 3의 (a) 또는 도 3의 (b)에 예시한 사용 상태일 때의 특성에 대응한다. 그리고, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 관찰자(100)가, 영상 투영부(115)에 포함되는 영상의 표시 내용(180)을, 광학 소자(510) 또는 광학 소자(519)를 통해 봤을 때에 지각되는 상을 예시하고 있다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)를 이용한 경우에는, 표시 내용(180)은 2중 상으로는 되지 않고, 표시 내용(180)은 명료하게 지각된다.
한편, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 비교예의 광학 소자(519)를 이용한 경우에는, 표시 내용(180)은 2중 상이 되고, 불명료하게 지각된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)을, 제1 주요면(10a)의 외형 중심(13s)과는 상이한 위치에 배치함으로써, 제1 주요면(10a)에서 반사되는 광의 반사각과, 제2 주요면(10b)에서 반사하는 광의 반사각을 서로 상이하게 함으로써, 관찰자(100)에게 제시하는 영상이 2중 상이 되는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 의해, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제1 프레넬 렌즈(10f)를 갖는 제1 주요면(10a)은 투과성과 함께 반사성을 갖기 때문에, 제1 주요면(10a)은, 반사되는 상을 확대한 오목 거울로서 기능한다. 이것에 의해, 영상 투영부(115)에 포함되는 상을 확대한 기능을 갖는 광학 부품을 생략할 수 있고, 또는 그 광학 부품의 사양을 경감할 수 있다. 이것에 의해, 영상 투영부(115)를 소형화할 수 있다. 그리고, 광학 소자(510)로서 통상의 렌즈가 아니라, 프레넬 렌즈를 사용함으로써, 광학 소자(510)의 두께를 얇게 할 수 있다.
이와 같이, 광학 소자(510)에 의해, HUD의 가시성을 향상시키고, 표시 장치(310)를 소형화하는 광학 소자를 제공할 수 있다. 또한, 표시 장치(310)에서는, 가시성이 향상되고 소형화가 가능해진다.
여기서, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)과, 외형 중심(13s)과의 거리의 예에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 동작을 예시하는 모식도이다.
또한, 도 6에서는, 제1 광학 시트(10)를 단순한 평 볼록 렌즈로서 도시하고 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 시트(10)의 제2 주요면(10b)에 입사한 제1 입사광(Lin1)은, 제1 광학 시트(10)를 통과하여, 제1 주요면(10a)에서 반사되어, 제1 반사각(θout1)을 갖는 제1 반사광(Lout1)으로서 출사한다. 한편, 제1 광학 시트(10)의 제2 주요면(10b)에 입사한 제2 입사광(Lin2)은, 제2 주요면(10b)에서 반사되어, 제2 반사각(θout2)을 갖는 제2 반사광(Lout2)이 된다.
여기서, 제1 광학 시트(10)의 굴절률을 1.492(예컨대 PMMA의 굴절률의 값)로 하고, 제1 광학 시트(10)의 외계의 굴절률을 1.0(공기의 굴절률의 값)으로 한다. 그리고 제1 광학 시트(10)의 광축(13oa)과 수평축이 이루는 각도를 45도로 한다. 또한, 제1 광학 시트(10)의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 곡률 반경을 750 ㎜(밀리미터)로 한다. 그리고, 관찰자(100)의 눈(101)의 위치(101p)와, 제1 광학 시트(10)의 중심과의 거리(Zo)를 800 ㎜로 한다. 그리고, 관찰자(100)의 위치에서의 가시 영역(114c)의 폭을 60 ㎜로 한다.
이 조건에 있어서, 2중 상이 실질적으로 발생하지 않는 조건은, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에서 반사된 제1 반사광(Lout1)과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 제2 반사광(Lout2)이 가시 영역(114c)에 동시에 입사하지 않는 조건이다. 즉, 본 구체예에서는, 제1 반사광(Lout1)의 제1 반사각(θout1)과, 제2 반사광(Lout2)의 제2 반사각(θout2)이, 5도 이상 상이한 경우에 2중 상이 실질적으로 발생하지 않는다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)에서는, 제2 주요면(10b)에 입사하여, 제1 주요면(10a)에서 반사된 반사광의 제1 반사각(θout1)과, 제2 주요면(10b)에서 반사된 반사광의 제2 반사각(θout2)이, 5도 이상 상이한 것이 바람직하다.
그리고, 제1 반사각(θout1)과 제2 반사각(θout2)이 5도 이상 상이하기 위한 조건은, 광축(13oa)과 외형 중심(13s)과의 거리는 15 ㎜ 이상인 조건이 된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)에서는, 제1 주요면(10a)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)의 위치와, 제1 주요면(10a)의 외형 중심(13s)의 위치와의 거리는 15 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 광학 소자(510)의 제1 광학 시트(10)에 설치되는 제1 프레넬 렌즈(10f)의 리지부(12) 각각이, 관찰자(100)에 의해 실질적으로 지각되지 않는 것이 바람직하다. 예컨대 관찰자(100)의 시력이 1.0인 경우에는, 관찰자(100)로부터 1 m 떨어진 장소에 배치되어, 서로 0.3 ㎜의 거리로 떨어진 2개의 점을 식별할 수 있다. 이 경우에는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 리지부(12)의 폭은 0.3 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 예컨대 관찰자(100)의 시력이 0.7인 경우에는, 관찰자(100)로부터 1 m 떨어진 장소에 배치되어, 서로 0.43 ㎜의 거리로 떨어진 2개의 점을 식별할 수 있다. 이 경우에는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 리지부(12)의 폭은 0.43 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
광학 소자(510)가 차량(730)용 HUD로서 사용되는 상황에서, 관찰자(100)의 시력은 0.7 이상인 것으로 상정하면, 리지부(12)의 폭은 0.43 ㎜ 이하인 것이 바직하다.
즉, 제1 프레넬 렌즈(10f)는 광축(13oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 리지부(12)를 가지며, 광축(13oa)으로부터 동심원 외측을 향하는 방사 방향을 따른, 복수의 리지부(12) 각각의 폭은, 0.43 ㎜ 이하로 할 수 있다. 이것에 의해, 리지부(12)가 실질적으로 지각되지 않아, HUD의 가시성을 더 향상시킨다.
또한, 리지부(12)에 의해 회절이 생기면, 회절에 기초하는 줄무늬가 보여, 상이 잘 보이지 않게 되는 경우가 있다. 이 때문에, 리지부(12)의 폭은 회절이 생기지 않는 범위에 설정된다. 즉, 제1 프레넬 렌즈(10f)는, 광축(13oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 리지부(12)를 가지며, 광축(13oa)으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따른, 복수의 리지부(12) 각각의 폭은 0.01 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이미 설명한 바와 같이, 광학 소자(510)의 제1 주요면(10a)은, 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는다. 이 때, 흡수율을 O으로 가정하면 제1 주요면(10a)의 가시광에 대한 투과율은 70% 이상으로 할 수 있다. 이 경우에는, 제1 주요면(10a)의 가시광에 대한 반사율은 30% 미만이다.
제1 주요면(10a)의 가시광에 대한 투과율이 너무 낮으면, 광학 소자(510)를 투과하는 외계의 배경상이 잘 보이지 않고, 투과율이 너무 높으면, 광학 소자(510)에서 반사되는 영상 투영부(115)에 의한 영상이 잘 보이지 않게 된다.
이와 같이, 광학 소자(510)의 제1 주요면(10a)은, 반사성과 투과성을 갖는다.
예컨대 프레넬 렌즈는, 투과광을 굴절시켜 상을 확대 또는 축소시키기 위해 사용되는 경우가 있지만, 이 경우에는, 그 프레넬 렌즈는 투과성을 갖지만, 실질적으로 반사성은 갖지 않는다. 또한, 프레넬 렌즈는 반사하는 상을 확대 또는 축소시키는 거울로서 사용되는 경우가 있지만, 이 경우에는, 그 프레넬 렌즈는 반사성을 갖지만, 실질적으로 투과성을 갖지 않는다.
이것에 대하여, 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)는, 예컨대 HUD에서의 광속(112)을 반사시키는 반사부(711)로서 사용되기 때문에, 광속(112)을 효율적으로 반사시키는 것과 동시에, 외계의 배경상의 광을 투과시키는 것이 요구된다. 따라서, 광학 소자(510)는 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는다. 이러한 반사성과 투과성을 갖는 제1 프레넬 렌즈의 광축(13oa)의 위치를 외형 중심(13s)의 위치와 상이하게 함으로써, 광속(112)에 포함되는 영상이 2중 상이 되는 것을 억제하여, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
이하, 제1 주요면(10a)에 반사성과 투과성을 부여하는 구성의 예에 대해서 설명한다.
도 7은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
즉, 이들 도면은 도 1의 (a)의 선 A1-A2를 따라 취한 단면에 상당하는 모식적 단면도이다.
도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(511)는, 제1 광학 시트(1O)에 추가로, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는 투과 반사 광학층(15)을 더 구비하고 있다. 이것 이외는, 광학 소자(510)와 같기 때문에 설명을 생략한다.
투과 반사 광학층(15)에는, 예컨대 알루미늄 등의 금속 등의 박막이나, 금속 산화물 등의 박막이나, 유기물의 박막 등을 이용할 수 있다. 투과 반사 광학층(15)에 금속이 이용되는 경우에는, 투과 반사 광학층(15)의 두께는, 투과 반사 광학층(15)이 반사성과 투과성을 가질 수 있는 두께로 제어된다. 투과 반사 광학층(15)은 단층막이어도 좋고, 적층 다층막이어도 좋다. 투과 반사 광학층(15)에는, 반사 방지막에 이용되는 AR 코트층(Anti-Reflection treatment coat layer)을 이용할 수 있다. AR 코트막으로서는, 유전체 다층막을 이용할 수 있다. 유전체 다층막을 이용한 경우에는, 입사각에 의해 반사율을 제어할 수 있고, 원하는 입사각에서의 반사율을 상승시킬 수 있어, 효율을 향상시킬 수 있다.
투과 반사 광학층(15)의 형성 방법은, 증착이나 스퍼터법이나 CVD법 등의 드라이 성막법이나 도포법 등의 웨트 성막법 등 임의의 방법을 채용할 수 있다.
투과 반사 광학층(15)의 가시광에 대한 투과율은 70% 이상으로 할 수 있다.
도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(512)는, 제1 광학 시트(10)와, 투과 반사 광학층(15)에 추가로, 제1 투광층(18a)을 더 구비하고 있다. 제1 투광층(18a)은 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a) 측에 설치되고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는다. 본 구체예에서는, 제1 투광층(18a)은 투과 반사 광학층(15)의 제1 광학 시트(10)와는 반대 측에 설치되어 있다. 이것 이외는, 광학 소자(511)와 같기 때문에 설명을 생략한다.
제1 투광층(18a)에는, 예컨대 아크릴계 등의 투명한 수지를 이용할 수 있다. 제1 투광층(18a)은, 예컨대 점착층으로서 기능한다. 제1 투광층(18a)에 의해, 광학 소자(512)는, 예컨대 프론트 글래스(710a)에 접착된다. 이 때, 제1 투광층(18a)의 굴절률은 프론트 글래스(710a)의 굴절률과 실질적으로 동일하게 할 수 있고, 이것에 의해, 제1 투광층(18a)과, 프론트 글래스(710a)와의 반사를 억제할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(513)는, 제1 광학 시트(10)와, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 제1 광학 시트(10)보다 높은 굴절률을 갖는 제1 고굴절률층(16a)을 더 구비한다. 이것 이외는, 광학 소자(510)와 같기 때문에 설명을 생략한다.
제1 고굴절률층(16a)이 제1 광학 시트(10)보다 높은 굴절률을 갖고 있기 때문에, 제1 주요면(10a)은, 반사성과 투과성을 가질 수 있다. 제1 고굴절률층(16a)에는, 예컨대 제1 광학 시트(10)보다 높은 굴절률을 갖는 수지층이나, 금속 산화막 등의 화합물층을 이용할 수 있다. 제1 고굴절률층(16a)을 설치함으로써, 광학 소자(513)의 제1 주요면(10a)의 가시광에 대한 투과율은 70% 이상으로 할 수 있다.
도 7의 (d)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(514)는, 제1 광학 시트(10)와, 제1 고굴절률층(16a)에 추가로, 제2 투광층(18b)을 더 구비하고 있다. 제2 투광층(18b)은 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는다. 본 구체예에서는, 제2 투광층(18b)은 제1 고굴절률층(16a)의 제1 광학 시트(10)와는 반대 측에 설치되어 있다. 이것 이외는, 광학 소자(513)와 같기 때문에 설명을 생략한다.
제2 투광층(18b)에는, 예컨대 PET 등의 투명한 수지 시트를 이용할 수 있다. 이것에 의해, 예컨대 제1 고굴절률층(16a)을 보호할 수 있어, 광학 소자(514)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 투광층(18b)의 제1 광학 시트(10)와는 반대 측에, 상기한 제1 투광층(18a)을 더 설치할 수 있다. 이 경우도, 제1 투광층(18a)은, 예컨대 점착층으로서 기능한다.
또한, 제1 투광층(18a) 및 제2 투광층(18b)의 굴절률은, 프론트 글래스(710a)의 굴절률과 실질적으로 동일하게 할 수 있고, 이것에 의해, 제1 투광층(18a)과, 제2 투광층(18b)과, 프론트 글래스(710a)와의 반사를 억제할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또한, 제1 투광층(18a)의 굴절률은, 제2 투광층(18b)의 굴절률과, 프론트 글래스(710a)의 굴절률 사이의 값으로 설정할 수 있고, 이것에 의해, 제1 투광층(18a)과, 제2 투광층(18b)과, 프론트 글래스(710a)와의 반사를 억제할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
도 7의 (e)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(515)는, 제1 광학 시트(10)에 추가로, 제2 광학 시트(20)와, 제2 고굴절률층(16b)을 더 구비한다. 이것 이외는, 광학 소자(510)와 같기 때문에 설명을 생략한다.
제2 광학 시트(20)는, 제2 프레넬 렌즈(20f)가 설치되고, 제1 주요면(10a)에 대향하는 제3 주요면(20a)을 갖는다. 제1 프레넬 렌즈(10f)가 프레넬 볼록 렌즈인 경우에는, 제2 프레넬 렌즈(20f)는 프레넬 오목 렌즈이며, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 프레넬 오목 렌즈인 경우에는, 제2 프레넬 렌즈(20f)는 프레넬 볼록 렌즈이다. 이하에서는, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 프레넬 볼록 렌즈이며, 제2 프레넬 렌즈(20f)는 프레넬 오목 렌즈인 경우로서 설명한다.
제2 고굴절률층(16b)은, 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20) 사이에 설치된다. 제2 고굴절률층(16b)은, 제1 광학 시트(10)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는다. 또한 제2 고굴절률층(16b)의 굴절률은, 제2 광학 시트(20)의 굴절률보다 높게 설정할 수 있다.
이 경우도, 제1 광학 시트(10)에서는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)은, 제1 주요면(10a) 외형의 중심[외형 중심(13s)]과는 상이한 위치에 배치되어 있다.
그리고, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)의 위치는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)의 위치에 실질적으로 일치한다.
즉, 예컨대 제2 프레넬 렌즈(20f)의 제3 주요면(20a)의 외형은, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 외형과 동일하다. 그리고, 제2 프레넬 렌즈(20f)에서도, 제3 주요면(20a)에서의 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)은, 제3 주요면(20a)의 외형의 중심과는 상이한 위치에 배치되어 있다.
제2 프레넬 렌즈(20f)의 제3 주요면(20a)에는, 오목 곡면을 갖는 오목부(21)와, 오목부(21) 주위에 동심원형으로 설치된 곡면을 갖는 복수의 그루브부(groove portion, 22)[예컨대 동심원의 중심(23o)으로부터 외측을 향해, 그루브부(22a), 그루브부(22b), 그루브부(22c) 및 그루브부(22d) 등]가 설치되어 있다. 이것에 의해, 제2 프레넬 렌즈(20f)가 형성되된다. 그루브부(22) 각각에서는, 중심(23o)에 가까운 측의 부분에서의 두께는, 중심(23o)으로부터 먼 측의 부분에서의 두께보다 작다. 또한, 본 구체예에서는, 제2 주요면(20a)과는 반대 측의 제4 주요면(20b)은 실질적으로 평면이다.
제1 프레넬 렌즈(10f)의 복수의 리지부(12) 각각에, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 복수의 그루브부(22) 각각이 대향한다.
예컨대 이미 설명한 바와 같이, 제1 프레넬 렌즈(10f)는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 리지부(12)를 가지며, 제2 프레넬 렌즈(20f)는, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 그루브부(22)를 갖고 있다. 그리고, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따른 어느 거리(제1 거리)에 위치하는 리지부(12)의 폭은, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따른 거리가 상기의 제1 거리에 위치하는 그루브부(22)의 폭과, 실질적으로 동일하다.
또한, 그루브부(22)의 곡률은, 리지부(12)의 곡률과 실질적으로 동등하게 설정될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 광학 소자(515)에서는, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 제2 고굴절률층(16b)이 설치됨으로써, 제1 주요면(10a)은 반사성과 투과성을 가질 수 있다. 그리고, 제1 광학 시트(10)에 추가로, 제2 광학 시트(20)를 설치함으로써, 리지부(12)를 광이 투과할 때의 광로의 어긋남이, 제2 광학 시트(20)에 의해 보정될 수 있다. 이것에 의해, 외계 배경의 상의 왜곡이 억제된다. 그리고, 이 경우도, 제1 광학 시트(10)의 광축(13oa) 및 제2 광학 시트(20)의 광축(23oa)이, 제1 주요면(10a)[즉, 제3 주요면(20a)]의 외형 중심(13s)과는 상이한 위치에 배치됨으로써, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자에서는, 광학 소자의 제1 주요면(10a)과 제2 주요면(10b)에서 생성되는 복수의 상의 위치를 서로 바꿔, 이들 상의 중복을 억제한다. 예컨대 도 7에 예시한 광학 소자(514)에서는, 앞뒤가 평면으로 끼워진 오목 거울의 역할을 다하는 프레넬 미러면이 이용된다. 그리고, 이 프레넬 미러면의 광축을, 프레넬 미러면의 외형 중심으로부터 시프트시킴으로써, 복수의 상이 지각되는 것을 억제한다. 이러한 광학 소자를 HUD의 반사부(711)로서 이용함으로써, HUD의 가시성을 향상시키면서, 표시 장치의 소형화가 가능해진다.
(제2 실시형태)
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(520)는, 동심원형의 복수의 리지부(12)를 갖는 제1 프레넬 렌즈(10f)가 설치된 제1 주요면(10a)을 갖는 제1 광학 시트(10)를 구비한다. 광학 소자(520)도, 예컨대 차량(730)의 프론트 글래스(710a)에 접착되고, HUD에서의 반사부(711)로서 사용된다. 또한, 이 경우도, 제1 주요면(10a)은 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 광학 소자(520)에서는, 복수의 리지부(12) 중에서 서로 인접하는 리지부(12)에서의 동심원의 중심(13o)으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 각각의 폭은, 서로 상이하다. 그리고, 복수의 리지부(12)의 각각에서의 방사 방향을 따른 각각의 폭은, 미리 정해진 길이 이하이다.
본 구체예에서는, 복수의 리지부(12) 중에서 서로 인접하는 2개의 리지부(12)의 조합 각각에 있어서, 2개의 리지부(12)에서의 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 각각의 폭은 서로 상이하고, 복수의 리지부(12) 각각에서의 방사 방향을 따른 각각의 폭은, 미리 정해진 길이 이하이다. 즉, 인접하는 리지부의 모든 조합에 있어서, 리지부(12)의 폭이 서로 상이하다.
예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이, 동심원의 내측으로부터 리지부(12a), 리지부(12b), 리지부(12c), 리지부(12d), 리지부(12e), 리지부(12f) 및 리지부(12g) 등이 설치되어 있는 경우, 리지부(12a)의 폭은 제1 폭(w1)이고, 리지부(12b)의 폭은 제2 폭(w2)이며, 리지부(12c)의 폭은 제3 폭(w3)이고, 리지부(12d)의 폭은 제1 폭(w1)이며, 리지부(12e)의 폭은 제2 폭(w2)이고, 리지부(12f)의 폭은 제3 폭(w3)이며, 리지부(12g)의 폭은 제1 폭(w1)이다. 그리고, 제2 폭(w2)은 제1 폭(w1)과는 상이하고, 제3 폭(w3)은 제1 폭(w1)과는 상이하고 제2 폭(w2)과도 상이하다.
이와 같이, 서로 인접하는 리지부(12)에서, 폭이 서로 상이하다. 이것에 의해, 리지부(12)의 회절 효과에 의한 줄무늬를 억제할 수 있다.
그리고, 리지부(12)의 폭이, 미리 정해진 길이 이하로 설정된다. 미리 정해진 폭으로서, 관찰자(100)의 시력과, 관찰자(100)와 광학 소자(520)와의 거리에 기초하여, 2개의 리지부(12)를 실질적으로 식별할 수 없는 길이를 채용할 수 있다. 이것에 의해, 복수의 리지부(12) 각각이 인식되지 않고, 복수의 리지부(12)에 의한 줄무늬가 지각되지 않게 된다.
구체적으로는, 광학 소자(520)를 차량용 HUD에 응용하는 경우에는, 관찰자(100)의 시력이 0.7이고, 관찰자(100)와 광학 소자(520)와의 거리가 1 m인 경우에, 상기한 미리 정해진 폭으로서, 0.43 ㎜를 채용할 수 있다. 즉, 리지부(12)의 폭은 0.43 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 관찰자(100)의 시력이 1.0이고, 관찰자(100)와 광학 소자(520)와의 거리가 1 m인 경우에, 상기한 미리 정해진 폭으로서, 0.3 ㎜를 채용할 수 있다. 즉, 리지부(12)의 폭은 0.3 ㎜ 이하로 할 수 있다.
일반적으로, 리지부(12)의 폭을 일정하게 한 상태로 리지부(12)의 폭을 작게 하면, 회절 효과에 의해, 줄무늬가 지각되기 쉬워진다. 한편, 리지부(12)의 폭을 크게 하면, 리지부(12) 자체가 지각된다. 본 실시형태에 따른 광학 소자(520)에서는, 리지부(12)의 폭을 리지부(12) 자체가 지각되지 않는 작은 값으로 설정하면서, 복수의 리지부(12)에 있어서, 서로 인접하는 리지부(12)의 폭을 서로 상이하게 함으로써 회절 효과를 억제한다. 이것에 의해, 회절 효과에 의한 줄무늬를 억제하면서, 리지부(12) 자체가 실질적으로 지각되지 않게 된다. 이것에 의해, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
이하, 리지부(12)의 폭을 바꿨을 때의 광학 소자의 특성의 변화에 관한 시뮬레이션 결과에 관해서 설명한다.
도 9 및 도 10은 광학 소자의 특성을 예시하는 그래프도이다.
즉, 도 9의 (a)는 리지부(12)의 폭이 0.28 ㎜±0.10 ㎜로 변화하는 경우[예컨대 제1 폭(w1)이 0.28 ㎜이고, 제2 폭(w2)이 0.28 ㎜+0.10 ㎜이며, 제3 폭(w3)이 0.28 ㎜-0.10 ㎜인 경우]의 광학 소자(520a)의 특성을 예시하고 있다.
도 9의 (b)는, 리지부(12)의 폭이 0.28 ㎜±0.05 ㎜로 변화하는 경우[예컨대 제1 폭(w1)이 0.28 ㎜이고, 제2 폭(w2)이 0.28 ㎜+0.05 ㎜이며, 제3 폭(W3)이 0.28 ㎜-0.05 ㎜인 경우]의 광학 소자(520b)의 특성을 예시하고 있다.
도 10의 (a)는, 리지부(12)의 폭이 0.28 ㎜±0.02 ㎜로 변화하는 경우[예컨대 제1 폭(w1)이 0.28 ㎜이고, 제2 폭(w2)이 0.28 ㎜+0.02 ㎜이며, 제3 폭(w3)이 0.28 ㎜-0.02 ㎜인 경우]의 광학 소자(520c)의 특성을 예시하고 있다.
도 10의 (b)는, 리지부(12)의 폭이 0.28 ㎜로 일정한 경우의 비교예의 광학 소자(529)의 특성을 예시하고 있다.
이들 도면에 있어서, 횡축은 위치(Xv)(예컨대 X축 방향을 따른 상대적인 위치)이고, 종축은 상대적인 광 강도(Ir)이다.
도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리지부(12)의 폭이 0.28 ㎜로 일정한 경우의 비교예의 광학 소자(529)에서는, 광 강도(Ir)가 국소적으로 높은 광의 피크가 보이고, 광의 피크끼리의 간격[위치(Xv)를 따른 간격]이 넓다. 즉, 비교예의 광학 소자(529)에서는, 광의 피크에 대응하는 줄무늬가 보이기 쉽다.
도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 리지부(12)의 폭을 0.28 ㎜±0.02 ㎜로 변화시킨 본 실시형태에 따른 광학 소자(520c)에서는, 광의 피크끼리의 간격이 좁고, 미세한 피크가 수많이 보인다. 즉, 광학 소자(520c)에서는, 광의 피크에 대응하는 줄무늬가 잘 보이지 않는다.
또한, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리지부(12)의 폭을 0.28 ㎜±005 ㎜로 변화시킨 본 실시형태에 따른 광학 소자(520b)에서도, 광의 피크끼리의 간격이 좁고, 미세한 피크가 수많이 보인다. 또한, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 리지부(12)의 폭을 0.28 ㎜±0.10 ㎜로 변화시킨 본 실시형태에 따른 광학 소자(520a)에서도, 광의 피크끼리의 간격이 좁고, 미세한 피크가 수많이 보인다. 그리고, 광학 소자(520b)에서는, 광학 소자(520c)보다 줄무늬가 잘 보이지 않고, 또한 광학 소자(520a)에서는, 광학 소자(520b)보다 더 줄무늬가 잘 보이지 않는다.
이와 같이, 리지부(12)의 폭의 변화량을 크게 함으로써, 회절 효과를 보다 저감할 수 있어, 보다 줄무늬를 잘 지각되지 않게 할 수 있다.
본 실시형태에 따른 광학 소자에 있어서, 복수의 리지부 중에서 서로 인접하는 리지부(12)의 폭의 차는, 예컨대 0.05 ㎜ 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 회절 효과를 보다 저감할 수 있어, 보다 줄무늬를 잘 지각되지 않게 할 수 있다. 단, 본 발명의 실시형태는 이것에 한하지 않고, 서로 인접하는 리지부(12)에 있어서, 폭이 서로 상이함으로써 회절에 의한 줄무늬를 억제할 수 있으면 좋고, 복수의 리지부(12)에서의 폭의 차는 임의이다.
또한, 상기에 있어서는, 인접하는 리지부의 전체에 있어서, 리지부(12)의 폭이 서로 상이한 경우이지만, 본 실시형태는 이것에 한하지 않고, 복수의 리지부(12) 중에서 서로 인접하는 임의의 2개의 리지부(12)에서의 폭이 서로 상이하여도 좋다. 예컨대 광학 소자(520)의 주변부에 설치되는 리지부(12)에 있어서는, 줄무늬가 발생한 경우에도 그다지 눈에 띄지 않기 때문에 실용적으로는 문제가 되지 않는 경우가 있다. 이러한 경우는, 실용상 눈에 띄기 쉬운 광학 소자(520)의 중앙 부분에서, 서로 인접하는 임의의 2개의 리지부(12)에서의 폭을 서로 상이하도록 설정하여도 좋다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 다른 광학 소자의 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자(530)도, 동심원형의 복수의 리지부(12)를 갖는 제1 프레넬 렌즈(10f)가 설치된 제1 주요면(10a)을 갖는 제1 광학 시트(10)를 구비한다. 그리고, 복수의 리지부(12) 중에서 인접하는 2개의 리지부(12)에서의 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 폭은 서로 동일하고, 인접하는 2개의 리지부(12)에서의 방사 방향을 따른 폭의 합계는, 미리 정해진 길이 이하이다.
예컨대 도 11에 나타낸 바와 같이, 리지부(12a)의 폭은 제1 폭(w1)이고, 리지부(12b)의 폭은 제2 폭(w2)이며, 리지부(12c)의 폭은 제1 폭(w1)이고, 리지부(12d)의 폭은 제1 폭(w1)이며, 리지부(12e)의 폭은 제2 폭(w2)이고, 리지부(12f)의 폭은 제3 폭(w3)이며, 리지부(12g)의 폭은 제1 폭(w1)이다. 그리고, 제2 폭(w2)은 제1 폭(w1)과는 상이하고, 제3 폭(w3)은, 제1 폭(w1)과는 상이하고 제2 폭(w2)과도 상이하다.
본 구체예에서는, 서로 인접하는 리지부(12c) 및 리지부(12d)는, 동일한 제1 폭(w1)을 갖는다. 그리고, 이 때, 인접하는 2개의 리지부(12)에서의 방사 방향을 따른 폭의 합계인 제1 폭(w1)의 2배의 값은, 미리 정해진 길이 이하로 설정된다.
이 경우도, 미리 정해진 폭으로서, 관찰자(100)의 시력과, 관찰자(100)와 광학 소자(520)와의 거리에 기초하여, 2개의 리지부(12)를 실질적으로 식별할 수 없는 길이를 채용할 수 있다, 이것에 의해, 복수의 리지부(12) 각각이 인식되지 않고, 복수의 리지부(12)에 의한 줄무늬가 지각되지 않게 된다. 구체적으로는, 상기한 미리 정해진 폭으로서, 0.43 ㎜를 채용할 수 있다.
이와 같이, 복수의 리지부(12)에 있어서, 서로 인접하는 리지부(12)의 폭이 서로 동일한 경우에서도, 그 인접하는 2개의 리지부(12)의 폭의 합계를 미리 정해진 길이(예컨대 0.43 ㎜) 이하로 함으로써, 회절 효과를 억제한다. 이것에 의해, 회절 효과에 의한 줄무늬를 억제하면서, 리지부(12) 자체가 실질적으로 지각되지 않게 된다. 이것에 의해, HUD의 가시성를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 구체예에서는, 복수의 리지부(12) 중 하나의 리지부(12)의 양측에서 인접하는 2개의 리지부(12)의 한쪽에서의 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 폭은, 상기 하나의 리지부에서의 폭과는 상이하고, 상기한 2개의 리지부의 다른쪽에서의 방사 방향을 따른 폭은, 상기 하나의 리지부에서의 폭과 실질적으로 동일하다.
즉, 3개의 연속하여 나열하는 리지부(12)의 폭이 서로 동일하지 않다. 단, 만약에 3개의 연속하여 나열하는 리지부(12)의 폭이 서로 동일한 경우는, 연속하여 나열하는 그 3개의 리지부(12)의 폭의 합계를, 미리 정해진 길이(예컨대 0.43 ㎜) 이하로 함으로써 회절 효과를 억제하여, HUD의 가시성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 광학 소자에 있어서는, 프레넬 렌즈의 홈 간격[즉, 리지부(12)의 폭]에 관해서, 등간격 홈 또는 등높이 홈이 아니라, 다주기 간격 또는 랜덤 주기 간격으로 홈을 설정한다. 이것에 의해 주기성이 무너지기 때문에 프레넬 렌즈에 의한 회절을 억제할 수 있다.
다주기 간격의 예로서, 예컨대 상기한 바와 같이 3주기 간격의 프레넬 렌즈를 적용할 수 있다. 3주기 간격의 프레넬 렌즈에서는, 리지부(12)의 폭을, 제1 폭(w1)→제2 폭(w2)→제3 폭(w3)으로 변화시키고, 이 순으로 반복하여 더 변화시킨다. 또한 리지부(12)의 폭의 순서는, 제3 폭(w3)→제2 폭(w2)→제1 폭(w1)이어도 좋고, 임의이다. 또한 리지부(12)의 폭을 제1 폭(w1), 제2 폭(w2) 및 제3 폭(w3) 중으로부터 임의의 폭을 적용하여도 좋다. 또한, 예컨대 리지부(12)의 폭이 랜덤으로 변화하도록 하여도 좋다.
이하, 본 실시형태에 따른 광학 소자에 관한 것이며, 광학 소자(520)에 관해서 더 설명한다. 단, 이하의 설명은, 상기의 광학 소자(520a～520c) 및 광학 소자(530)에도 적용할 수 있다.
광학 소자(520)는, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는 투과 반사 광학층(15)을 더 구비할 수 있다. 그리고, 투과 반사 광학층(15)의 가시광에 대한 투과율은 70% 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 광학 소자(520)는 HUD에 사용했을 때에, 영상 투영부(115)로부터 제시되는 영상과, 외계의 배경 영상, 양쪽 모두를 양호한 상태로 볼 수 있다.
또한, 광학 소자(520)는 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a) 측에 설치되고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는 제1 투광층(18a)을 더 구비할 수도 있다. 예컨대 점착층으로서 기능하는 제1 투광층(18a)은, 투과 반사 광학층(15)의 제1 광학 시트(10)와는 반대 측에 설치된다.
또한, 광학 소자(520)는 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 제1 광학 시트(10)보다 높은 굴절률을 갖는 제1 고굴절률층(16a)을 더 구비할 수 있다. 이것에 의해, 제1 주요면(10a)이 반사성과 투과성을 가질 수 있다.
또한, 광학 소자(520)는 제1 광학 시트(10)와, 제1 고굴절률층(16a)에 추가로, 제1 광학 시트(10)의 제1 주요면(10a)에 설치되고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는 제2 투광층(18b)(예컨대 광학 필름)을 더 구비할 수 있다. 제2 투광층(18b)에 의해, 예컨대 제1 고굴절률층(16a)을 보호할 수 있어, 광학 소자(514)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 광학 소자(520)는, 제2 프레넬 렌즈(20f)가 설치되고, 제1 주요면(10a)에 대향하는 제3 주요면(20a)을 갖는 제2 광학 시트(20)와, 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20) 사이에 설치되며, 제1 광학 시트(10)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 제2 고굴절률층(16b)을 더 구비할 수 있다.
제1 프레넬 렌즈(10f)의 복수의 리지부(12)의 각각에, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 복수의 그루브부(22)의 각각이 대향한다.
예컨대, 이미 설명한 바와 같이, 제1 프레넬 렌즈(10f)는, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 리지부(12)를 가지며, 제2 프레넬 렌즈(20f)는 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)을 중심으로 하는 동심원형의 복수의 그루브부(22)를 갖고 있다. 그리고, 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따른 어느 거리(제1 거리)에 위치하는 리지부(12)의 폭은, 제2 프레넬 렌즈(20f)의 광축(23oa)으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따른 거리가 상기한 제1 거리에 위치하는 그루브부(22)의 폭과, 실질적으로 동일하다.
또한, 그루브부(22)의 곡률은, 리지부(12)의 곡률과 실질적으로 동등하게 설정될 수 있다.
이것에 의해, 리지부(12)를 광이 투과할 때의 광로의 어긋남을, 제2 광학 시트(20)에 의해 보정할 수 있고, 외계 배경의 상의 왜곡이 억제되어, HUD의 가시성을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 광학 소자(520)에 있어서, 제1 주요면(10a)에서의 제1 프레넬 렌즈(10f)의 광축(13oa)을, 제1 주요면(10a)의 외형의 중심[외형 중심(13s)]과는 상이한 위치에 배치하여도 좋다. 이것에 의해, 제1 실시형태에 따른 효과를 더 향수할 수 있다.
(제3 실시형태)
본 발명의 제3 실시형태에 따른 표시 장치의 예에 대해서 설명한다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 예시하는 모식도이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(330)는, 영상을 포함하는 광속을, 본 발명의 실시형태에 따른는 광학 소자(510)에 반사시켜 관찰자(100)를 향해 투영하는 영상 투영부(115)를 구비한다. 또한, 표시 장치(330)는 광학 소자(510)를 더 포함하여도 좋다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(330)는 영상 데이터 생성부(130)를 더 구비하고 있지만, 영상 데이터 생성부(130)는 경우에 따라서는 생략하여도 좋다. 또한, 영상 데이터 생성부(130)는, 반드시 영상 투영부(115)와 일체적으로 설치하지 않아도 좋고, 예컨대 대시 보드(720)의 내부가 아니라, 차량(730)의 임의의 장소에 설치하여도 좋다. 영상 데이터 생성부(130)로부터의 영상 데이터는, 전기 신호나 광신호 등의 유선 또는 무선 방식에 의해, 영상 투영부(115)에 공급된다.
본 구체예에 있어서는, 영상 투영부(115)는 영상 광 형성부(110)와, 광속 투영부(120)를 갖는다.
영상 광 형성부(110)는, 예컨대 광원(111)과, 영상 형성부(117)를 갖는다.
광원(111)은, 광속(112)의 기초가 되는 광을 출사한다. 광원(111)에는, LED(Light Emitting Diode)나 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 레이저 등 각종의 것을 이용할 수 있다.
영상 형성부(117)에는, 예컨대 액정 표시 장치(LCD) 등의 광 스위치를 이용할 수 있다. 그리고, 영상 형성부(117)에는, 영상 데이터 생성부(130)로부터 영상 데이터가 공급되고, 영상 형성부(117)는 그 영상 데이터에 기초하여, 영상을 포함하는 광속(112)을 생성한다.
본 구체예에서는 영상 광 형성부(110)는, 광원(111)과 영상 형성부(117) 사이에 설치된 테이퍼 라이트 가이드(tapered light guide)(116)를 더 갖고 있다. 광원(111)으로부터 출사된 광은, 테이퍼 라이트 가이드(116)에서 발산각이 어느 정도의 범위로 제어된다. 그리고, 그 광은, 영상 형성부(117)를 경유함으로써, 영상을 포함하는 광속(light flux)(112)이 되고, 이 광속(112)의 발산각은 어느 정도의 범위로 제어된다.
광속 투영부(120)는, 영상 광 형성부(110)로부터 출사한 광속(112)을 차량(730)의 프론트 글래스부(710)에 포함되는 본 실시형태에 따른 광학 소자에 반사시켜, 관찰자(100)를 향해 투영한다. 본 구체예에서는, 광학 소자(510)가 이용되고 있지만, 광학 소자로서 본 발명의 실시형태에 따른 임의의 광학 소자 및 이들 변형의 광학 소자를 이용할 수 있다. 광속 투영부(120)에는, 예컨대 각종 렌즈, 미러, 및 발산각(확산각)을 제어하는 각종 광학 소자가 이용된다.
본 구체예에서는, 광속 투영부(120)는 광원측 렌즈(123)와, 애퍼처(124)와, 출사측 렌즈(125)와, 출사측 미러(126)를 포함한다.
광속(112)의 진행 방향을 따라, 영상 광 형성부(110)와 출사측 미러(126) 사이에 광원측 렌즈(123)가 배치되고, 광원측 렌즈(123)와 출사측 미러(126) 사이에 애퍼처(124)가 배치되며, 애퍼처(124)와 출사측 미러(125) 사이에 출사측 렌즈(125)가 배치된다.
본 구체예에서는, 출사측 미러(126)에는, 평면 거울을 이용할 수 있다. 즉 본 실시형태에 따른 광학 소자(510)가 상을 확대시키는 효과를 가짐으로써, 출사측 미러(126)에 평면 거울을 이용할 수 있어, 광속 투영부(120)[즉, 영상 투영부(115)]를 소형화할 수 있다.
그리고, 광속(112)의 발산각이 제어되어 있고, 광속(112)이, 관찰자(100)의 눈(101)에 입사하도록 설계할 수 있다. 이것에 의해, 예컨대 관찰자(100)는, 광속(112)에 포함되는 영상을 한쪽 눈(101)으로 볼 수 있다. 이것에 의해, 프론트 글래스부(710)에서 반사되는 표시 내용(180)의 상(181)을 양 눈으로 관찰했을 때에 생기는 양안 시차에 의해 잘 보이지 않는 것이 해소된다.
또한, 프론트 글래스부(710)는, 관찰자(100)로부터의 거리가 21.7 ㎝ 이상의 위치에 배치된다. 이것에 의해, 관찰자(100)가 지각하는 안길이감이 증강되고, 또한 표시 내용(180)을 안길이 위치에 지각시키기 쉽게 할 수 있다.
단, 본 발명의 실시형태는, 이것에 한하지 않고, 경우에 따라서는, 영상 투영부(115)로부터 출사된 광속(112)이, 관찰자(100)의 양 눈에 입사되어도 좋다.
또한, 출사측 미러(126)는 가동식으로 할 수 있어, 예컨대 관찰자(100)의 머리부(105)의 위치나 움직임에 맞춰, 수동 또는 자동으로, 출사측 미러(126)의 위치나 각도를 조절하여, 광속(112)을 관찰자(100)의 눈(101)에 적절히 투영시킬 수 있다.
이 구성에 의해, 광속(112)의 발산각이 제어되어, 관찰자(100)의 위치에서, 광속(112)의 투영 영역(114)은 일정한 범위로 제어된다.
관찰자(100)의 양 눈의 간격은, 예컨대 60 밀리미터(㎜)～75 ㎜이기 때문에, 한쪽 눈(101)으로 보게 하는 경우에는, 관찰자(100)의 위치에서의 광속(112)의 투영 영역(114)의 크기(좌우 방향의 폭)는, 예컨대 60 ㎜～75 ㎜ 정도 이하로 설정된다. 이 투영 영역(114)의 크기는, 주로 광속 투영부(120)에 포함되는 광학 소자에 의해 제어된다.
또한, 관찰자(100)의 위치에서의 광속(112)의 투영 위치(114a)는, 예컨대 영상 투영부(115)의 설치 위치나 각도를 바꿈으로써 제어할 수 있다. 예컨대 영상 광 형성부(110)의 설치 위치, 영상 광 형성부(110)의 각도, 광속 투영부(120)의 설치 위치, 및 광속 투영부(120)의 각도 중 하나 이상을 바꿈으로써, 투영 위치(114a)를 제어할 수 있다.
예컨대 표시 장치(330)는, 영상 투영부(115)를 제어하여, 관찰자(100) 위치에서의 광속(112)의 투영 위치(114a)를 제어하는 제어부(250)를 더 구비할 수 있다. 제어부(250)에 의해, 예컨대 출사측 미러(126)의 각도를 제어하어, 투영 위치(114a)를 제어한다.
예컨대 제어부(250)는, 제어 신호부(251)와 구동부(126a)를 갖는다. 제어 신호부(251)는, 제어 신호를 구동부(126a)에 출력하여, 구동부(126a)를 동작시킨다. 구동부(126a)는, 예컨대 출사측 미러(126)의 각도나 위치 등을 변화시키는 모터 등을 갖는다. 제어 신호부(251)로부터 출력된 제어 신호에 의해 구동부(126a)가 동작하여, 출사측 미러(126)의 각도나 위치 등을 변화시켜, 관찰자(100)의 위치에서의 광속(112)의 투영 위치(114a)를 변화시킨다. 구동부(126a)는 영상 투영부(115)에 포함되는 것으로 간주하여도 좋다.
영상 광 형성부(110) 및 광속 투영부(120) 각각의 구성은, 여러 가지의 변형이 가능하다. 영상 광 형성부(110)에 포함되는 요소와, 광속 투영부(120)에 포함되는 요소의 배치는 임의이며, 예컨대 광속 투영부(120)에 포함되는 요소끼리 사이에, 영상 광 형성부(110)(및 그것에 포함되는 요소)가 삽입되어도 있어도 좋다.
영상 투영부(115)는, 상기한 구체예 외에, 각종 변형이 가능하다.
(제4 실시형태)
본 발명의 제4 실시형태에 따른 표시 방법은, 제1 실시형태에 관해서 설명한 광학 소자를 이용하는 표시 방법이다.
이 표시 방법은, 제1 프레넬 렌즈(10f)가 설치된 제1 주요면(10a)과, 제1 주요면(10a)과는 반대측인 제2 주요면(10b)을 갖는 제1 광학 시트(10)에, 제2 주요면(10b) 측으로부터 영상을 포함하는 광속(112)을 입사시켜, 광속(112)의 제2 주요면(10b)에서 반사된 제2 주요면 반사 광속[제2 반사광(Lout2)]의 방향을, 광속(112)의 제1 주요면(10a)에서 반사된 제1 주요면 반사 광속[제1 반사광(Lout1)]의 방향에 대하여 5도 이상 변화시켜, 제1 주요면 광속을 관찰자(100)를 향해 투영한다.
즉, 제2 반사광(Lout2)의 제2 반사각(θout2)과, 제1 반사광(Lout1)의 제1 반사각(θout1)을 5도 이상 변화시켜, 제1 반사광(Lout1)을 관찰자(100)에게 투영시킨다. 이것에 의해, 2중 상을 억제할 수 있어, 가시성이 좋은 표시를 실현할 수 있다.
(제5 실시형태)
본 발명의 제5 실시형태에 따른 이동체[예컨대 차량(730)]는, 도 1에 예시한 바와 같이, 발명의 실시형태에 따른 광학 소자 중 어느 하나와, 그 광학 소자를 지지하는 투명판[프론트 글래스(710a), 프론트 글래스부(710)]을 구비한다. 또한, 이동체는 영상을 포함하는 광속(112)을 본 실시형태에 따른 광학 소자에 반사시켜 관찰자(100)를 향해 투영하는 영상 투영부(115)를 포함하는 표시 장치를 더 포함할 수도 있다. 또한 영상 투영부(115)는, 영상을 포함하는 광속의 발산각을 제어하여 광학 소자에 투영할 수 있다.
본 실시형태에 따른 이동체는, 차량이나 선박이나 항공기 등의 임의의 탈것으로 할 수 있다.
이동체의 프론트 글래스부(710)에 본 실시형태에 따른 임의의 광학 소자를 접착할 수도 있지만, 프론트 글래스부(710)가 광학 소자를 내장하여도 좋다. 이하, 그 예에 대해서 설명한다.
도 13은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 이동체의 일부 구성을 예시하는 모식적 단면도이다.
도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 이동체의 프론트 글래스(710a1)는, 제1 투명판(715a)과, 제2 투명판(715b)과, 제1 투명판(715a)과 제2 투명판(715b) 사이에 설치된 광학 소자를 갖고 있다. 이 예에서는, 광학 소자로서, 이미 설명한 광학 소자(512)가 이용되고 있다. 또한 제1 투명판(715a)과 제2 투명판(715b) 사이에서, 광학 소자(512)가 설치되어 있지 않는 부분에는, 투명 수지층(715c)이 설치되어 있다. 투명 수지층(715c)에는, 예컨대 제1 투광층(18a)에 이용되는 재료와 동일한 재료를 이용하여도 좋다.
도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 이동체의 프론트 글래스(710a2)에서는, 제1 투명판(715a)과 제2 투명판(715b) 사이에, 이미 설명한 광학 소자(515)가 설치되어 있다. 또한 제1 투명판(715a)과 제2 투명판(715b) 사이에서, 광학 소자(512)가 설치되어 있지 않은 부분에는, 투명 수지층(715c)이 설치되어 있다.
또한, 제1 투명판(715a) 및 제2 투명판(715b)에는, 예컨대 유리 기판이나 수지제의 투명한 기판을 이용할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 프론트 글래스(710a1 및 710a2)에 의하면 프론트 글래스에 광학 소자를 내장함으로써, 사용자는 보다 편리해지고, 또한 광학 소자의 주위가 제1 투명판(715a), 제2 투명판(715b) 및 투명 수지층(715c)에 의해 밀봉되기 때문에, 광학 소자의 신뢰성이 향상한다.
또한, 제1 투명판(715a)과 제2 투명판(715b) 사이에는, 본 발명의 실시형태에 따른 임의의 광학 소자를 설치할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 광학 소자에 포함되는 프레넬 렌즈, 광학 시트, 투과 반사 광학층, 고굴절률층 및 투광층, 표시 장치에 포함되는 영상 투영부 및 영상 투영부에 포함되는 광학 부품 등의 각 요소의 구체적인 구성의 형상, 사이즈, 재질, 배치 관계 등에 관해서 당업자가 각종 변경을 가한 것어어도, 당업자가 공지의 범위에서 적절하게 선택함으로써 본 발명을 마찬가지로 실시하고, 같은 효과를 얻을 수 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 각 구체예 중 2개 이상의 요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
그 외, 본 발명의 실시형태로서 전술한 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및, 이동체를 기초로 하여, 당업자가 적절하게 설계 변경하여 실시할 수 있는 모든 광학 소자, 표시 장치, 표시 방법, 및 이동체도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.
그 외, 본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자이면, 각종 변경예 및 수정예에 상도할 수 있는 것이고, 이들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 양해된다.
10: 제1 광학 시트, 10a: 제1 주요면, 10b: 제2 주요면, 10f: 제1 프레넬 렌즈, 11: 볼록부, 12, 12a～12g: 리지부, 13o: 중심, 13oa: 광축, 13s: 외형 중심, 15: 투과 반사 광학층, 16a: 제1 고굴절률층, 16b: 제2 고굴절률층, 18a: 제1 투광층, 18b: 제2 투광층, 20: 제2 광학 시트, 20a: 제3 주요면, 20b: 제4 주요면, 20f: 제2 프레넬 렌즈, 21: 오목부, 22, 22a～22d: 그루브부, 23o: 중심, 23oa: 광축, θout1, θout2: 제1 및 제2 반사각, 100: 관찰자, 101: 눈, 101p: 위치, 105: 머리부, 110: 영상 광 형성부, 111: 광원, 112: 광속, 114: 투영 영역, 114a: 투영 위치, 114c: 가시 영역, 115: 영상 투영부, 116: 테이퍼 라이트 가이드, 117: 영상 형성부, 120: 광속 투영부, 123: 광원측 렌즈, 124: 애퍼처, 125: 출사측 렌즈, 126: 출사측 미러, 126a: 구동부, 130: 영상 데이터 생성부, 180: 표시 내용, 181: 상, 181p: 상 형성 위치, 250: 제어부, 251: 제어 신호부, 310, 330: 표시 장치, 510, 511, 512, 513, 514, 515, 519, 520, 520a, 520b, 520c, 529, 530: 광학 소자, 710: 프론트 글래스부, 710a, 710a1, 710a2: 프론트 글래스, 711: 반사부, 715a, 715b: 제1 및 제2 투명판, 715c: 투명 수지층, 720: 대시보드, 730: 차량(이동체), Ir: 광강도, Li1, Li2: 광, Lin1, Lin2: 제1 및 제2 입사광, Lout1, Lout2: 제1 및 제2 반사광, Lra1, Lra2, Lrb1, Lrb2: 반사광, Lt1, Lt2: 투과광, Xv: 위치, w1, w2, w3: 제1, 제2, 제3 폭, xo1, xo2, xs1, xs2, yol, yo2, ys1, ys2: 거리

Claims (14)

  1. 제1 주요면을 갖는 제1 광학 시트를 포함하고, 상기 제1 광학 시트는 상기 제1 주요면에 설치되는 제1 프레넬 렌즈를 포함하고, 상기 제1 프레넬 렌즈는 동심원 형상의 복수의 리지부를 포함하며, 상기 복수의 리지부 중에서 상호 인접하는 리지부의 상기 동심원의 중심으로부터 외측을 향하는 방사 방향을 따른 폭은 서로 상이하고, 상기 복수의 리지부 각각의 상기 방사 방향을 따른 폭은 미리 정해진 길이 이하인, 광학 소자로서,
    상기 복수의 리지부는,
    상기 방사 방향을 따른 제1 폭을 갖는 제1 리지부와,
    상기 제1 폭과 상이한, 상기 방사 방향을 따른 제2 폭을 갖는 제2 리지부와,
    상기 제1 폭과 상이하고, 상기 제2 폭과도 상이한, 상기 방사 방향을 따른 제3 폭을 갖는 제3 리지부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 리지부 중에서 상호 인접하는 리지부의 폭의 차는 0.05 mm 이상인 것인, 광학 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 주요면은 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는 것인, 광학 소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 상기 제1 주요면 상에 설치되고, 가시광에 대하여 반사성과 투과성을 갖는 투과 반사 광학층을 더 포함하는 것인, 광학 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 투과 반사 광학층의 가시광에 대한 투과율은 70% 이상인 것인, 광학 소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 제1 주요면 상에 설치되고, 상기 제1 광학 시트의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 제1 고굴절률층을 더 포함하는 것인, 광학 소자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 제1 주요면측 상에 설치되고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는 제1 투광층을 더 포함하는 것인, 광학 소자.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 시트에 대향하는 상기 제1 투광층측 상에 설치되고, 가시광에 대해 투광성을 갖는 제2 투광층을 더 포함하는 것인, 광학 소자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 주요면에 대향하는 제3 주요면에 설치되는 제2 프레넬 렌즈를 포함하는 제2 광학 시트와,
    상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트의 사이에 설치되고, 상기 제1 광학 시트의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 제2 고굴절률층
    을 더 포함하고,
    상기 제2 프레넬 렌즈의 광축의 위치가 상기 제1 프레넬 렌즈의 광축의 위치와 일치(matching)하는 것인, 광학 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 프레넬 렌즈는 상기 제1 프레넬 렌즈의 광축에 중심을 둔 동심원 형상을 갖는 복수의 리지부를 포함하고,
    상기 제2 프레넬 렌즈는 제2 프레넬 렌즈의 광축에 중심을 둔 동심원 형상을 갖는 복수의 그루브부(groove portion)를 포함하며,
    상기 제1 프레넬 렌즈의 광축으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따라서 제1 거리에 위치하는 리지부의 폭은, 상기 제2 프레넬 렌즈의 광축으로부터 동심원의 외측을 향하는 방사 방향을 따라서 상기 제1 거리에 위치하는 그루브부의 폭과 동일한 것인, 광학 소자.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 프레넬 렌즈는 상기 제1 프레넬 렌즈의 광축에 중심을 둔 동심원 형상을 갖는 복수의 리지부를 포함하고,
    상기 제2 프레넬 렌즈는 제2 프레넬 렌즈의 광축에 중심을 둔 동심원 형상을 갖는 복수의 그루브부(groove portion)를 포함하며,
    상기 복수의 리지부는 각각 상기 복수의 그루브부에 대향하는 것인, 광학 소자.
  12. 영상을 포함하는 광속(light flux)을, 제1항에 기재된 광학 소자를 사용하여 관찰자를 향해 투영하는 영상 투영부를 포함하는 표시 장치.
  13. 영상을 포함하는 광속을 제2 주요면 측으로부터 제1항에 기재된 광학 소자의 제1 광학 시트 상에 입사시키는 단계로서, 상기 제2 주요면은 상기 제1 광학 시트의 제1 프레넬 렌즈가 설치된 제1 주요면과 반대측에 있는 것인, 단계와,
    상기 제2 주요면에 의해 반사된 광속의 제2 주요면 반사 광속의 방향을, 상기 제1 주요면에 의해 반사된 광속의 제1 주요면 반사 광속으로부터 5도 이상 변화시키는 단계와,
    상기 제1 주요면 반사 광속을 관찰자를 향하여 투영하는 단계
    를 포함하는 표시 방법.
  14. 제1항에 기재된 광학 소자와,
    상기 광학 소자를 지지하는 투명판을 포함하는 이동체.
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Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5275963B2 (ja) 2009-12-08 2013-08-28 株式会社東芝 表示装置、表示方法及び移動体
JP2012027273A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Nikon Corp レンズ装置および表示システム
US9632315B2 (en) 2010-10-21 2017-04-25 Lockheed Martin Corporation Head-mounted display apparatus employing one or more fresnel lenses
US10359545B2 (en) * 2010-10-21 2019-07-23 Lockheed Martin Corporation Fresnel lens with reduced draft facet visibility
JP2012179935A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Jvc Kenwood Corp 車両用表示装置
JP5458080B2 (ja) 2011-09-28 2014-04-02 株式会社東芝 表示装置
JP5734888B2 (ja) 2012-01-31 2015-06-17 株式会社東芝 表示装置、移動体、及び、表示装置の設置方法
CN103454767B (zh) * 2012-06-01 2017-01-11 联想(北京)有限公司 显示设备、显示方法和用于显示设备的光学构件
JPWO2014041688A1 (ja) * 2012-09-14 2016-08-12 パイオニア株式会社 光学素子及びヘッドアップディスプレイ
WO2014041690A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 パイオニア株式会社 光学素子及びヘッドアップディスプレイ
WO2014041691A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 パイオニア株式会社 光学素子及びヘッドアップディスプレイ
WO2014041689A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
US9057826B2 (en) * 2013-01-31 2015-06-16 Google Inc. See-through near-to-eye display with eye prescription
US9159301B2 (en) * 2013-05-07 2015-10-13 Honda Motor Co., Ltd. Slanted map
TWI489140B (zh) * 2014-02-24 2015-06-21 Quanta Comp Inc 頭戴式顯示裝置
JP2015161732A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 矢崎総業株式会社 表示光投影用光学デバイス
WO2015159523A1 (ja) * 2014-04-14 2015-10-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ、およびヘッドアップディスプレイを搭載した移動体
WO2015159521A1 (ja) 2014-04-14 2015-10-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ、およびヘッドアップディスプレイを搭載した移動体
WO2015177833A1 (ja) * 2014-05-19 2015-11-26 パイオニア株式会社 虚像生成素子及びヘッドアップディスプレイ
USD744155S1 (en) * 2014-05-28 2015-11-24 Osram Sylvania Inc. Lens
JP2016018103A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 セイコーエプソン株式会社 光学素子、及び表示装置
JP2016029412A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 株式会社東芝 光学装置
WO2016061447A1 (en) 2014-10-17 2016-04-21 Lockheed Martin Corporation Head-wearable ultra-wide field of view display device
WO2016141054A1 (en) 2015-03-02 2016-09-09 Lockheed Martin Corporation Wearable display system
JP6532744B2 (ja) * 2015-04-21 2019-06-19 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 表示装置、および医用画像診断装置
JP6540249B2 (ja) * 2015-06-05 2019-07-10 大日本印刷株式会社 表示装置
US10754156B2 (en) 2015-10-20 2020-08-25 Lockheed Martin Corporation Multiple-eye, single-display, ultrawide-field-of-view optical see-through augmented reality system
JP6427095B2 (ja) * 2015-12-24 2018-11-21 矢崎総業株式会社 表示光投影用光学システム
CN108474949A (zh) * 2015-12-24 2018-08-31 星风Ip公司 虚拟现实头戴式显示器
JP6387098B2 (ja) * 2016-02-12 2018-09-05 コミー株式会社 手荷物入れ用内部確認ミラーおよびその製造方法
US9995936B1 (en) 2016-04-29 2018-06-12 Lockheed Martin Corporation Augmented reality systems having a virtual image overlaying an infrared portion of a live scene
GB2552703B (en) * 2016-08-04 2018-11-14 Ford Global Tech Llc A holographic display system
CN106125168A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 乐视控股（北京）有限公司 一种菲涅尔透镜和虚拟现实设备
WO2018053141A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Valve Corporation Optical system for head-mounted display system
JP2018146784A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 矢崎総業株式会社 表示像投影装置および表示像投影システム
JP2018144648A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 矢崎総業株式会社 表示像投影システム
JP2017137054A (ja) * 2017-04-26 2017-08-10 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
CN109031661A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 宏碁股份有限公司 虚拟实境显示装置
US11163163B2 (en) * 2017-07-03 2021-11-02 Holovisions Augmented reality (AR) eyewear with at least one quasi Fresnel reflector (QFR)
US20230125258A1 (en) * 2017-07-03 2023-04-27 Holovisions LLC Augmented Reality (AR) Eyewear with a Section of a Fresnel Reflector Comprising Individually-Adjustable Transmissive-Reflective Optical Elements
CN109471260A (zh) * 2017-09-08 2019-03-15 塔普翊海（上海）智能科技有限公司 目镜式成像光学装置和头戴式成像光学设备及其制造方法和成像方法
KR102547822B1 (ko) * 2017-11-24 2023-06-26 삼성전자주식회사 Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자
JP2019109435A (ja) 2017-12-20 2019-07-04 セイコーエプソン株式会社 表示装置
JP2019109434A (ja) 2017-12-20 2019-07-04 セイコーエプソン株式会社 表示装置
CN108152959B (zh) * 2018-01-02 2020-08-07 京东方科技集团股份有限公司 车载抬头显示系统
JPWO2019151498A1 (ja) * 2018-02-01 2021-01-14 コニカミノルタ株式会社 表示部材及び表示装置
US10981358B2 (en) * 2018-04-03 2021-04-20 AGC Inc. Laminated glass
CN108490727A (zh) * 2018-06-07 2018-09-04 成都恒坤光显材料科技有限公司 一种新型的视角可控的正投影屏幕
JP7124535B2 (ja) * 2018-08-06 2022-08-24 大日本印刷株式会社 反射スクリーン、合わせガラス及び映像表示装置
JP7087806B2 (ja) * 2018-08-08 2022-06-21 大日本印刷株式会社 映像表示システム
DE112019005874T5 (de) * 2018-11-26 2021-09-02 AGC Inc. Transparenter bildschirm des reflexionstyps und bildanzeigesystem
JP2019069773A (ja) * 2019-01-16 2019-05-09 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
USD901752S1 (en) * 2019-01-25 2020-11-10 Eaton Intelligent Power Limited Optical structure
US11236887B2 (en) 2019-01-25 2022-02-01 Eaton Intelligent Power Limited Optical structures for light emitting diodes (LEDs)
USD903187S1 (en) * 2019-01-25 2020-11-24 Eaton Intelligent Power Limited Optical structure
JP7189507B2 (ja) * 2019-03-19 2022-12-14 コニカミノルタ株式会社 表示部材及び表示装置
CN109941196A (zh) * 2019-05-14 2019-06-28 深圳市歌美迪电子技术发展有限公司 一种壳体、后视镜及汽车
CN112485902B (zh) * 2019-09-11 2023-07-21 深圳光峰科技股份有限公司 一种光学薄膜以及光学成像系统
CN113539060A (zh) * 2020-04-20 2021-10-22 华为技术有限公司 一种桌面显示装置和电子设备
CN111458880B (zh) * 2020-05-09 2022-04-22 三生万物(北京)人工智能技术有限公司 一种波导光场显示装置和头戴式增强现实眼镜
JP2021002050A (ja) * 2020-09-01 2021-01-07 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
CN113568144B (zh) * 2021-07-22 2023-06-23 成都理想境界科技有限公司 光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257009A (ja) 2007-04-06 2008-10-23 Seiko Epson Corp 表示装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658481B2 (ja) 1985-02-22 1994-08-03 株式会社ニコン カメラの焦点板用多焦点距離フレネルレンズ
US4787722A (en) 1986-04-10 1988-11-29 Fresnel Technologies, Inc. Fresnel lens with aspiteric grooves
JPH01147421A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Canon Inc 表示システム
JP2770279B2 (ja) * 1987-12-03 1998-06-25 キヤノン株式会社 表示システム
EP0320887B1 (en) * 1987-12-14 1993-08-11 Ichikoh Industries Limited Method for forming fresnel-type prism lens
CA1327468C (en) * 1988-09-12 1994-03-08 Dennis F. Vanderwerf First surface fresnel reflector for liquid crystal display
JP3655972B2 (ja) * 1996-08-16 2005-06-02 大日本印刷株式会社 反射型スクリーン及び前方投影システム
JPH11271665A (ja) 1998-01-22 1999-10-08 Central Glass Co Ltd 表示装置
JP2000171613A (ja) 1998-12-02 2000-06-23 Kuraray Co Ltd フレネルレンズシート
JP2000168352A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Honda Access Corp 車両用表示装置
JP2000249965A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Asahi Glass Co Ltd 情報表示装置
JP4372269B2 (ja) * 1999-06-30 2009-11-25 カルソニックカンセイ株式会社 拡大表示装置
US6236511B1 (en) 2000-03-20 2001-05-22 Rockwell Collins, Inc. Beam combining optical element
US20020080495A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Raytheon Company Method and apparatus for reducing distortion in a displayed image
JP2002287077A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Nikon Corp 映像表示装置
JP2002311425A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Omron Corp 液晶表示装置
JP2004177920A (ja) * 2002-08-09 2004-06-24 Olympus Corp 投影観察装置
JP2004077535A (ja) * 2002-08-09 2004-03-11 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート
US6952312B2 (en) * 2002-12-31 2005-10-04 3M Innovative Properties Company Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer
US7873233B2 (en) * 2006-10-17 2011-01-18 Seiko Epson Corporation Method and apparatus for rendering an image impinging upon a non-planar surface
US7656585B1 (en) * 2008-08-19 2010-02-02 Microvision, Inc. Embedded relay lens for head-up displays or the like
US20090295681A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Virtual Image System for Windshields
JP4776669B2 (ja) 2008-09-25 2011-09-21 株式会社東芝 表示装置および移動体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257009A (ja) 2007-04-06 2008-10-23 Seiko Epson Corp 表示装置

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