WO2017033719A1 - ヘッドアップディスプレイ装置、及び反射光学系 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display device mounted on a moving body and a reflection optical system used in the head-up display device.
  • a head-up display device mounted on a moving body
  • the HUD is a display that projects light source light representing information, and an imaging optical system that projects the light source light as a virtual image by projecting the light source light projected from the display onto a projection surface provided on the moving body. And.
  • infrared rays included in sunlight from the outside may enter the display device, and the display device may be damaged by heat.
  • the reflection optical system referred to here is a cold mirror having a dielectric multilayer film that transmits light in the infrared region and reflects light in the visible light region.
  • the dielectric multilayer film of the cold mirror is laminated with thin films having different refractive indexes, when the light source light from the display is reflected by the cold mirror, there is a phase difference between the s wave and the p wave. Resulting in elliptically polarized light.
  • one aspect of the present disclosure provides a head-up display device capable of suppressing changes in chromaticity while reducing damage to a display device due to sunlight, and a reflective optical system used in the head-up display device The purpose is to do.
  • the first aspect of the present disclosure is a head-up display device mounted on a moving body.
  • the head-up display device includes an illumination optical system, an imaging optical system, and a reflection optical system.
  • the illumination optical system projects light source light representing information.
  • the light source light projected by the illumination optical unit is projected onto the projection surface.
  • the reflection optical system has a dielectric multilayer film that transmits electromagnetic waves in the infrared region and reflects electromagnetic waves in the visible light region.
  • the reflection optical system has a polarization axis of the illumination optical system larger than 0 degree and smaller than 90 degrees or 90 degrees on the path of the light source light from the illumination optical system to the imaging optical system. It is arranged to be larger and smaller than 180 degrees.
  • a reflection optical system is arranged on the path of the light source light from the illumination optical system to the imaging optical system. For this reason, according to the head-up display device, infrared rays contained in sunlight from the outside can be prevented from reaching the illumination optical system, and damage to the display device caused by sunlight can be reduced.
  • the phase difference of the target wavelength including at least a part of the wavelengths of the light source light from the illumination optical system is in a range greater than ⁇ / 2 [rad] and less than ⁇ / 2 [rad]. It is configured as follows.
  • the wavelength dispersion of the light source light reflected by the imaging optical system can be suppressed by setting the phase difference of the target wavelength to a range greater than ⁇ / 2 [rad] and less than ⁇ / 2 [rad]. This is based on knowledge obtained as a result of intensive studies by the inventors.
  • the head-up display device it is possible to suppress a change in chromaticity in the light projected on the imaging optical system.
  • the head-up display device it is possible to suppress changes in chromaticity in the light source light projected on the imaging optical system while reducing damage to the display device due to sunlight.
  • the second aspect of the present disclosure may be a reflective optical system used in a head-up display device.
  • a head-up display device 1 shown in FIG. 1 is a device mounted on an automobile as a moving body.
  • the head-up display device 1 is referred to as HUD1.
  • the HUD 1 includes an imaging optical system 10, a light emitting unit 20, a concave mirror 32, a reflection optical system 34, and a casing 50.
  • the imaging optical system 10 is a member having a projection surface 12 on which information is projected, and projects the light source light projected by the light emitting unit 20 as a virtual image.
  • the imaging optical system 10 in this embodiment is an automobile windshield.
  • a surface on the vehicle interior side of the windshield functions as the projection surface 12.
  • the reflectance of the projection surface 12 varies depending on the wavelength.
  • the imaging optical system 10 is not limited to the windshield, and may be a transparent screen (so-called combiner) disposed closer to the driver's seat than the windshield.
  • the HUD 1 is a display device (display device dedicated to the driver) that allows the driver to visually recognize information while driving.
  • the HUD 1 displays an image superimposed on the scenery outside the vehicle (front vision of the driver) that is visually recognized through the driver's front position on the windshield (windshield) of the automobile.
  • the image displayed by the HUD 1 is visually recognized on the virtual image plane ahead of the windshield.
  • the casing 50 is a case that houses the light emitting unit 20, the concave mirror 32, and the reflective optical system 34.
  • the casing 50 that houses the light emitting unit 20, the concave mirror 32, and the reflecting optical system 34 is disposed in the dashboard of the automobile.
  • an opening is formed on the path of the light source light so that the light source light from the light emitting unit 20 reaches the imaging optical system 10. Further, a dustproof cover 52 that is a cover that covers the opening is attached to the casing 50.
  • the light emitting unit 20 includes an illumination optical system 22 and a wave plate 24.
  • the illumination optical system 22 is a device that irradiates light source light representing various types of information that should be visually recognized by the driver.
  • the illumination optical system 22 in the present embodiment is a well-known liquid crystal display that emits linearly polarized light source light by passing light from a backlight through a liquid crystal panel, a color filter, and a polarizing filter.
  • linearly-polarized light mentioned here is polarized in a state having a polarization axis in the coaxial direction in all liquid crystal pixels.
  • coaxial direction means that the angle difference between the polarization axes of each liquid crystal pixel is within an allowable range that can be regarded as “0” or “0”.
  • the light source light said here is the light showing the information which a driver
  • the light source light is light emitted from the backlight and linearly polarized light.
  • the wave plate 24 is disposed on the light source light path from the illumination optical system 22 to the reflection optical system 34.
  • the wave plate 24 is a well-known member that generates a phase difference in the orthogonal polarization components of the light source light emitted from the illumination optical system 22.
  • the orthogonal polarization components are s wave and p wave.
  • the polarization axis of the light source light from the illumination optical system 22 is greater than 0 degree and less than 90 degrees, or greater than 90 degrees and less than 180 degrees with respect to the incident surface of the reflection optical system 34. Has been determined to be.
  • the concave mirror 32 is a known optical member that collects parallel incident light at the focal point.
  • the concave mirror 32 is disposed on the light path from the reflection optical system 34 to the imaging optical system 10 so as to guide the reflected light source light to the imaging optical system 10.
  • the reflective optical system 34 is an optical member having a dielectric multilayer film that transmits electromagnetic waves in the infrared region and reflects electromagnetic waves in the visible light region, that is, a so-called cold mirror.
  • the dielectric multilayer film of the reflective optical system 34 is formed by alternately stacking dielectric films having different refractive indexes.
  • the infrared region referred to here is a region having a wavelength that is longer than visible red and shorter than radio waves.
  • a wavelength region of 750 [nm] to 1000 [ ⁇ m] is conceivable.
  • the visible light region referred to here is a region having a wavelength longer than the wavelength of ultraviolet light and shorter than the wavelength of infrared light.
  • a wavelength region of 350 [nm] to 750 [nm] is conceivable.
  • the dielectric multilayer film of the reflective optical system 34 is configured such that the phase difference of the target wavelength is in a range greater than ⁇ / 2 [rad] and less than ⁇ / 2 [rad].
  • the target wavelength in the present disclosure is a single wavelength or a wavelength region including at least a part of wavelengths in the light source light from the illumination optical system 22.
  • the phase difference of the target wavelength is a phase difference between polarized components (that is, s wave and p wave) orthogonal to each other at the target wavelength.
  • the dielectric multilayer film is formed. It is conceivable to adjust the thickness of one film or the thickness of the entire dielectric multilayer film.
  • the dielectric films having different refractive indexes It is conceivable to adjust the thickness or the material of the film constituting the dielectric multilayer film. The adjustment referred to here includes determining an optimal solution by experiment, simulation, or the like.
  • the target wavelength in the present embodiment is a wavelength region including red, blue, and green wavelength regions in the spectrum of the light source light incident from the illumination optical system 22.
  • the wavelength region ⁇ c of the target wavelength in the present embodiment may be obtained according to the following equation (1).
  • ⁇ all is the entire wavelength region of the evaluation spectrum as shown in FIG. That is, the denominator (hereinafter also referred to as “intensity sum”) in the equation (1) is the sum of the spectrum intensities in the evaluation spectrum.
  • the evaluation spectrum is obtained by multiplying the light spectrum L ( ⁇ ) from the backlight as shown in FIG. 3 by the color matching functions X ( ⁇ ), Y ( ⁇ ), and Z ( ⁇ ) as shown in FIG.
  • the combined spectrum is obtained by multiplying the light spectrum L ( ⁇ ) from the backlight as shown in FIG. 3 by the color matching functions X ( ⁇ ), Y ( ⁇ ), and Z ( ⁇ ) as shown in FIG.
  • the color matching function mentioned here is a well-known CIE XYZ color matching function.
  • wavelength region ⁇ c in the expression a set of wavelength lambda T satisfying the following expression (2).
  • the reference numeral I T in (2) a predefined specified threshold as the threshold value of the relative intensity of the spectrum.
  • the relative intensity of the spectrum in the evaluation spectrum is not less than the threshold value I T, and the ratio of the spectral intensity relative to the intensity sum of the evaluation spectrum is larger spectrum than a predefined predetermined value I th
  • the wavelength region composed of the set may be the wavelength region ⁇ c of the target wavelength.
  • the prescribed value I th is a predetermined threshold according to the results of experiments and simulations.
  • the arrangement position of the reflection optical system 34 is on the path of the light source light from the illumination optical system 22 to the imaging optical system 10.
  • the reflection optical system 34 has a polarization axis (in FIG. 5, ⁇ ) of the light source light that has passed through the wave plate 24 greater than 0 degree and smaller than 90 degrees with respect to the incident surface. It is arranged so as to be larger than 180 degrees and smaller than 180 degrees. That is, the reflection optical system 34 is arranged so that the polarization axis ⁇ of the light source light satisfies 0 ° ⁇ ⁇ 90 ° ⁇ ⁇ 180 ° with respect to the incident surface. [Effect of the embodiment] As described above, in the head-up display device 1, the reflection optical system 34 is arranged on the path of the light source light from the illumination optical system 22 to the imaging optical system 10.
  • infrared rays contained in sunlight from the outside pass through without being reflected by the reflection optical system 34. Therefore, according to the head-up display device 1, it is possible to suppress infrared rays contained in sunlight from reaching the illumination optical system 22, and it is possible to reduce damage to the illumination optical system 22 caused by infrared rays contained in sunlight.
  • the reflection optical system 34 in the head-up display device 1 has a range in which the phase difference of the target wavelength is greater than ⁇ / 2 [rad] and less than ⁇ / 2 [rad] in the light source light from the illumination optical system 22. It is comprised so that.
  • the wavelength dispersion of the light source light reflected by the imaging optical system 10 can be suppressed by setting the phase difference of the target wavelength to a range greater than ⁇ / 2 [rad] and less than ⁇ / 2 [rad]. This is based on the knowledge obtained as a result of repeated researches by the inventors.
  • this finding indicates that the phase difference of the target wavelength is larger than ⁇ / 2 [rad] (that is, ⁇ 90 [deg]) in the reflection optical system 34 by ⁇ / 2 [rad]. If the range is smaller than (ie, 90 [deg]), both the X chromaticity and the Y chromaticity of the light source light reflected by the imaging optical system 10 can be suppressed to a range where no color deviation occurs. Is.
  • the graph shown in FIG. 6 is a result obtained by the inventors conducting intensive research.
  • the phase difference of the target wavelength in the reflection optical system 34 and the light source light projected on the imaging optical system 10 are shown in FIG. It shows the relationship between X chromaticity and Y chromaticity.
  • the range in which no color misregistration occurs is set in the range of 0.25 to 0.35 for X chromaticity and in the range of 0.29 to 0.38 for Y chromaticity.
  • the head-up display device 1 it is possible to suppress a change in chromaticity in the light source light projected onto the imaging optical system 10.
  • the head-up display device 1 can suppress a change in chromaticity in the light source light projected on the imaging optical system 10 while reducing damage to the illumination optical system 22 caused by sunlight.
  • the mobile body in which HUD1 is mounted was used as the motor vehicle, the mobile body in which HUD1 is mounted is not restricted to a motor vehicle.
  • the mobile body on which the HUD 1 is mounted may be an aircraft, a vehicle, or a ship.
  • the relative intensity of the spectrum in the evaluation spectrum is not less than the threshold value I T, and, as a target wavelength a wavelength region where the ratio of spectral intensity becomes a specified value I th or more to the intensity sum of the rating spectrum
  • the target wavelength is not limited to this.
  • a single wavelength having the strongest light intensity in the spectrum of the light source light from the illumination optical system 22 may be set as the target wavelength.
  • the single wavelength said here is one wavelength with the strongest light intensity in the spectrum of light source light.
  • the single wavelength in the present disclosure is not limited to one wavelength having the strongest light intensity in the spectrum of the light source light, but a wavelength region in a range that can be regarded as one wavelength having the strongest light intensity in the spectrum of the light source light. Including.
  • red, blue, and green wavelength regions may be set as target wavelengths.
  • the red wavelength referred to here is a wavelength region in which a person visually recognizes red, for example, a wavelength region from 620 [nm] to 750 [nm].
  • the blue wavelength is a wavelength region in which a person visually recognizes blue, and is, for example, a wavelength region of 450 [nm] to 495 [nm].
  • the green wavelength is a wavelength range where a person visually recognizes green, for example, a wavelength range from 495 [nm] to 570 [nm].

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Abstract

ヘッドアップディスプレイ装置は、照明光学系（２２）と、結像光学系（１０）と、反射光学系（３４）とを備える。照明光学系（２２）は、情報を表す光源光を投射する。結像光学系（１０）は、照明光学系（２２）により投射された光源光が投影面に投影される。反射光学系（３４）は、赤外線領域の電磁波を透過し可視光領域の電磁波を反射する誘電体多層膜を有す。反射光学系（３４）は、照明光学系（２２）からの光源光における少なくとも一部の波長を含む対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成される。反射光学系（３４）は、照明光学系（２２）から結像光学系（１０）までの光源光の経路上に、照明光学系（２２）からの光源光の偏光軸αが入射面に対して０度＜α＜９０度＜α＜１８０度となるように配置される。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置、及び反射光学系 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年８月２６日に出願された日本出願番号２０１５－１６６９５８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置、及びヘッドアップディスプレイ装置に用いられる反射光学系に関する。
　従来、移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ」と称す）が知られている（特許文献１参照）。ＨＵＤは、情報を表す光源光を投射する表示器と、その表示器から投射された光源光を移動体に設けられた投影面に投影することにより、光源光を虚像として投影させる結像光学系とを備えている。
特開２０１４－１９１３２１号公報
　ところで、ＨＵＤにおいては、外部からの太陽光に含まれる赤外線が表示器へと入射し、熱によって表示器がダメージを受ける可能性がある。
　この太陽光による表示器のダメージを低減するために、ＨＵＤにおいて、表示器から結像光学系への光源光の経路上に反射光学系を配置することが考えられる。ここで言う反射光学系とは、赤外線領域の光を透過し可視光領域の光を反射する誘電体多層膜を有したコールドミラーである。
　しかしながら、コールドミラーの誘電体多層膜は、屈折率が異なる薄膜が積層されているため、表示器からの光源光がコールドミラーで反射されると、ｓ波とｐ波との間に位相差が生じ楕円偏光となる。
　この楕円偏光となった光源光が、波長によって反射率が異なる結像光学系の投影面に投影されると、表示器から照射された光源光に対して色度が変化するという課題が生じる。
　つまり、従来の技術では、太陽光による表示器のダメージを低減しつつ、色度の変化を抑制することが困難であった。
　そこで、本開示の一側面は、太陽光による表示器のダメージを低減しつつ、色度の変化を抑制することが可能なヘッドアップディスプレイ装置、およびヘッドアップディスプレイ装置に用いられる反射光学系を提供することを目的とする。
　本開示の第一の態様は、移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置である。　ヘッドアップディスプレイ装置は、照明光学系と、結像光学系と、反射光学系とを備える。
　照明光学系は、情報を表す光源光を投射する。結像光学系は、照明光学係により投射された光源光が投影面に投影される。
　反射光学系は、赤外線領域の電磁波を透過し可視光領域の電磁波を反射する誘電体多層膜を有している。そして、反射光学系は、照明光学系から結像光学系までの光源光の経路上に、照明光学系の偏光軸が入射面に対して０度より大きく９０度よりも小さく、または、９０度より大きく１８０度よりも小さくなるように配置されている。
　このようなヘッドアップディスプレイ装置においては、照明光学系から結像光学系への光源光の経路上に反射光学系を配置している。このため、ヘッドアップディスプレイ装置によれば、外部からの太陽光に含まれる赤外線が、照明光学系へと到達することを抑制でき、太陽光による表示器のダメージを低減できる。
　さらに、反射光学系においては、照明光学系からの光源光における少なくとも一部の波長を含む対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲となるように構成されている。
　これは、対象波長の位相差を、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲とすることで、結像光学系で反射される光源光の波長分散を抑制できるという、発明者らが鋭意研究を行った結果得られた知見に基づくものである。
　すなわち、ヘッドアップディスプレイ装置によれば、結像光学系に投影された光において色度が変化することを抑制できる。
　換言すると、ヘッドアップディスプレイ装置によれば、太陽光による表示器のダメージを低減しつつ、結像光学系に投影された光源光における色度の変化を抑制できる。
　本開示の第二の態様は、ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる反射光学系であってもよい。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
ヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す説明図である。 反射光学系の特性を決定する方法を説明するグラフであり、評価スペクトルを示すグラフである。 反射光学系の特性を決定する方法を説明するグラフであり、バックライトからの光源光のスペクトルを示すグラフである。 反射光学系の特性を決定する方法を説明するグラフであり、ＣＩＥ　ＸＹＺ等色関数を示すグラフである。 照明光学系と反射光学系との位置関係を説明する説明図である。 実施形態の効果を説明するグラフである。 対象波長の変形例を説明するグラフである。
　以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
＜ヘッドアップディスプレイ装置＞
　図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１は、移動体としての自動車に搭載される装置である。以下、ヘッドアップディスプレイ装置１を、ＨＵＤ１と称す。
　ＨＵＤ１は、結像光学系１０と、発光ユニット２０と、凹面鏡３２と、反射光学系３４と、ケーシング５０とを備えている。
　結像光学系１０は、情報が投影される投影面１２を有した部材であり、発光ユニット２０により投射された光源光を虚像として投影させる。本実施形態における結像光学系１０は、自動車のウインドシールドである。このウインドシールドの車室内側の面が投影面１２として機能する。投影面１２は、波長によって反射率が異なる。
　なお、結像光学系１０は、ウインドシールドに限るものではなく、ウインドシールドよりも運転席側に配置された透明のスクリーン（いわゆるコンバイナ）であってもよい。
　ＨＵＤ１は、運転者が運転中に情報を視認する表示装置（ドライバ専用の表示装置）である。ＨＵＤ１は、自動車のウインドシールド（フロントガラス）における運転者の前方位置を通して視認される車両外部の景色（ドライバの前方視野）に重畳して画像を表示する。ＨＵＤ１により表示される画像は、ウインドシールドよりも更に前方の虚像面で視認される。
　ケーシング５０は、発光ユニット２０と、凹面鏡３２と、反射光学系３４とを収納するケースである。この発光ユニット２０と凹面鏡３２と反射光学系３４とを収納したケーシング５０は、自動車のダッシュボード内に配置される。
　なお、ケーシング５０には、発光ユニット２０からの光源光が結像光学系１０に到達するように、光源光の経路上に開口が形成されている。さらに、ケーシング５０には、開口を覆うカバーである防塵カバー５２が取り付けられる。
　発光ユニット２０は、照明光学系２２と、波長板２４とを備えている。
　照明光学系２２は、運転者が視認すべき各種情報を表す光源光を照射する装置である。本実施形態における照明光学系２２は、バックライトからの光を液晶パネル、カラーフィルタ及び偏光フィルタを通過させることで直線偏光された光源光を照射する周知の液晶ディスプレイである。
　なお、ここで言う直線偏光とは、全液晶画素において同軸方向の偏光軸を有する状態へと偏光されたことである。また、ここで言う同軸方向とは、各液晶画素における偏光軸の角度差が「０」または「０」とみなせる許容範囲内であることである。
　なお、ここで言う光源光とは、運転者が視認すべき情報を表す光である。また、光源光は、バックライトにて発光され、直線偏光された光である。
　波長板２４は、照明光学系２２から反射光学系３４までの光源光の経路上に配置されている。波長板２４は、照明光学系２２から照射された光源光の直交する偏光成分に位相差を生じさせる周知の部材である。本実施形態において、直交する偏光成分とは、ｓ波とｐ波とである。
　また、波長板２４は、照明光学系２２からの光源光の偏光軸が、反射光学系３４の入射面に対して０度よりも大きく９０度未満、または、９０度より大きく１８０度未満となるように決定されている。
　凹面鏡３２は、平行に入射した光を焦点に集める周知の光学部材である。この凹面鏡３２は、反射した光源光を結像光学系１０へと導くように、反射光学系３４から結像光学系１０への光の経路上に配置されている。
＜反射光学系＞
　反射光学系３４は、赤外線領域の電磁波を透過し可視光領域の電磁波を反射する誘電体多層膜を有した光学部材、いわゆるコールドミラーである。反射光学系３４の誘電体多層膜は、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積み重ねることで形成されている。
　なお、ここで言う赤外線領域とは、可視光線の赤色よりも波長が長く、電波よりも波長が短い波長の領域である。赤外線領域の一例として、７５０［ｎｍ］から１０００［μｍ］の波長領域が考えられる。また、ここで言う可視光領域とは、紫外線の波長よりも波長が長く、赤外線の波長よりも短い波長の領域である。可視光領域の一例として、３５０［ｎｍ］から７５０［ｎｍ］の波長領域が考えられる。
　反射光学系３４の誘電体多層膜は、対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］よりも大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲となるように構成されている。本開示における対象波長とは、照明光学系２２からの光源光における少なくとも一部の波長を含む単波長または波長領域である。また、対象波長の位相差とは、対象波長において直交する偏光成分（即ち、ｓ波とｐ波と）の間の位相差である。
　なお、対象波長の位相差が－π／２［ｒａｄ］よりも大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲となる反射光学系３４を実現する方法の一例として、誘電体多層膜を構成する少なくとも１つの膜の厚さや、誘電体多層膜全体の膜の厚さを調整することが考えられる。対象波長の位相差が－π／２［ｒａｄ］よりも大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲となる反射光学系３４を実現する方法の一例として、屈折率の異なる誘電体膜それぞれの膜の厚さを調整することや、誘電体多層膜を構成する膜の材料などを調整することが考えられる。ここで言う調整には、実験やシミュレーションなどによって最適解を決定することを含む。
　本実施形態における対象波長とは、照明光学系２２から入射した光源光のスペクトルにおいて、赤色、青色、及び緑色の波長領域を包含する波長領域である。具体的に、本実施形態における対象波長の波長領域λｃは、下記（１）式に従って求めればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　（１）式におけるλａｌｌは、図２に示すような評価スペクトルの全波長領域である。すなわち、（１）式における分母（以下、「強度総和」とも称す）は、評価スペクトルにおけるスペクトル強度の総和である。
　この評価スペクトルとは、図３に示すようなバックライトからの光のスペクトルＬ（λ）に、図４に示すような等色関数Ｘ（λ），Ｙ（λ），Ｚ（λ）を掛け合わせたスペクトルである。なお、ここで言う等色関数とは、周知の、ＣＩＥ　ＸＹＺ等色関数である。
　また、（１）式における波長領域λｃは、下記（２）式を満たす波長λＴの集合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　なお、（２）式における符号ＩＴは、スペクトルの相対強度の閾値として予め規定された規定閾値である。
　つまり、本実施形態においては、評価スペクトルにおいてスペクトルの相対強度が閾値ＩＴ以上であり、かつ、評価スペクトルの強度総和に対するスペクトル強度の割合が、予め規定された規定値Ｉｔｈよりも大きいスペクトルの集合からなる波長領域を対象波長の波長領域λｃとすればよい。なお、規定値Ｉｔｈは、実験やシミュレーションなどの結果に従って予め決定された閾値である。
　反射光学系３４の配置位置は、照明光学系２２から結像光学系１０までの光源光の経路上である。反射光学系３４は、図５に示すように、波長板２４を通過した光源光の偏光軸（図５中：α）が入射面に対して０度より大きく９０度よりも小さく、または、９０度より大きく１８０度よりも小さくなるように配置されている。すなわち、光源光の偏光軸αが、入射面に対して０度＜α＜９０度＜α＜１８０度を満たすように、反射光学系３４は配置されている。
［実施形態の効果］
　以上説明したように、ヘッドアップディスプレイ装置１では、照明光学系２２から結像光学系１０への光源光の経路上に反射光学系３４が配置されている。
　このため、外部からの太陽光に含まれる赤外線は、反射光学系３４で反射されることなく通過する。よって、ヘッドアップディスプレイ装置１によれば、太陽光に含まれる赤外線が照明光学系２２へと到達することを抑制でき、太陽光に含まれる赤外線による照明光学系２２のダメージを低減できる。
　さらに、ヘッドアップディスプレイ装置１における反射光学系３４は、照明光学系２２からの光源光において、対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］よりも大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲となるように構成されている。
　これは、対象波長の位相差を、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］未満の範囲とすることで、結像光学系１０で反射される光源光の波長分散を抑制できるという、発明者らが鋭意研究を重ねた結果として得られた知見に基づくものである。
　つまり、この知見は、図６に示すように、反射光学系３４において、対象波長の位相差を、－π／２［ｒａｄ］（即ち、－９０［ｄｅｇ］）より大きくπ／２［ｒａｄ］（即ち、９０［ｄｅｇ］）よりも小さい範囲とすれば、結像光学系１０で反射された光源光のＸ色度、及びＹ色度の双方を、色ズレが生じない範囲に抑制できるというものである。
　なお、図６に示すグラフは、発明者らが鋭意研究を行うことで得られた結果であり、反射光学系３４における対象波長の位相差と、結像光学系１０に投影された光源光のＸ色度、及びＹ色度との関係を示すものある。また、図６において、色ズレが生じない範囲は、Ｘ色度については、０．２５～０．３５の範囲内、Ｙ色度については、０．２９～０．３８の範囲内とした。
　以上説明したように、ヘッドアップディスプレイ装置１によれば、結像光学系１０に投影された光源光において色度が変化することを抑制できる。
　換言すると、ヘッドアップディスプレイ装置１によれば、太陽光による照明光学系２２のダメージを低減しつつ、結像光学系１０に投影された光源光における色度の変化を抑制できる。
［その他の実施形態］
　（１）　上記実施形態においては、ＨＵＤ１が搭載される移動体を自動車としていたが、ＨＵＤ１が搭載される移動体は、自動車に限るものではない。ＨＵＤ１が搭載される移動体は、航空機であってもよいし、車両であってもよいし、船舶であってもよい。
　（２）上記実施形態においては、評価スペクトルにおいてスペクトルの相対強度が閾値ＩＴ以上であり、かつ、評価スペクトルの強度総和に対するスペクトル強度の割合が規定値Ｉｔｈ以上となる波長領域を対象波長としていたが、対象波長は、これに限るものではない。
　例えば、図７に示すように、照明光学系２２からの光源光のスペクトルにおいて光の強度が最も強い単波長を対象波長としてもよい。
　なお、ここで言う単波長は、光源光のスペクトルにおいて光の強度が最も強い１つの波長である。ただし、本開示における単波長は、光源光のスペクトルにおいて光の強度が最も強い１つの波長に限るものではなく、光源光のスペクトルにおいて光の強度が最も強い１つの波長とみなせる範囲の波長領域を含む。
　また、照明光学系２２からの光源光のスペクトルにおいて、赤色、青色、及び緑色それぞれの波長領域を対象波長としてもよい。ここで言う赤色の波長とは、人が赤色と視認する波長の領域であり、例えば、６２０［ｎｍ］から７５０［ｎｍ］の波長の領域である。ここで言う青色の波長とは、人が青色と視認する波長の領域であり、例えば、４５０［ｎｍ］から４９５［ｎｍ］の波長の領域である。緑色の波長とは、人が緑色と視認する波長の領域であり、例えば、４９５［ｎｍ］から５７０［ｎｍ］の波長の領域である。
　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

 

Claims (6)

  1. 　移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　情報を表す光源光を投射する照明光学系（２２）と、
    　前記照明光学系により投射された前記光源光が投影面に投影される結像光学系（１０）と、
    　前記照明光学系から前記結像光学系までの前記光源光の経路上に、前記照明光学系からの光源光の偏光軸が入射面に対して０度より大きく９０度よりも小さく、または、９０度より大きく１８０度よりも小さくなるように配置され、かつ、赤外線領域の電磁波を透過し可視光領域の電磁波を反射する誘電体多層膜を有した反射光学系（３４）であって、前記照明光学系からの光源光における少なくとも一部の波長を含む対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成された反射光学系（３４）と、
    　を備えた、ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記反射光学系は、
    　前記照明光学系から入射した光源光のスペクトルにおいて光の強度が最も強い単波長を前記対象波長として、その対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成されている、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記反射光学系は、
    　前記照明光学系から入射した光源光のスペクトルにおいて、赤色、青色、及び緑色それぞれの波長領域を前記対象波長として、その対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成されている、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装置。
  4. 　前記反射光学系は、
    　前記照明光学系から入射した光源光のスペクトルに等色関数を掛け合わせた評価スペクトルにおいて、スペクトル強度の総和である強度総和に対するスペクトル強度の割合が、予め規定された規定値以上となる波長領域を前記対象波長として、その対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成されている、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記照明光学系から前記結像光学系までの前記光源光の経路上に配置され、直交する偏光成分に位相差を与える少なくとも１つの波長板（２４）を備え、
    　前記波長板は、
    　前記照明光学系からの光源光の偏光軸が、前記反射光学系の入射面に対して、０度より大きく９０度よりも小さく、または、９０度より大きく１８０度よりも小さくなるように配置される、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　直線偏光された光源光を投射する照明光学系（３４）と、前記照明光学系により投射された前記光源光が投影面に投影される結像光学系（１０）とを備え、移動体に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置（１）に用いられる反射光学系（３４）であって、
    　前記照明光学系から前記結像光学系までの前記光源光の経路上に、前記照明光学系からの光源光の偏光軸が入射面に対して０度より大きく９０度よりも小さく、または、９０度より大きく１８０度よりも小さくなるように配置され、かつ、赤外線領域の電磁波を透過し可視光領域の電磁波を反射する誘電体多層膜を有した反射光学系であって、前記照明光学系からの光源光における少なくとも一部の波長を含む対象波長の位相差が、－π／２［ｒａｄ］より大きくπ／２［ｒａｄ］より小さい範囲となるように構成された、反射光学系。

     
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