本発明は、ターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に干渉現象を減少させることができるターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置に関する。干渉現象による輝度ムラを低減し、かつ余計な構造がないため、コストが低く、画像の輝度を最大化することができる。 The present invention relates to a target reflective diffusion sheet head-up display device, and more particularly to a target reflective diffusion sheet head-up display device capable of reducing an interference phenomenon. Since the brightness unevenness due to the interference phenomenon is reduced and there is no extra structure, the cost is low and the brightness of the image can be maximized.
現在の自動車で使用されているヘッドアップディスプレイ技術は光学システムであり、一般に２つの主要な装置、すなわちプロジェクターとスタック反射鏡で構成されている。プロジェクターは、信号源、投影反射鏡、その他の光学素子で構成されている。プロジェクターの信号源は、ＬＣＤ液晶ディスプレイまたはプロジェクターと表示画面とからなる。光は信号源から放射され、それからプロジェクターを通してガラス上のコンバイナ(combiner)または特別な透明スクリーン上に投影され、そしてコンバイナは目の前の実際の場面と重なるテキストまたは画像を表示する。 The head-up display technology used in today's automobiles is an optical system, which generally consists of two main devices: a projector and a stack reflector. A projector is composed of a signal source, a projection reflector, and other optical elements. The signal source of the projector consists of an LCD liquid crystal display or a projector and a display screen. Light is emitted from a signal source and then projected through a projector onto a combiner on glass or a special transparent screen, which displays text or images that overlap the actual scene in front of you.
図１に示すように、プロジェクターＰｏ（ＤＬＰを含む）はすべて、イメージのスクリーンまたは拡散シートを使用する必要がある。リアプロジェクションプロジェクターＰｏは、半透明の透過拡散シートを用いて拡散シートの背面に配置される。プロジェクターＰｏの原理は、投影面の各点に異なるカラーフレアを投影するために走査方法を使用することである。これらのフレアを通して画像を形成する。反射鏡Ａの鏡面に投影した場合、入射角は反射角と等しいので、プロジェクターＰｏから反射鏡Ａに投影される反射面Ａ１は鏡面となり、反射像は特定の観察者の目Ｅ０に少しの光しか反射しない。したがって、見る人はどの角度でも1つの点光源しか見ることができず、完全な画像を見ることはできない。そのため、プロジェクターＰｏを使用した場合、鏡面の反射面に投影することができず、艶消し反射面Ｂ１（図２に示すように）に投影する必要があり、反射光を分散させるために反射光を各反射角度に散乱させることができる。艶消し反射面Ｂ１を有するこの鏡は拡散シートＢと呼ばれる。反射面Ｂ１に当たった光の一部は吸収され、残りの光は反射され、その反射光が各角度に拡散されると、各角度によって眼Ｅｏは全体像を見ることができる。しかしながら、単一の角度で得ることができる光量は非常に少なくなるので、プロジェクターＰｏは通常比較的暗い環境で再生する。より良い投影スクリーンは、反射を増し、光の吸収を減らし、そして反射される光の強度を増すために粉末を含む。しかし費用はかなり増えて、効果は限られて、吸収の割合を減らすためだけである。散乱角によって引き起こされる損失は取り返しのつかないものである。 As shown in FIG. 1, all projector Pos (including DLP) need to use an image screen or diffuse sheet. The rear projection projector Po is arranged on the back surface of the diffusion sheet using a translucent transmission diffusion sheet. The principle of Projector Po is to use a scanning method to project different color flares at each point on the projection surface. Images are formed through these flares. When projected onto the mirror surface of the reflector A, the angle of incidence is equal to the angle of reflection, so the reflection surface A1 projected from the projector Po onto the reflector A becomes a mirror surface, and the reflected image is a small amount of light to the eyes E0 of a specific observer. Only reflects. Therefore, the viewer can see only one point light source at any angle and cannot see the complete image. Therefore, when the projector Po is used, it cannot be projected on the reflective surface of the mirror surface, and it is necessary to project it on the matte reflective surface B1 (as shown in FIG. 2), and the reflected light is dispersed in order to disperse the reflected light. Can be scattered at each reflection angle. This mirror having the matte reflective surface B1 is called a diffusion sheet B. When a part of the light hitting the reflecting surface B1 is absorbed, the remaining light is reflected, and the reflected light is diffused at each angle, the eye Eo can see the whole image at each angle. However, since the amount of light that can be obtained at a single angle is very small, the projector Po is usually reproduced in a relatively dark environment. Better projection screens contain powder to increase reflections, reduce light absorption, and increase the intensity of reflected light. However, the cost is significantly increased, the effect is limited, and only to reduce the rate of absorption. The loss caused by the scattering angle is irreparable.
レーザーはビームの連続的な同期のために理論的には建設的に干渉しているが、レーザープロジェクターを拡散シートに投影して画像化する必要がある。一般に、拡散シートは画像画素を広げるために粗面法を採用するが、粗さはまた反射レーザー光ストロークに不規則な位相差を生じさせ、それによっていくつかの点で建設的干渉を生じさせる。いくつかの点で、破壊的に干渉される明、暗フレアがあるが、このようなフレアはレーザープロジェクターの画質に直接影響し、削除するのは簡単ではない。 Although the laser is theoretically constructively interfering due to the continuous synchronization of the beams, it is necessary to project the laser projector onto a diffusion sheet for imaging. Diffuse sheets generally employ a rough surface method to widen the image pixels, but the roughness also causes irregular phase differences in the reflected laser light stroke, which in some ways causes constructive interference. .. In some respects, there are light and dark flares that are destructively interfered with, but such flares directly affect the image quality of the laser projector and are not easy to remove.
レーザーフレアを減らすには多くの方法がある。一般的な方法は、光源上に不規則な線を有する透明なディスクを設けることであり、これはモーターによって回転されてレーザー光源の一貫性を破壊する。レーザー光のコンシステンシーは連続的であるため、不規則性のコンシステンシーは動的である必要があり、そのためモーターは透明ディスクを回転させる必要があり、この構造はかさばって高価であり、また光源の強度を低下させる。 There are many ways to reduce laser flare. A common method is to provide a transparent disk with irregular lines on the light source, which is rotated by a motor and breaks the consistency of the laser light source. Since the consistency of the laser light is continuous, the consistency of the irregularity needs to be dynamic, so the motor needs to rotate the transparent disk, this structure is bulky and expensive, and the light source Decreases the strength of.
上記の問題を解決するために、業界は継続的に様々な解決策を提案してきた。関連する特許は、ＴＷＩ６２２５０５、ＴＷＩ３６７４０５、ＴＷＩ４４９９５０、Ｍ４５５１８２、ＴＷＩ５０６２９９、ＴＷＩ４８５４３２、ＴＷＩ５７９５９１、ＴＷＩ５７８０８５などにおいて参考されうる。 To solve the above problems, the industry has continuously proposed various solutions. Related patents can be referenced in TWI622505, TWI376405, TWI449950, M455182, TWI506299, TWI485432, TWI579591, TWI578805 and the like.
前述の参考文献の場合、それらのほとんどは現在のヘッドアップディスプレイ装置の技術を改善することができたが、克服されるべきいくつかの欠点がまだある。例えば、干渉による輝度ムラの問題、大型構造によるコストアップの問題、画像の輝度を最大化できないなどを効果的に解決することはできない、技術的なネックとなっている。 In the case of the references mentioned above, most of them could improve the technology of current heads-up display devices, but there are still some drawbacks to be overcome. For example, it is a technical bottleneck that the problem of uneven brightness due to interference, the problem of cost increase due to a large structure, and the inability to maximize the brightness of an image cannot be effectively solved.
この点に鑑み、本発明者は、鋭意研究の結果、本発明の目的とするターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置を完成した。すなわち、本発明の目的は、干渉現象を減少させることができるターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。楕円曲面の特性を利用することにより、画像光源を拡散シート上の任意の点でユーザーのアイボックスの同じ光路に反射させることができる。拡散後の光は依然として連続的な同期を維持し、一貫した建設的干渉を維持し、画像輝度の均一性を維持し、フレアを有さず、それにより干渉によって引き起こされる輝度ムラの問題を軽減し、余計な構造を有さず、画像の明るさを最大化にする効果を達することができる。 In view of this point, the present inventor has completed the target reflective diffusion sheet head-up display device, which is the object of the present invention, as a result of diligent research. That is, an object of the present invention is to provide a target reflective diffusion sheet head-up display device capable of reducing an interference phenomenon. By utilizing the characteristics of the elliptic surface, the image light source can be reflected in the same optical path of the user's eyebox at any point on the diffusion sheet. The diffused light still maintains continuous synchronization, maintains consistent constructive interference, maintains image brightness uniformity, has no flare, and thus reduces the problem of brightness unevenness caused by interference. However, the effect of maximizing the brightness of the image can be achieved without having an extra structure.
本発明の上記目的を達成するために、本発明のターゲット反射型拡散ヘッドアップディスプレイ装置は以下を備える。 In order to achieve the above object of the present invention, the target reflective diffusion head-up display device of the present invention includes the following.
画像光源を投影する投影モジュールを有する。 It has a projection module that projects an image light source.
ターゲット反射型拡散シートであり、該ターゲット反射型拡散シートには平面が設けられ、該平面にはマイクロミラーのアレイが設けられ、画像光源はターゲット反射型拡散シートに向けられ、マイクロミラーは異なる反射角を有する。 A target reflective diffusing sheet, the target reflective diffusing sheet is provided with a flat surface, the flat surface is provided with an array of micromirrors, the image light source is directed at the target reflective diffusing sheet, and the micromirrors have different reflections. Has horns.
マイクロミラーは、投影された画像光源をデザインされた拡散領域に反射することができ、マイクロミラーの設計された拡散領域の交差範囲はアイボックスであるため、人間の目がアイボックス内にある限り、投影画像を見ることができることはその特徴である。 The micromirror can reflect the projected image light source into the designed diffuse area, and the intersection of the designed diffuse areas of the micromirror is the eyebox, so as long as the human eye is inside the eyebox. It is a feature that the projected image can be seen.
本発明のターゲット反射型拡散ヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡と凹面鏡とをさらに含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源を凹面鏡に反射する。凹面鏡は、画像光源をユーザーのアイボックスの位置に反射する。 The target reflective diffuse head-up display device of the present invention further includes a reflector and a concave mirror, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the concave mirror. The concave mirror reflects the image light source to the position of the user's eyebox.
ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源を凹面鏡に反射し、凹面鏡は画像光源をフロントガラスに反射し、フロントガラスは画像光源をユーザーのアイボックスの位置に反射する。 The target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, the reflector reflects the image light source to the concave mirror, the concave mirror reflects the image light source to the windshield, and the windshield reflects the image light source to the position of the user's eyebox. reflect.
上述のターゲット反射型拡散シート上のマイクロミラーアレイは、投影画像を反射するために領域の全部または一部のマイクロミラーを使用するので、所望の投影画像を達成することができる。 The micromirror array on the target reflective diffuse sheet described above uses micromirrors in all or part of the area to reflect the projected image, thus achieving the desired projected image.
上記の拡散領域の異なる位置でマイクロミラーによって設計された拡散領域は、同じ拡散領域でも異なる拡散領域でもよい。 The diffusion regions designed by the micromirrors at different positions in the above diffusion regions may be the same diffusion region or different diffusion regions.
上記の投影モジュールはレーザー光投影装置であり、レーザービームはマイクロミラーよりも小さいスポット径を有する。 The projection module described above is a laser light projection device, and the laser beam has a spot diameter smaller than that of a micromirror.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置はさらに反射鏡を含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源をユーザーのアイボックス位置に反射する。 The target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention further includes a reflector, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the user's eyebox position.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡とフロントガラスとをさらに含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源をフロントガラスに反射する。フロントガラスは、ユーザーのアイボックスの位置に画像光源を反射する。 The target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention further includes a reflector and a front glass, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the windshield. .. The windshield reflects the image light source at the position of the user's eyebox.
上記の反射鏡は、画像を反射して拡大する凹面鏡である。 The above reflector is a concave mirror that reflects and magnifies an image.
上記のフロントガラスは、半透明の半反射効果を有する反射膜を備えている。 The windshield is provided with a translucent reflective film having a semi-reflective effect.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は以下を含む。 The target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention includes the following.
画像光源を投影する投影モジュールを有する。 It has a projection module that projects an image light source.
ターゲット反射型拡散シートを有し、ターゲット反射型拡散シートには曲面が設けられ、曲面にはマイクロミラーのアレイが設けられ、画像光源はターゲット反射型拡散シートに向けられる。 It has a target reflective diffusing sheet, the target reflective diffusing sheet is provided with a curved surface, the curved surface is provided with an array of micromirrors, and the image light source is directed to the target reflective diffusing sheet.
マイクロミラーは、投影された画像光源をデザインされた拡散領域に反射することができ、マイクロミラーのデザインされた拡散領域の交差範囲は、人間の目がアイボックスにある限り、投影画像はアイボックス内に見ることができる。 The micromirror can reflect the projected image light source into the designed diffuse area, and the intersection of the designed diffuse areas of the micromirror is as long as the human eye is in the eyebox. Can be seen inside.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡と凹面鏡とをさらに含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源を凹面鏡に反射し、凹面鏡は、画像光源をユーザーのアイボックスの位置に反射する。 The target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention further includes a reflector and a concave mirror, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the concave mirror, and the concave mirror. Reflects the image light source to the position of the user's eyebox.
本発明のターゲット反射型拡散ヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡と、凹面鏡と、フロントガラスとをさらに備える。ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源を凹面鏡に反射し、凹面鏡は画像光源をフロントガラスに反射し、フロントガラスは画像光源をユーザーのアイボックスの位置に反射する。 The target reflective diffusion head-up display device of the present invention further includes a reflecting mirror, a concave mirror, and a windshield. The target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, the reflector reflects the image light source to the concave mirror, the concave mirror reflects the image light source to the windshield, and the windshield reflects the image light source to the position of the user's eyebox. reflect.
上述のターゲット反射型拡散シート上のマイクロミラーアレイは、投影画像を反射するために領域の全部または一部のマイクロミラーを使用するので、所望の投影画像を達成することができる。拡散領域の異なる位置にあるマイクロミラーは、同じ拡散領域でも異なる拡散領域でもよい拡散領域として設計することができる。 The micromirror array on the target reflective diffuse sheet described above uses micromirrors in all or part of the area to reflect the projected image, thus achieving the desired projected image. Micromirrors at different positions in the diffusion region can be designed as a diffusion region which may be the same diffusion region or different diffusion regions.
上記の投影モジュールはレーザー光投影装置であり、レーザービームはマイクロミラーよりも小さいスポット径を有する。 The projection module described above is a laser light projection device, and the laser beam has a spot diameter smaller than that of a micromirror.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は反射鏡をさらに含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源をユーザーのアイボックスの位置に反射する。 The target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention further includes a reflector, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the position of the user's eyebox.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡とフロントガラスとをさらに含み、ターゲット反射型拡散シートは画像光源を反射鏡に反射し、反射鏡は画像光源をフロントガラスに反射し、フロントガラスは、ユーザーのアイボックスの位置に画像光源を反射する。 The target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention further includes a reflector and a front glass, the target reflective diffuse sheet reflects the image light source to the reflector, and the reflector reflects the image light source to the windshield. The windshield reflects the image light source to the position of the user's eyebox.
上記の反射鏡は、画像を反射して拡大する凹面鏡である。 The above reflector is a concave mirror that reflects and magnifies an image.
上記のフロントガラスは、半透明の半反射効果を有する反射フィルムを備えている。 The windshield is provided with a reflective film that is translucent and has a semi-reflective effect.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置において、ターゲット反射型拡散シートの曲面は楕円曲面であり、投影モジュールは楕円曲面のうちの１つの第１焦点に配置される。画像光源はターゲット反射型拡散シートの楕円曲面に向けられ、画像光源は楕円曲面上に位置する別の第２焦点に反射され集中される。第２焦点はユーザーのアイボックスの位置である。 In the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention, the curved surface of the target reflective diffusion sheet is an elliptic curved surface, and the projection module is arranged at the first focal point of one of the elliptic curved surfaces. The image light source is directed at the elliptic surface of the target reflective diffusion sheet, and the image light source is reflected and concentrated at another second focal point located on the elliptic surface. The second focus is the position of the user's eyebox.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置において、ターゲット反射型拡散シートは、可撓性平面フレキシブル基板上に同じ方向に充填されたマイクロミラーのアレイを形成し、その後、可撓性平面フレキシブル基板は該曲面に貼り合わせられ、ターゲット反射型拡散シート上のマイクロミラーは所望の方向に投影され得る。 In the target reflective diffuse sheet head-up display device of the present invention, the target reflective diffuse sheet forms an array of micromirrors packed in the same direction on a flexible planar flexible substrate, and then the flexible planar flexible substrate. The substrate is attached to the curved surface, and the micromirror on the target reflective diffusion sheet can be projected in a desired direction.
本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は、干渉現象に起因する輝度ムラの問題を解決することができ、余計な構造を持たないので、コストが低く、画像輝度を最大化にすることができる。本発明は従来技術の欠如を効果的に解決することができる。 The target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention can solve the problem of luminance unevenness caused by the interference phenomenon and does not have an extra structure, so that the cost is low and the image luminance is maximized. Can be done. The present invention can effectively solve the lack of prior art.
図３から図１１までに示すように、本発明のターゲット反射型拡散反射型ヘッドアップディスプレイ装置の第１実施形態（図９参照）は、次の通りである。 As shown in FIGS. 3 to 11, the first embodiment (see FIG. 9) of the target reflection type diffuse reflection type head-up display device of the present invention is as follows.
投影モジュール１は画像光源Ｌを投影し、投影モジュール１はレーザー光投影装置である。 The projection module 1 projects the image light source L, and the projection module 1 is a laser light projection device.
ターゲット反射型拡散シート２は、その上にマイクロミラー２１のアレイが配置される平面を備え、画像光源Ｌは、ターゲット反射型拡散シート２に向けられ、ここで、マイクロミラー２１は異なる反射角２１１の構成を有する。 The target reflective diffusion sheet 2 comprises a plane on which an array of micromirrors 21 is arranged, the image light source L is directed at the target reflective diffuse sheet 2, where the micromirrors 21 have different reflection angles 211. It has the structure of.
第３図に示すように、ターゲット反射型拡散シート２は、複数のマイクロミラー２１が配列された正方形アレイまたは六角形のハニカムアレイである。 As shown in FIG. 3, the target reflective diffusion sheet 2 is a square array or a hexagonal honeycomb array in which a plurality of micromirrors 21 are arranged.
図４に示すように、各マイクロミラー２１の大きさは、本実施形態では、２５μｍから０．２５ｍｍまでとすることができるが、これに限定されない。 As shown in FIG. 4, the size of each micromirror 21 can be from 25 μm to 0.25 mm in the present embodiment, but is not limited thereto.
上記のマイクロミラー２１は、凹面鏡、凸面鏡、平面鏡のいずれでもよい。図５に示すように、マイクロミラー２１を凹面鏡の拡大図として例示すると、マイクロミラー２１の各ミラーの反射角２１１は、設計に応じて任意の方向に向けることができ、それによってターゲット反射型拡散シート２の指向性は非常に高い自由度を有する。 The micromirror 21 may be a concave mirror, a convex mirror, or a plane mirror. As shown in FIG. 5, when the micromirror 21 is illustrated as an enlarged view of a concave mirror, the reflection angle 211 of each mirror of the micromirror 21 can be directed in any direction according to the design, whereby the target reflection type diffusion The directivity of the sheet 2 has a very high degree of freedom.
図６に示すように、ターゲット反射型拡散シート２上のマイクロミラー２１のアレイは、投影画像を反射するために領域の全部または一部のマイクロミラー２１を使用し、すなわち所望の投影画像を達成することができる。 As shown in FIG. 6, the array of micromirrors 21 on the target reflective diffuse sheet 2 uses all or part of the micromirrors 21 in the area to reflect the projected image, i.e. achieving the desired projected image. can do.
図７に示すように、ターゲット反射型拡散シート２上のマイクロミラー２１は、凹面鏡２１２、凸面鏡２１３または平面鏡２１４であってもよい。そして、機能の要求に応じてマイクロミラー２１の配置角度および曲面を設計することができ、それによって拡散の角度および範囲、すなわち画像光源Ｌの光がマイクロミラー２１に投影されるとき、それは特定の角度と範囲に広がる。 As shown in FIG. 7, the micromirror 21 on the target reflective diffusion sheet 2 may be a concave mirror 212, a convex mirror 213, or a plane mirror 214. Then, the arrangement angle and curved surface of the micromirror 21 can be designed according to the requirements of the function, whereby when the angle and range of diffusion, that is, the light of the image light source L is projected onto the micromirror 21, it is specific. Spreads over angles and ranges.
本発明の投影モジュール１がレーザー光投影装置である場合、レーザー光のスポット径がマイクロミラー２１より小さければ、同一のレーザー光が複数のマイクロミラー２１に当たることはない。フレア問題を解決するために干渉を避けることができる。 When the projection module 1 of the present invention is a laser light projection device, the same laser light does not hit a plurality of micromirrors 21 if the spot diameter of the laser light is smaller than that of the micromirror 21. Interference can be avoided to solve the flare problem.
図８に示すように、本発明は、それぞれが異なる角度または曲面を有する複数のマイクロミラー２１を使用することによって、ターゲット反射型拡散シート２にさらに分散させることができる。 As shown in FIG. 8, the present invention can be further dispersed in the target reflective diffusion sheet 2 by using a plurality of micromirrors 21 each having a different angle or curved surface.
本発明は、マイクロミラー２１が投影画像光源Ｌを設計された拡散領域まで反射拡散することを特徴としており、異なる位置のマイクロミラー２１の拡散領域は同じ拡散領域でも異なる拡散領域でもよい。マイクロミラー２１の設計された拡散領域の交差範囲はアイボックスであり、人間の目がアイボックスＥ（Ｅｙｅ Ｂｏｘ）の範囲内にある限り、投影画像を見ることができる。 The present invention is characterized in that the micromirror 21 reflects and diffuses the projected image light source L to the designed diffusion region, and the diffusion regions of the micromirrors 21 at different positions may be the same diffusion region or different diffusion regions. The intersection range of the designed diffusion region of the micromirror 21 is the eye box, and the projected image can be seen as long as the human eye is within the range of the eye box E (Eye Box).
図９に示すように、マイクロミラー２１は凹面鏡であり、マイクロミラー２１はターゲット反射型拡散シート２上に分布しており、各マイクロミラー２１は互いに異なる角度を有しており、投影画像光源Ｌを同じ範囲に反射して拡散させると、重なる範囲はアイボックスＥである。 As shown in FIG. 9, the micromirror 21 is a concave mirror, the micromirrors 21 are distributed on the target reflective diffusion sheet 2, each micromirror 21 has a different angle from each other, and the projected image light source L. Is reflected and diffused in the same range, the overlapping range is the eyebox E.
図１０に示すように、マイクロミラー２１は凸面鏡であり、投影画像光源Ｌは同一範囲に反射して拡散され、重なる範囲はアイボックスＥである。 As shown in FIG. 10, the micromirror 21 is a convex mirror, the projected image light source L is reflected and diffused in the same range, and the overlapping range is the eyebox E.
図１１に示すように、マイクロミラー２１は平面ミラーであり、マイクロミラー２１の拡散効果が乏しいため、ターゲット反射型拡散シート２で反射された光が集中し、アイボックスＥの範囲も小さくなる。 As shown in FIG. 11, since the micromirror 21 is a flat mirror and the diffusion effect of the micromirror 21 is poor, the light reflected by the target reflection type diffusion sheet 2 is concentrated and the range of the eyebox E is also reduced.
図１２から図１６までに示すように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第２実施形態（図１２参照）は、以下を含む。 As shown in FIGS. 12 to 16, the second embodiment (see FIG. 12) of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention includes the following.
投影モジュール１は画像光源Ｌを投射し、投影モジュール１はレーザー光投影装置である。 The projection module 1 projects the image light source L, and the projection module 1 is a laser light projection device.
ターゲット反射型拡散シート２には曲面が設けられ、曲面にはマイクロミラー２１のアレイが設けられ、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is provided with a curved surface, the curved surface is provided with an array of micromirrors 21, and the image light source L is directed toward the target reflective diffusion sheet 2.
マイクロミラー２１は、投影された画像光源Ｌをデザインされた拡散領域に反射し拡散させるように構成されており、異なる位置のマイクロミラー２１のデザインされた拡散領域は、同じ拡散領域でも異なる拡散領域でもよいことが特徴である。マイクロミラー２１の設計された拡散領域が交差する範囲はアイボックスであり、人間の目がアイボックスＥの範囲内にある限り、投影画像を見ることができる。 The micromirror 21 is configured to reflect and diffuse the projected image light source L to the designed diffusion region, and the designed diffusion regions of the micromirrors 21 at different positions are different diffusion regions even in the same diffusion region. However, it is a feature that it may be used. The area where the designed diffusion regions of the micromirror 21 intersect is the eyebox, and as long as the human eye is within the area of the eyebox E, the projected image can be seen.
本発明のターゲット反射型拡散シート２は、最初に可撓性平面フレキシブル基板上に同じ方向に充填されたマイクロミラー２１のアレイを形成し、次いで可撓性平面フレキシブル基板を曲面に貼り合わせることができる。ターゲット反射型拡散シート２上のマイクロミラー２１を所望の方向に投影することができる。 The target reflective diffusion sheet 2 of the present invention can first form an array of micromirrors 21 filled in the same direction on a flexible flat flexible substrate, and then attach the flexible flat flexible substrate to a curved surface. it can. The micromirror 21 on the target reflective diffusion sheet 2 can be projected in a desired direction.
図１２に示すように、マイクロミラー２１は凹面鏡であり、マイクロミラー２１はターゲット反射型拡散シート２上に配置され、マイクロミラー２１はそれぞれの角度が異なる。画像光源Ｌは反射されて同一の範囲に拡散されており、その重なる範囲がアイボックスＥである。 As shown in FIG. 12, the micromirror 21 is a concave mirror, the micromirror 21 is arranged on the target reflective diffusion sheet 2, and the micromirrors 21 have different angles. The image light source L is reflected and diffused in the same range, and the overlapping range is the eye box E.
図１３に示すように、マイクロミラー２１は凸面鏡であり、投影された画像光源は同一の範囲に反射され拡散することができ、重なる範囲はアイボックスＥである。 As shown in FIG. 13, the micromirror 21 is a convex mirror, the projected image light source can be reflected and diffused in the same range, and the overlapping range is the eyebox E.
図１４に示すように、マイクロミラー２１は平面ミラーであり、マイクロミラー２１の拡散効果が乏しいため、ターゲット反射型拡散シート２で反射された光が集中し、アイボックスＥの範囲も小さくなる。 As shown in FIG. 14, since the micromirror 21 is a flat mirror and the diffusion effect of the micromirror 21 is poor, the light reflected by the target reflection type diffusion sheet 2 is concentrated and the range of the eyebox E is also reduced.
図１５に示すように、上述のターゲット反射型拡散シート２は、湾曲したマイクロミラー２１のアレイである。 As shown in FIG. 15, the target reflective diffusion sheet 2 described above is an array of curved micromirrors 21.
ターゲット反射型拡散シート２の曲面は楕円曲面である。楕円は平面から２つの定点の距離の和が一定となる点の軌跡であり、２つの定点は第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２である。２つの焦点を通り楕円で終わる線分は長軸と呼ばれ、中心を通る線（２つの焦点連結線の中点）は長軸に垂直で、楕円で終わる線分は短軸と呼ばれる。２ａは楕円の長軸、２ｂは楕円の短軸であり、楕円の焦点距離がｃである場合、ａ２＝ｂ２＋ｃ２である。 The curved surface of the target reflective diffusion sheet 2 is an elliptic curved surface. The ellipse is the locus of points where the sum of the distances of the two fixed points from the plane is constant, and the two fixed points are the first focal point F1 and the second focal point F2. A line segment that passes through two focal points and ends with an ellipse is called the major axis, a line that passes through the center (the midpoint of the two focal points connecting lines) is perpendicular to the major axis, and a line segment that ends with an ellipse is called the minor axis. 2a is the major axis of the ellipse, 2b is the minor axis of the ellipse, and when the focal length of the ellipse is c, a2 = b2 + c2.
楕円軌跡方程式は (X2÷a2)+(Y2÷b2)=1 である。(２は２乗を意味している。) The elliptical locus equation is (X2 ÷ a2) + (Y2 ÷ b2) = 1. (2 means square.)
図１６に示すように、上記楕円軌跡方程式によれば、楕円曲面の焦点の１つ（例えば第１焦点Ｆ１）が任意の方向に光を放射する場合、それは楕円曲面に当たる後で反射し、反射光は別の焦点（例えば第２焦点Ｆ１）を通過し、その逆もまた同様である。 As shown in FIG. 16, according to the elliptical locus equation, when one of the focal points of an elliptical curved surface (for example, the first focal point F1) emits light in an arbitrary direction, it is reflected after hitting the elliptical curved surface and reflected. Light passes through another focal point (eg, second focal point F1) and vice versa.
本発明は、投影モジュール１をターゲット反射型拡散シート２の楕円曲面の第１焦点Ｆ１位置に配置することを特徴とする。画像光源Ｌは、ターゲット反射型拡散板２の楕円曲面に向けられ、画像光源Ｌは、ターゲット反射型拡散板２の楕円曲面の別の第２焦点Ｆ２に反射され集束される。該第２焦点Ｆ２は、ユーザーから見たアイボックスＥの位置である。 The present invention is characterized in that the projection module 1 is arranged at the first focal point F1 position of the elliptic curved surface of the target reflective diffusion sheet 2. The image light source L is directed to the elliptic curved surface of the target reflective diffuser plate 2, and the image light source L is reflected and focused on another second focal point F2 of the elliptic curved surface of the target reflective diffuser plate 2. The second focal point F2 is the position of the eye box E as seen by the user.
楕円面の特性により、画像光源は、ターゲット反射型拡散シート２上の任意の点でユーザーから見たアイボックスＥに反射され、同じ光路が使用される。拡散光は連続的に同期されたままで、一貫した建設的干渉を維持し、フレアなしで画像の明るさの均一性を維持している。これにより、干渉による輝度ムラを低減でき、余計な構造がないため、コストが安く、画像の明るさを最大にすることができる。 Due to the characteristics of the ellipsoid, the image light source is reflected by the eyebox E as seen by the user at any point on the target reflective diffusion sheet 2, and the same optical path is used. The diffused light remains continuously synchronized, maintaining consistent constructive interference and maintaining image brightness uniformity without flare. As a result, the uneven brightness due to interference can be reduced, and since there is no extra structure, the cost is low and the brightness of the image can be maximized.
図１７に示すように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第３実施形態は、以下を含む。 As shown in FIG. 17, a third embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention includes the following.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は楕円形の曲面を備え、その上にマイクロミラー２１のアレイが配置されている。画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられ、ターゲット反射型拡散シート２は画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置に反射する。 The target reflective diffusion sheet 2 has an elliptical curved surface on which an array of micromirrors 21 is arranged. The image light source L is directed to the target reflection type diffusion sheet 2, and the target reflection type diffusion sheet 2 reflects the image light source L to the position of the user's eye box E.
本発明は、画像光源Ｌをターゲット反射型拡散シート２の楕円曲面に投影した後、ターゲット反射型拡散シート２の楕円曲面他の焦点位置にユーザーのアイボックスＥの位置に集中させることを特徴とする。 The present invention is characterized in that after the image light source L is projected onto the elliptic curved surface of the target reflective diffusion sheet 2, the image light source L is concentrated at the position of the user's eyebox E at another focal position of the elliptic curved surface of the target reflective diffusion sheet 2. To do.
図１８に示すように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第４実施形態は、以下を含む。 As shown in FIG. 18, a fourth embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention includes the following.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は平面または曲面のマイクロミラー２１アレイであり、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is a flat or curved micromirror 21 array, and the image light source L is directed toward the target reflective diffuse sheet 2.
反射鏡３は凹面鏡、凸面鏡または平面鏡であってもよく、ターゲット反射型拡散シート２は画像光源Ｌを反射鏡３に反射し、反射鏡３は画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥ位置に反射する。 The reflecting mirror 3 may be a concave mirror, a convex mirror or a plane mirror, the target reflective diffusion sheet 2 reflects the image light source L to the reflecting mirror 3, and the reflecting mirror 3 reflects the image light source L to the user's eyebox E position. ..
図１９に示すように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第５実施形態は、以下を含む。 As shown in FIG. 19, the fifth embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention includes the following.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２には、マイクロミラー２１のアレイが配置される平面または曲面が設けられ、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is provided with a flat surface or a curved surface on which an array of micromirrors 21 is arranged, and the image light source L is directed to the target reflective diffusion sheet 2.
反射鏡３を具え、反射鏡３は、凹面鏡、凸面鏡または平面鏡であってもよく、ターゲット反射型拡散シート２は画像光源Ｌを反射鏡３に反射する。 The reflecting mirror 3 is provided, and the reflecting mirror 3 may be a concave mirror, a convex mirror, or a plane mirror, and the target reflective diffusion sheet 2 reflects the image light source L on the reflecting mirror 3.
フロントガラス４は反射鏡３によって画像光源をフロントガラス４に向けて反射し、フロントガラス４は画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置に向けて反射する。 The windshield 4 reflects the image light source toward the windshield 4 by the reflector 3, and the windshield 4 reflects the image light source L toward the position of the user's eye box E.
上述したフロントガラス４には、半透明半反射効果を有する反射膜４１が設けられており、これにより画像光源Ｌの反射率が向上している。 The windshield 4 described above is provided with a reflective film 41 having a translucent semi-reflective effect, whereby the reflectance of the image light source L is improved.
図２０に示すように、凹面鏡は虚像を拡大し、凹面鏡３１の焦点はＦである。被写体６１が焦点Ｆと凹面鏡３１との間に配置されている場合、被写体６１は凹面鏡３１の後方に結像され、これは拡大された直立の虚像６２であり、その倍率は被写体距離ｐに対する像距離ｑの比から導出できる（拡大倍率は、被写体の高さＨｏと結像の高さＨｉとの比からも導出することができる。）。被写体６１が焦点Ｆに近い場合は倍率が大きくなり、被写体６１が焦点Ｆにある場合は結像は無限遠となる。 As shown in FIG. 20, the concave mirror magnifies the virtual image, and the focal point of the concave mirror 31 is F. When the subject 61 is arranged between the focal point F and the concave mirror 31, the subject 61 is imaged behind the concave mirror 31, which is a magnified upright virtual image 62, the magnification of which is an image with respect to the subject distance p. It can be derived from the ratio of the distance q (the magnification can also be derived from the ratio of the height Ho of the subject and the height Hi of the image formation). When the subject 61 is close to the focal point F, the magnification becomes large, and when the subject 61 is at the focal point F, the image formation becomes infinity.
図２１に示されるように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第６実施形態は、以下の通りである。 As shown in FIG. 21, a sixth embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention is as follows.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は平面または曲面のマイクロミラー２１アレイであり、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is a flat or curved micromirror 21 array, and the image light source L is directed toward the target reflective diffuse sheet 2.
凹面鏡３１を具え、ターゲット反射型拡散シート２は、画像光源Ｌを凹面鏡３１に向けて反射し、凹面鏡３１は、画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置まで反射して拡大する。 The target reflection type diffusion sheet 2 including the concave mirror 31 reflects the image light source L toward the concave mirror 31, and the concave mirror 31 reflects the image light source L to the position of the user's eye box E and magnifies the image light source L.
図２２に示されるように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第７実施形態は、以下の通りである。 As shown in FIG. 22, the seventh embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention is as follows.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は平面または曲面のマイクロミラー２１アレイであり、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is a flat or curved micromirror 21 array, and the image light source L is directed toward the target reflective diffuse sheet 2.
凹面鏡３１を具え、ターゲット反射型拡散シート２は、画像光源Ｌを凹面鏡３１に向けて反射する。 The target reflective diffusion sheet 2 including the concave mirror 31 reflects the image light source L toward the concave mirror 31.
フロントガラス４は反射鏡３によって画像光源をフロントガラス４に向けて反射し、フロントガラス４は画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置に向けて反射する。 The windshield 4 reflects the image light source toward the windshield 4 by the reflector 3, and the windshield 4 reflects the image light source L toward the position of the user's eye box E.
上述したフロントガラス４には、半透明半反射効果を有する反射膜４１が設けられており、これにより画像光源Ｌの反射率が向上している。 The windshield 4 described above is provided with a reflective film 41 having a translucent semi-reflective effect, whereby the reflectance of the image light source L is improved.
図２３に示されるように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第８実施形態は、以下の通りである。 As shown in FIG. 23, an eighth embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention is as follows.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は平面または曲面のマイクロミラー２１アレイであり、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is a flat or curved micromirror 21 array, and the image light source L is directed toward the target reflective diffuse sheet 2.
反射鏡３を具え、反射鏡３は、凹面鏡、凸面鏡または平面鏡であってもよく、ターゲット反射型拡散シート２は画像光源Ｌを反射鏡３に反射する。 The reflecting mirror 3 is provided, and the reflecting mirror 3 may be a concave mirror, a convex mirror, or a plane mirror, and the target reflective diffusion sheet 2 reflects the image light source L on the reflecting mirror 3.
凹面鏡３１を具え、ターゲット反射型拡散シート２は、画像光源Ｌを凹面鏡３１に向けて反射する。凹面鏡３１は、画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置まで反射して拡大する。 The target reflective diffusion sheet 2 including the concave mirror 31 reflects the image light source L toward the concave mirror 31. The concave mirror 31 reflects the image light source L to the position of the user's eye box E and magnifies it.
図２４に示されるように、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置の第９実施形態は、以下の通りである。 As shown in FIG. 24, a ninth embodiment of the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention is as follows.
投影モジュール１は、画像光源Ｌを投影する。 The projection module 1 projects the image light source L.
ターゲット反射型拡散シート２は平面または曲面のマイクロミラー２１アレイであり、画像光源Ｌはターゲット反射型拡散シート２に向けられる。 The target reflective diffusion sheet 2 is a flat or curved micromirror 21 array, and the image light source L is directed toward the target reflective diffuse sheet 2.
反射鏡３を具え、反射鏡３は、凹面鏡、凸面鏡または平面鏡であってもよく、ターゲット反射型拡散シート２は画像光源Ｌを反射鏡３に反射する。 The reflecting mirror 3 is provided, and the reflecting mirror 3 may be a concave mirror, a convex mirror, or a plane mirror, and the target reflective diffusion sheet 2 reflects the image light source L on the reflecting mirror 3.
凹面鏡３１を具え、ターゲット反射型拡散シート２は、画像光源Ｌを凹面鏡３１に向けて反射する。 The target reflective diffusion sheet 2 including the concave mirror 31 reflects the image light source L toward the concave mirror 31.
フロントガラス４は反射鏡３によって画像光源をフロントガラス４に向けて反射し、フロントガラス４は画像光源ＬをユーザーのアイボックスＥの位置に向けて反射する。 The windshield 4 reflects the image light source toward the windshield 4 by the reflector 3, and the windshield 4 reflects the image light source L toward the position of the user's eye box E.
上述したフロントガラス４には、半透明半反射効果を有する反射膜４１が設けられており、これにより画像光源Ｌの反射率が向上している。 The windshield 4 described above is provided with a reflective film 41 having a translucent semi-reflective effect, whereby the reflectance of the image light source L is improved.
要約すると、本発明のターゲット反射型拡散シートヘッドアップディスプレイ装置は、干渉現象に起因する輝度ムラの問題を解決することができ、余計な構造を持たないので、コストが低く、画像輝度を最大化にすることができる。本発明は従来技術の欠如を効果的に解決することができる。 In summary, the target reflective diffusion sheet head-up display device of the present invention can solve the problem of luminance unevenness caused by the interference phenomenon and has no extra structure, so that the cost is low and the image brightness is maximized. Can be. The present invention can effectively solve the lack of prior art.
本発明の明細書に記載された特定の実施形態は、単に本発明の技術的内容の説明の便宜のためのものであり、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の精神および請求項の範囲から逸脱することなく様々な修正を実施することは依然として本発明の範囲内である。 The specific embodiments described in the specification of the present invention are merely for convenience of explaining the technical contents of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is still within the scope of the invention to implement various modifications without departing from the spirit and claims of the invention.
[従来技術]
Ｐo プロジェクター
Ａ 反射鏡
Ａ１ 反射面
Ｂ 拡散シート
Ｂ１ 反射面
Ｅo 目
[本発明]
１ 投影モジュール
Ｌ 画像光源
２ ターゲット反射型拡散シート
２１ マイクロミラー
２１１ 反射角
２１２ 凹面鏡
２１３ 凸面鏡
２１４ 平面鏡
Ｅ アイボックス
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
３ 反射鏡
３１ 凹面鏡
４ フロントガラス
４１ 反射膜
Ｆ 焦点は
６１ 被写体
６２ 直立の虚像
ｑ イメージ距離
ｐ 物体距離
Ｈo 被写体の高さ
Ｈi イメージングの高さ[Previous technology]
Po Projector A Reflector A1 Reflective surface B Diffusion sheet B1 Reflective surface Eo Eyes
[Invention]
1 Projection module L Image light source 2 Target Reflective diffusion sheet 21 Micromirror 211 Reflection angle 212 Concave mirror 213 Convex mirror 214 Plane mirror E Eyebox F1 First focus F2 Second focus 3 Reflector 31 Concave mirror 4 Front glass 41 Reflective film F Focus is 61 Subject 62 Upright virtual image q Image distance p Object distance Ho Subject height Hi Imaging height
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