(57)【要約】  本発明は、ヘッドアップディスプレイ（１）、特に、車両に使用するものであって、光源（２．１）と投影スクリーン（６）とを含み、光源（２．１）によって放出された光（Ｌ）の方向に、これによって投影スクリーン（６）上に表示される画像（Ｂ）の成形のための中間スクリーン（３）を含むものに関する。本発明によると、中間スクリーン（３）は、一部が反射性に形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドアップディスプレイ（１）、特に、車両に使用するものであって、光源（２．１）と投影スクリーン（６）とを含み、前記光源（２．１）によって放出された光（Ｌ）の方向に、これによって投影スクリーン（６）上に表示される画像（Ｂ）の成形のための中間スクリーン（３）を含み、
前記中間スクリーン（３）は、一部が反射性に形成されたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項２】
前記中間スクリーン（３）は、すべて反射性に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項３】
前記中間スクリーン（３）は、光学フィルタを含むことを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項４】
前記光学フィルタは、光源（２．１）によって生成された光（Ｌ）のみが、前記中間スクリーン（３）から反射可能であるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項５】
前記光学フィルタは、周辺光が吸収可能、または所定の方向に透過可能もしくは反射可能となるように形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項６】
前記中間スクリーン（３）は、一部が反射性に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項７】
前記中間スクリーン（３）は、光学フィルタ（７）を含むことを特徴とする請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項８】
前記光学フィルタ（７）は、前記光源（２．１）によって生成された光（Ｌ）のみが、前記中間スクリーン（３）によって透過可能であるように具現化されることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項９】
前記光学フィルタ（７）は、周辺光が所定の方向に、反射可能、吸収可能または偏向可能であるように具現化されることを特徴とする請求項３または４に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項１０】
前記投影スクリーン（６）は、前記光源（２．１）によって生成された光（Ｌ）のみが前記投影スクリーン（６）から観察者の方向に反射可能であり、周辺光は、吸収可能、または所定の異なる方向に、透過可能もしくは反射可能であるように具現化された光フィルタを含む請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ、特に、車両に使用するものに関し、光源と投影スクリーンとを含み、光源によって放出された光の方向に、これによって投影スクリーン上に表現される画像の成形のための中間スクリーンを含む構成が提供される。
【背景技術】
【０００２】
先行技術では、車載用のいわゆるヘッドアップディスプレイとして一般に特定される表示装置を開示している。ヘッドアップディスプレイは、車両のダッシュボードに配置された器具からの情報の表示を、車両の運転者に対して車両のフロントガラスの領域内に出力される仮想画像に拡張するために使用される。この場合、これらの仮想画像は観察者の目からの特定の距離に出力され、その距離は、情報の表示を見てから車両の外部の周囲に視線が変化するとき、目が再び焦点を合わせることを低減するような方法で選択される。このようなヘッドアップディスプレイを用いた情報の表現は、情報を検知するために必要な観察者の労力を低減し、車両の周囲に適合するグラフィック表現を可能にする。このようなヘッドアップディスプレイは、表示する情報が投影される中間スクリーンを含んでいる。中間スクリーンは透明な形で具現化され、光源によって放出される光の方向に提供される。中間スクリーンを透過した光は、投影スクリーンによって表示される画像として表現される。投影スクリーンは、別のスクリーンとして具現化されるか、またはフロントガラスもしくはその領域によって形成され、この領域はコンバイナとして設計され、一部が透明で、一部が屈折性として具現化される。
【０００３】
国際公報第２００１／００９７０９号は、光源と画像を生成するディスプレイを含み、前記画像は光学系によりユーザの視野内に投影されるヘッドアップディスプレイを開示している。光学系は、コンピュータ生成ホログラムを導入する回折コンバイナを含んでいる。光源及びディスプレイは、電子制御回路によって制御可能である。光源部は、光ビームの方向に連続して配置されるように、非コヒーレント光発生器、コヒーレンスを増加させる装置、および前記装置から来る光を散乱するビーム整形部を含み、ディスプレイの裏側でコヒーレンスを増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術と比較して改善されたヘッドアップディスプレイを特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明によって、請求項１に指定された特徴を有するヘッドアップディスプレイを用いて達成される。
【０００６】
従属請求項は、本発明の有利な実施形態に関連している。
【０００７】
本発明は、光源と投影スクリーンとを含み、光源によって放出された光の方向と、これによって投影スクリーン上に表現される画像の成形とのための中間スクリーンを含む構成が提供される。
【０００８】
本発明によれば、中間スクリーンは、少なくとも一部が反射性の様式で具現化される。
【０００９】
このことによって、特に有利なことに、画像のバックライトが小型化され、バックライトは周辺光に由来する。この小型化は、同様に、特に有利なことに、続いて、周辺光で表現される画像の照明が最小化されるという結果をもたらし、さらに、表現される画像のコントラストが増加するというという結果をもたらす。その結果として、さらに、車両のフロントガラスを通して見える周囲に重畳された画像の表現が、特に現実的に実現可能であることが達成される。
【００１０】
一つの可能な構成によれば、中間スクリーンは、すべて反射性に具現化され、この結果として、周辺光による画像のバックライトは特に簡単に最小化され、画像の高コントラストが実現可能になるようにしている。
【００１１】
一つの発展形態では、中間スクリーンは、光学フィルタを含み、仮想画像上への周辺光の影響をさらに低減することが達成可能であるようにしている。
【００１２】
この低減を特に効率よく達成するために、一つの発展形態によれば、光学フィルタは、光源によって生成された光のみが、中間スクリーンから反射可能であるように具現化される。
【００１３】
一つの発展形態では、仮想画像上へ周辺光の影響を低減する光学フィルタは、周辺光が吸収可能、または所定の方向に透過可能もしくは反射可能であるように具現化される。
【００１４】
一つの可能な更なる構成によれば、中間スクリーンは一部が反射性に具現化され、表現する画像のバックライトを最小にするようにし、バックライトは周辺に光に由来する。
【００１５】
一つの可能な発展形態では、中間スクリーンはこの目的のため光学フィルタを含み、その光学フィルタは、他の構成によれば、光源によって生成された光のみを中間スクリーンによって透過可能であるように具現化され、その光学フィルタは、更なる構成によれば、周辺光が反射可能、または所定の方向に吸収可能もしくは偏向可能であるように具現化される。
【００１６】
一つの構成によれば、投影スクリーンは、また、光学フィルタを含み、光源によって生成された光のみが投影スクリーンから観察者に反射可能であり、周辺光は所定方向に吸収可能または透過可能であるように具現化される。その結果、周辺光の影響は、さらに大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照して以下詳細に説明する。
【図１】この場合の図面において、  図１は、本発明に係るヘッドアップディスプレイの第１の例示的な実施形態であって、中間スクリーンを含み、中間スクリーンは少なくとも一部が反射性に具現化されるものを概略的に示している。
【図２】図２は、光の周波数または波長の関数としてヘッドアップディスプレイの光源によって生成された光に関して、図１に従う中間スクリーンの反射態様を概略的に示している。
【図３】図３は、本発明に係るヘッドアップディスプレイの第２の実施の形態であって、中間スクリーンを含み、中間スクリーンは透明に具現化されているものを概略的に示している
【図４】図４は、光の周波数または波長の関数としてヘッドアップディスプレイの光源によって生成された光に関して、図３に従う中間スクリーンの透過態様を概略的に示している。
【図５】図５は、光の周波数および波長の関数としてヘッドアップディスプレイの光源によって生成された光に関して、図３に従う中間スクリーンの反射態様を概略的に示している。
【００１８】
相互に対応する部分は、図面のすべてにおいて同じ参照符号を付されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るヘッドアップディスプレイ１の第１の例示的な実施形態を示している。
【００２０】
ヘッドアップディスプレイ１は、画像部２を含み、画像部２は、光源２．１と、微小電気機械システム（ＭＥＭＳと略す。）として設計された少なくとも一つのいわゆるマイクロシステム２．２とを含んでいる。
【００２１】
赤、緑および青の色彩を有する光Ｌは、例えばレーザである光源２．１によって生成される。
【００２２】
従来技術で知られたヘッドアップディスプレイの場合には、光は、図示しない方法で案内され、透明に具現化された中間スクリーンを介して、中間スクリーンが光を配向して整形し、表現される画像が投影スクリーン上に現れるようにする。ここで不利であることは、周辺光の存在が中間スクリーンのバックライトにつながり、表現される画像のコントラストの低下をもたらすことである。これは、続いて、眼に見える周囲に画像を重ね合わせた表現の  場合に、現実的な表現の効果の印象を低減するという結果を有する。
【００２３】
これらの欠点を克服するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイ１の例示的な実施形態における中間スクリーン３は、表現される画像Ｂのバックライトを最小化し、バックライトは周辺光に由来している。
【００２４】
この目的のために、中間スクリーン３は、反射方式で具現化される。したがって、周辺光による画像Ｂのバックライトは回避され、画像Ｂの高い
コントラストがもたらされる。
【００２５】
配向された光Ｌは、中間スクリーン３によって凹状の様式および傾斜が調節可能である鏡４上に反射され、光Ｌは鏡から更なる鏡５に反射される。
【００２６】
仮想画像Ｂは、鏡５による光Ｌの反射によって投影スクリーン６上に、車両の運転者、例えば観察者Ｐに対して出力される。
【００２７】
投影スクリーン６は、別のスクリーンとして具現化され、例えば、車両のダッシュボードとフロントガラスとの間の領域に配置される。  また、フロントガラスの少なくとも一つの部分について、いわゆるコンバイナに投影スクリーン６を形成させることができる。
【００２８】
仮想画像Ｂ上の周辺光の影響をさらに低減するため、一つの発展形態（より具体的な詳細は示されていない）における中間スクリーン３は、光学フィルタをさらに含み、光源２．１により生成された光Ｌのみが中間スクリーン３から鏡４の方向に反射され、周辺光は、吸収され、透過され、又は鏡４とは異なる方向に反射されるように具現化される。
【００２９】
光学フィルタは、光活性および／または光屈折材料、例えば、ポリマーから形成される。選択的な反射、吸収、透過および／または反射のために、ホログラフィック構造が好ましくは前記材料内に導入される。この導入は、一つまたは複数のレーザビームによって達成され、中間スクリーン３を用いて、前記中間スクリーンに入射する光Ｌおよび周辺光の振幅および／または位相変調が行われ、周辺光がフィルタによって除去されるようにする。この場合、フィルタは、波長および／または入射光Ｌおよび周辺光の入射角に依存して施される。
【００３０】
図２は、周波数ｆ及び波長の関数としてヘッドアップディスプレイ１の光源２．１によって生成された光Ｌに関して、図１に従う中間スクリーン３の反射態様Ｒを概略的に示している。この図は、光源１によって生成された光Ｌのみが反射されることになること明らかにしている。
【００３１】
図３は、本発明に係るヘッドアップディスプレイ１の第２の例示的な実施形態を示している。図１に示された例示的な実施形態とは対照的に、中間スクリーン３は、一部が透明な形で具現化され、放出された光Ｌを通過させるように配置され、前記光を定義された方式で配向し、鏡４に送るようにする。
【００３２】
中間スクリーン３は、さらに、同様に、表現される画像Ｂのバックライトを最小化するように具現化され、バックライトは周辺光に由来する。この目的のために、中間スクリーン３は、光学フィルタ７を含み、光源２．１によって生成された光Ｌのみが、光学フィルタ７によって透過される。周辺の光は、反射され、吸収され、または鏡４とは異なる方向に偏向される。
【００３３】
図４に概略的に示されている光学フィルタ７は、光活性および／または光屈折材料、例えばポリマーから形成される。選択的な反射、吸収、透過および／または反射のために、ホログラフィック構造が、好ましくは、前記材料内に導入される。この導入は、一つまたは複数のレーザビームによって達成され、例えば、中間スクリーン３を用いて、光Ｌが前記中間スクリーンに入射する光Ｌおよび周辺光の振幅および／または位相変調が行われ、周辺光がフィルタで除去されるようにする。この場合、フィルタは、波長および／または入射光Ｌ及び周辺光の入射角に依存して施される。
【００３４】
図５は、周波数ｆおよび波長λの関数としてヘッドアップディスプレイ１の光源２．１によって生成された光Ｌに関して、図３に従う中間スクリーン３の反射態様Ｒを概略的に示している。この図は、光源１によって生成された光Ｌのみが鏡４の方向に透過されることを明らかにしている。
【００３５】
代替の例示的な実施形態（図示せず）において、または第１または第２の例示的な実施形態によるヘッドアップディスプレイ１の記載された性質に加えて、投影スクリーン６の構成が提供され、第１の例示的な実施形態の説明に従う光学フィルタを含み、光源２．１によって生成された光Ｌのみが観察者の方向に投影スクリーン６から反射されるようにしている。
【符号の説明】
【００３６】
１  ヘッドアップディスプレイ
２  画像部
２．１  光源
２．２  マイクロシステム
３  中間スクリーン
４  鏡
５  鏡
６  投影スクリーン
７  フィルタ
Ｂ  画像
Ｌ  光
Ｆ  周波数
Ｐ  観察者
Ｒ  反射態様
λ  波長
【図１】
2015524944.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月2日(2015.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図２は、周波数ｆ及び波長の関数としてヘッドアップディスプレイ１の光源２．１によって生成された光Ｌに関して、図１に従う中間スクリーン３の反射態様Ｒを概略的に示している。この図は、光源２．１によって生成された光Ｌのみが反射されることになること明らかにしている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図５は、周波数ｆおよび波長λの関数としてヘッドアップディスプレイ１の光源２．１によって生成された光Ｌに関して、図３に従う中間スクリーン３の反射態様Ｒを概略的に示している。この図は、光源２．１によって生成された光Ｌのみが鏡４の方向に透過されることを明らかにしている。
【国際調査報告】
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2015524944.tif 000011
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