(57)【要約】      （修正有）【目的】画像品質と輝度を効果的に改善すると同時に、低エネルギー消費、低製造コストおよび小容積を維持することのできるＨＵＤモジュールを提供する。【解決手段】ＨＵＤモジュールは、偏光光源と、光学シートと、表示パネルとを含む。偏光光源は、偏光光線を出射することができる。光学シートは、偏光光線の伝送経路に配置され、光学シートにより偏光光線を反射する。表示パネルは、偏光光源と光学シートの間の偏光光線の伝送経路に配置され、表示パネルにより偏光光線の偏光を変調する。【選択図】図２
2017027004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光光線を出射することができる偏光光源と、
前記偏光光線の伝送経路に配置され、前記偏光光線を反射する光学シートと、
前記偏光光源と前記光学シートの間の前記偏光光線の前記伝送経路に配置され、前記偏光光線の偏光を変調する表示パネルと、
を含むヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項２】
前記表示パネルが、前記偏光光線の前記偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、前記光学シートが、前記第２偏光方向を有する前記偏光光線を反射して、前記第１偏光方向を有する前記偏光光線を透過し、前記第１偏光方向が、前記第２偏光方向に対して垂直である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項３】
前記表示パネルが、偏光子を有さない請求項２に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項４】
前記偏光光源が、バックライトユニットと、分析装置とを含み、前記分析装置が、前記表示パネルと前記バックライトユニットの間に配置された請求項３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項５】
前記分析装置が、前記バックライトユニットの上に直接配置された請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項６】
前記分析装置が、前記バックライトユニットから分離された請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項７】
前記バックライトユニットが、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項８】
前記分析装置が、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項９】
前記偏光光源が、偏光ＬＥＤを含む請求項３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１０】
前記光学シートの材料が、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１１】
前記光学シートが、単層構造である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１２】
前記光学シートおよび前記表示パネルが、狭角θを形成し、前記狭角θが、３０°〜１５０°の間である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１３】
光線を出射することができるバックライトユニットと、
前記光線の伝送経路に配置され、前記光線を偏光光線に変換する分析装置と、
前記偏光光線の伝送経路に配置され、前記偏光光線を反射する光学シートと、
前記分析装置と前記光学シートの間の前記偏光光線の前記伝送経路に配置され、前記偏光光線の偏光を変調する表示パネルと、
を含むヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１４】
前記表示パネルが、前記偏光光線の前記偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、前記光学シートが、前記第２偏光方向を有する前記偏光光線を反射して、前記第１偏光方向を有する前記偏光光線を透過し、前記第１偏光方向が、前記第２偏光方向に対して垂直である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１５】
前記表示パネルが、偏光子を有さない請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１６】
前記バックライトユニットが、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１７】
前記分析装置が、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１８】
前記光学シートの材料が、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１９】
前記光学シートが、単層構造である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項２０】
前記光学シートおよび前記表示パネルが、狭角θを形成し、前記狭角θが、３０°〜１５０°の間である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【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（head-up display module, HUD）モジュールに関するものであり、特に、表示パネルに偏光子を用いないＨＵＤモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
技術の進歩に伴い、輸送機関に使用される電子部品が次々と開発され、交通安全を向上させるために、ＨＵＤモジュールが広く発展した。従来、ＨＵＤモジュールは、液晶ディスプレイ（liquid crystal display, LCD）、マイクロディスプレイ（micro display）または陰極線管（cathode ray tube, CRT）等の光源からの画像光線を車両の鏡やフロントガラスで反射させて、運転手の眼に到達させる。
【０００３】
しかしながら、現在、上記のようなメカニズムを適用すると、画像輝度が低いという問題に直面する。その結果、フロントガラスに投影される画像が運転手にはっきり見えないため、交通安全性の問題が生じる。画像輝度が低い問題を克服するために、特別な反射ミラーや光レンズを適用することが提案されている。しかしながら、このような技術を利用すると、モジュールが大きく複雑な構造になるため、モジュールの製造コストが上がる。また、反射を繰り返すうちに画像光線の輝度が減少するため、失った輝度を高出力光源で補う必要がある。しかしながら、高出力光源は余分なエネルギーがかかるため、作動中のコストが増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、画像品質と輝度を効果的に改善すると同時に、低エネルギー消費、低製造コストおよび小容積を維持することのできるＨＵＤモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、偏光光源と、光学シートと、表示パネルとを含むＨＵＤモジュールを提供する。偏光光源は、偏光光線を出射することができる。光学シートは、偏光光線の伝送経路に配置され、光学シートにより偏光光線を反射する。表示パネルは、偏光光源と光学シートの間の偏光光線の伝送経路に配置され、表示パネルにより偏光光線の偏光を変調する。
【０００６】
本発明の１つの実施形態において、表示パネルは、偏光光線の偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、光学シートは、第２偏光方向を有する偏光光線を反射して、第１偏光方向を有する偏光光線を透過する。第１偏光方向は、第２偏光方向に対して垂直である。
【０００７】
本発明の１つの実施形態において、表示パネルは、偏光子を有さない。
【０００８】
本発明の１つの実施形態において、偏光光源は、バックライトユニットと、分析装置（analyzer）とを含み、分析装置は、表示パネルとバックライトユニットの間に配置される。
【０００９】
本発明の１つの実施形態において、分析装置は、バックライトユニットの上に直接配置される。
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、分析装置は、バックライトユニットから分離される。
【００１１】
本発明の１つの実施形態において、バックライトユニットは、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、分析装置は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（dual brightness enhancement film, DBEF）、高度偏光フィルム（advanced polarizer film, APF）またはワイヤーグリッド偏光子（wire grid polarizer, WGP）を含む。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、偏光光源は、偏光ＬＥＤを含む。
【００１４】
本発明の１つの実施形態において、光学シートの材料は、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む。
【００１５】
本発明の１つの実施形態において、光学シートは、単層構造である。
【００１６】
本発明の１つの実施形態において、光学シートおよび表示パネルは、狭角θを形成し、狭角θは、３０°〜１５０°の間である。
【００１７】
本発明は、バックライトユニットと、分析装置と、光学シートと、表示パネルとを含むＨＵＤモジュールを提供する。バックライトユニットは、光線を出射することができる。分析装置は、光線の伝送経路に配置され、分析装置により光線を偏光光線に変換する。光学シートは、偏光光線の伝送経路に配置され、光学シートにより偏光光線を反射する。表示パネルは、分析装置と光学シートの間の偏光光線の伝送経路に配置され、表示パネルにより偏光光線の偏光を変調する。
【００１８】
本発明の１つの実施形態において、表示パネルは、偏光光線の偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、光学シートは、第２偏光方向を有する偏光光線を反射して、第１偏光方向を有する偏光光線を透過する。第１偏光方向は、第２偏光方向に対して垂直である
【００１９】
本発明の１つの実施形態において、表示パネルは、偏光子を有さない。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、バックライトユニットは、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む。
【００２１】
本発明の１つの実施形態において、分析装置は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む。
【００２２】
本発明の１つの実施形態において、光学シートの材料は、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む。
【００２３】
本発明の１つの実施形態において、光学シートは、単層構造である。
【００２４】
本発明の１つの実施形態において、光学シートおよび表示パネルは、狭角θを形成し、狭角θは、３０°〜１５０°の間である。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明の実施形態が開示するＨＵＤモジュールは、光線の偏光特性と偏光子を有さない表示パネルを組み合わせて利用することによって、画像輝度を向上させる。具体的に説明すると、偏光光線が表示パネルに入る前に光線の偏光を制御することによって、別途光学レンズを適用しなくても、見たい画像を高輝度で光学シートに投影することができる。その結果、モジュールの複雑性を減らすことができ、それにより、モジュールの製造コストを減らすことができる。一方、車両のフロントグラスに見たい映像を鮮明に表示することができるため、交通安全性を向上させることもできる。
【００２６】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＨＵＤモジュールを含む車両の内部の概略図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の１つの実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。
【図３】図２（ａ）のＨＵＤモジュール内の表示パネルの概略図である。
【図４】図４（ａ）は、非表示モードにおける図２（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。
【図６】図６（ａ）は、非表示モードにおける図５（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。
【図８】非表示モードにおける図７のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を例として、本発明の実施形態を詳細に説明する。各図面および関連説明において、同一または類似する構成要素には、同一の参照番号を使用する。
【００２９】
図１は、ＨＵＤモジュールを含む車両の内部の概略図である。図１を参照すると、ＨＵＤモジュール１０は、運転手側に配置される。ＨＵＤモジュール１０は、ダッシュボードに埋め込まれた画像生成部Ａと、光反射部Ｂとを含む。本実施形態において、光反射部Ｂは、車両のフロントガラスＦＷであるが、本発明はこれに限定されない。他の半透過反射性材料をフロントガラスＦＷに張り付けて、ＨＵＤモジュール１０の光反射部Ｂを形成してもよい。
【００３０】
図２（ａ）は、本発明の１つの実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を同時に参照すると、本実施形態のＨＵＤモジュール１０は、バックライトユニット１００と、分析装置２００と、表示パネル４００と、光学シート５００（例えば、ガラス）とを含む。
【００３１】
バックライトユニット１００は、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含むが、本発明はこれに限定されない。バックライトユニット１００は、光線Ｌ１を出射することができる。光線Ｌ１は、特定の偏光方向を有さないため、散乱光である。分析装置２００は、光線Ｌ１の伝送経路に配置される。本実施形態において、分析装置２００は、バックライトユニット１００から分離されるが、本発明はこれに限定されない。分析装置２００は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む。分析装置２００は、直線偏光（linear polarization）を行うことができる。つまり、分析装置２００は、非偏光光線を直線偏光された光線に変換することができる。そのため、分析装置２００を通過することによって、非偏光光線Ｌ１は、第１偏光光線Ｌ２に変換される。言及すべきこととして、第１偏光光線Ｌ２は、第１偏光方向を有する。さらに、本実施形態において、バックライトユニット１００および分析装置２００は、合わせて偏光光源３００を形成する。
【００３２】
表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２の伝送経路に配置されるため、分析装置２００は、バックライトユニット１００と表示パネル４００の間に配置される。表示パネル４００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード表示パネル、ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）モード表示パネル、ＩＰＳ（in plane switching）モード表示パネル、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード表示パネル、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード表示パネル、ＰＳＶＡ（Polymer Stabilization Vertical Alignment）モード表示パネル、または半透過反射型ＬＣＤパネルを含む。画像表示モードにおいて、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２の偏光を変調することができる。詳しく説明すると、表示パネル４００をオンにした時、表示パネル４００を通過した後、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２が第２偏光方向を有する第２偏光光線Ｌ３に変調される。具体的に説明すると、第２偏光光線Ｌ３は、画像情報を運ぶ光線である。つまり、表示パネル４００の画素は、第１偏光光線Ｌ２が表示パネル４００を通過した時に、表示パネル４００の各領域の第１偏光光線Ｌ２の透過率を制御して、第２偏光光線Ｌ３を形成することができる。つまり、表示パネル４００のいくつかの領域では、表示パネルの他の領域よりも多くの第１偏光光線Ｌ２が表示パネル４００を通過する。さらに一歩進むと、表示パネル４００のいくつかの領域では、第１偏光光線Ｌ２が通過しない。そのため、表示パネル４００の異なる領域間で第１偏光光線Ｌ２の透過率を変化させることによって、第２偏光光線Ｌ３が画像情報を有する光線を構成することができる。ここで、第１偏光方向は、第２偏光方向に対して垂直である。本実施形態において、第１偏光光線Ｌ２はＰ波光線であり、第２偏光光線Ｌ３はＳ波光線であるが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、偏光光線の波型形態は、逆であってもよい。なお、表示パネル４００の詳細については、後述する。言及すべきこととして、バックライトモジュール１００、分析装置２００および表示パネル４００は、上述したように、ＨＵＤモジュール１０の画像生成部Ａを構成する。
【００３３】
光学シート５００は、第２偏光光線Ｌ３の伝送経路に配置されるため、表示パネル４００は、分析装置２００と光学シート５００の間に配置される。光学シート５００は、フロントガラス、光学フィルムガラス、金属化されたフィルムガラスまたは半透過型ガラスを含む。また、光学シート５００は、単層構造である。光学シート５００は、第２偏光方向を有する第２偏光光線Ｌ３を反射することができる。つまり、光学シート５００は、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２を透過する。本実施形態において、ＨＵＤモジュール１０は表示モードであるため、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２を第２偏光光線Ｌ３に変調する機能を実行することができる。続いて、光学シート５００により第２偏光光線Ｌ３を運転手６００に反射する。このようにして、運転手６００は、光学シート５００、あるいは、本実施形態におけるフロントガラスＦＷに形成された鮮明な画像を見ることができる。言及すべきこととして、光学シート５００は、上述したように、ＨＵＤモジュール１０の光反射部Ｂを構成する。
【００３４】
図２（ｂ）を参照すると、光学シート５００および表示パネル４００は、狭角θを形成し、狭角θは、３０°〜１５０°の間である。この範囲内で、光学シート５００に投影される画像品質を向上させることができる。
【００３５】
図３は、図２（ａ）のＨＵＤモジュール内の表示パネルの概略図である。図３を参照すると、表示パネル４００は、第１基板４１０と、第１基板４１０に対向配置された第２基板４２０とを含む。第１基板４１０の上に、活性層４３０が配置される。活性層４３０は、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の画素構造とを含む。画素構造は、複数の能動素子と、対応する能動素子に電気接続された複数の画素電極とを含む。第２基板４２０の上に、共通電極４４０が配置される。共通電極４４０は、共通電圧に接続されるため、共通電極４４０に定電圧が印加される。活性層４３０の上に、第１アライメント層４５０が配置され、共通電極４４０の上に、第２アライメント層４６０が配置される。第１アライメント層４５０と第２アライメント層４６０の間に、表示媒体４７０が設置される。表示媒体４７０を完全に密封するため、第１基板４１０と第２基板４２０の間にシール材（sealant）４８０を提供し、第１アライメント層４５０、第２アライメント層４６０およびシール材４８０によって形成される空間内に、表示媒体４７０を完全に密封する。
【００３６】
表示媒体４７０は、液晶分子、電気泳動表示媒体、または他の適切な表示媒体を含む。本実施形態において、表示媒体４７０として液晶分子を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。表示媒体４７０の液晶分子を初期配向方向で一列に並べるため、表示媒体４７０に接触する第１アライメント層４５０および第２アライメント層４６０を提供する。画像表示モードにおいて、活性層４３０の画素電極に電圧を印加した時、活性層４３０と共通電極４４０の間に電場が生成される。そのため、表示媒体４７０の液晶分子は、初期配向方向とは異なる方向に配向するよう駆動される。電圧を印加した時の表示媒体４７０の液晶分子の特定の配向方向によって、表示媒体４７０を通過する光の偏光方向を最初の偏光方向に対して垂直な直線偏光方向に変調することができる。そのため、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、表示パネル４００を通過した後、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２を第２偏光方向を有する第２偏光光線Ｌ３に変調することができる。
【００３７】
言及すべきこととして、従来の表示パネルとは異なり、本発明の表示パネル４００は、偏光子を有さない。そのため、表示パネル４００を通過した時に光の強度が損なわれないため、光学シート５００に投影される画像の輝度を維持することができる。
【００３８】
図４（ａ）は、非表示モードにおける図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０の概略的立体図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＨＵＤモジュール１０の概略的側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照すると、ＨＵＤモジュール１０が非表示モードの時は、表示パネル４００がオンになっていないため、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、表示アネル４００を通過する時に変調されない。その結果、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、反射しないで光学シート５００を通過する。そのため、第１偏光光線Ｌ２が運転手６００に反射されず、運転手６００には画像が見えない。
【００３９】
本実施形態において、表示パネル４００は偏光子を有さないため、光線強度が損なわれず、それによって、より高い画像輝度が得られる。また、偏光光線が表示パネル４００に入る前に光線の偏光を制御することによって、別途光学レンズを適用しなくても、見たい画像を高輝度で光学シート５００に投影することができる。その結果、モジュールの複雑性を減らすことができ、それにより、モジュールの製造コストを減らすことができる。
【００４０】
図５（ａ）は、本発明の別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。本実施形態において提供するＨＵＤモジュール２０は、図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似しているため、これらの図面において、同じデバイスは同じ番号で示し、説明を省略する。図５（ａ）および図２（ａ）にそれぞれ示した２つの実施形態の間の相違点は、本実施形態において、分析装置２００がバックライトユニット１００の上に直接配置され、偏光光源３００を形成することである。言い換えると、本実施形態において、偏光光源３００から出射される光線は、既に偏光光であり、つまり、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２である。
【００４１】
図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似して、表示モードにおいて、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２を第２偏光光線Ｌ３に変調する。光学シート５００は、第２偏光光線Ｌ３を反射するため、第２偏光光線Ｌ３が運転手６００に伝送され、それにより、運転手６００は、高い輝度および好適なコントラストを有する鮮明な画像を見ることができる。
【００４２】
図６（ａ）は、非表示モードにおける図５（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。図４（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似して、本実施形態のＨＵＤモジュール２０が非表示モードの時は、表示パネル４００がオンになっていないため、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、表示パネル４００を通過する時に変調されない。その結果、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、反射しないで光学シート５００を通過する。そのため、第１偏光光線Ｌ２が運転手６００に反射されず、運転手６００には画像が見えない。
【００４３】
本実施形態において、偏光光線が表示パネル４００に入る前に光線の偏光を制御することによって、別途光学レンズを適用しなくても、見たい画像を高輝度で光学シート５００に投影することができる。その結果、モジュールの複雑性を減らすことができ、それにより、モジュールの製造コストを減らすことができる。
【００４４】
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図８は、非表示モードにおける図７のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。本実施形態において提供するＨＵＤモジュール３０は、図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似しているため、これらの図面において、同じデバイスは同じ番号で示し、説明を省略する。図７および図２（ａ）にそれぞれ示した２つの実施形態の間の相違点は、本実施形態において、偏光光源３００が偏光ＬＥＤであることである。言い換えると、本実施形態において、表示パネル４００と偏光光源３００との間にアナライザシートを有さない。具体的に説明すると、偏光光源３００から出射した光線は、既に偏光光であり、つまり、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２である。図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似して、表示モードにおいて、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２を第２偏光光線Ｌ３に変調する。光学シート５００は、第２偏光光線Ｌ３を反射するため、第２偏光光線Ｌ３が運転手６００に伝送され、それにより、運転手６００は、高輝度の鮮明な画像を見ることができる。一方、図８に示すように、本実施形態のＨＵＤモジュール３０が非表示モードの時は、表示パネル４００がオンになっていないため、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、表示パネル４００を通過する時に変調されない。その結果、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、反射しないで光学シート５００を通過する。そのため、第１偏光光線Ｌ２が運転手６００に反射されず、運転手６００には画像が見えない。
【００４５】
本実施形態において、偏光光線が表示パネル４００に入る前に光線の偏光を制御することによって、別途光学レンズを適用しなくても、見たい画像を高輝度で光学シート５００に投影することができる。その結果、モジュールの複雑性を減らすことができ、それにより、モジュールの製造コストを減らすことができる。
【００４６】
以上のように、本発明の実施形態が開示するＨＵＤモジュールは、光線の偏光特性と偏光子を有さない表示パネルを組み合わせて利用することによって、画像輝度を向上させる。具体的に説明すると、偏光光線が表示パネルに入る前に光線の偏光を制御することによって、別途光学レンズを適用しなくても、見たい画像を高輝度で光学シートに投影することができる。その結果、モジュールの複雑性を減らすことができ、それにより、モジュールの製造コストを減らすことができる。一方、車両の光学シートに見たい映像を鮮明に表示することができるため、交通安全性を向上させることもできる。
【００４７】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両に設置することのできるＨＵＤモジュールを提供する。ＨＵＤモジュールは、画像品質と輝度を効果的に改善すると同時に、低エネルギー消費、低製造コストおよび小容積を維持することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２０、３０  ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）モジュール
１００  バックライトユニット
２００  分析装置
３００  偏光光源
４００  表示パネル
４１０  第１基板
４２０  第２基板
４３０  活性層
４４０  共通電極
４５０  第１アライメント層
４６０  第２アライメント層
４７０  表示媒体
４８０  シール材
５００  光学シート
６００  運転手
Ａ  画像生成部
Ｂ  光反射部
ＦＷ  フロントガラス
Ｌ１  光線
Ｌ２  第１偏光光線
Ｌ３  第２偏光光線
【図１】
2017027004.tif 000003
【図２】
2017027004.tif 000004
【図３】
2017027004.tif 000005
【図４】
2017027004.tif 000006
【図５】
2017027004.tif 000007
【図６】
2017027004.tif 000008
【図７】
2017027004.tif 000009
【図８】
2017027004.tif 000010
【誤訳訂正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光光線を出射することができる偏光光源と、
前記偏光光線の伝送経路に配置され、前記偏光光線を反射する光学シートと、
前記偏光光源と前記光学シートの間の前記偏光光線の前記伝送経路に配置され、前記偏光光線の偏光を変調する表示パネルと、
を含み、
前記表示パネルと前記偏光光源の間、及び前記表示パネルと前記光学シートの間に偏光子を有さないヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項２】
前記表示パネルが、前記偏光光線の前記偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、前記光学シートが、前記第２偏光方向を有する前記偏光光線を反射して、前記第１偏光方向を有する前記偏光光線を透過し、前記第１偏光方向が、前記第２偏光方向に対して垂直である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項３】
前記表示パネルが、偏光子を有さない請求項２に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項４】
前記偏光光源が、バックライトユニットと、検光子とを含み、前記検光子が、前記表示パネルと前記バックライトユニットの間に配置された請求項３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項５】
前記検光子が、前記バックライトユニットの上に直接配置された請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項６】
前記検光子が、前記バックライトユニットから分離された請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項７】
前記バックライトユニットが、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項８】
前記検光子が、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む請求項４に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項９】
前記偏光光源が、偏光ＬＥＤを含む請求項３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１０】
前記光学シートの材料が、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１１】
前記光学シートが、単層構造である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１２】
前記光学シートと前記表示パネルが、狭角θを形成し、前記狭角θが、３０°〜１５０°の間である請求項１に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１３】
光線を出射することができるバックライトユニットと、
前記光線の伝送経路に配置され、前記光線を偏光光線に変換する検光子と、
前記偏光光線の伝送経路に配置され、前記偏光光線を反射する光学シートと、
前記検光子と前記光学シートの間の前記偏光光線の前記伝送経路に配置され、前記偏光光線の偏光を変調する表示パネルと、
を含み、
前記表示パネルと前記偏光光源の間、及び前記表示パネルと前記光学シートの間に偏光子を有さないヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１４】
前記表示パネルが、前記偏光光線の前記偏光を第１偏光方向から第２偏光方向に変調し、前記光学シートが、前記第２偏光方向を有する前記偏光光線を反射して、前記第１偏光方向を有する前記偏光光線を透過し、前記第１偏光方向が、前記第２偏光方向に対して垂直である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１５】
前記表示パネルが、偏光子を有さない請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１６】
前記バックライトユニットが、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１７】
前記検光子が、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１８】
前記光学シートの材料が、ガラス、フロントガラス、光学フィルムガラスまたは金属化されたフィルムガラスを含む請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項１９】
前記光学シートが、単層構造である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【請求項２０】
前記光学シートと前記表示パネルが、狭角θを形成し、前記狭角θが、３０°〜１５０°の間である請求項１３に記載のヘッドアップディスプレイモジュール。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】０００８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【０００８】
本発明の１つの実施形態において、偏光光源は、バックライトユニットと、検光子（analyzer）とを含み、検光子は、表示パネルとバックライトユニットの間に配置される。
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】０００９
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【０００９】
本発明の１つの実施形態において、検光子は、バックライトユニットの上に直接配置される。
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、検光子は、バックライトユニットから分離される。
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、検光子は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（dual brightness enhancement film, DBEF）、高度偏光フィルム（advanced polarizer film, APF）またはワイヤーグリッド偏光子（wire grid polarizer, WGP）を含む。
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１７】
本発明は、バックライトユニットと、検光子と、光学シートと、表示パネルとを含むＨＵＤモジュールを提供する。バックライトユニットは、光線を出射することができる。検光子は、光線の伝送経路に配置され、検光子により光線を偏光光線に変換する。光学シートは、偏光光線の伝送経路に配置され、光学シートにより偏光光線を反射する。表示パネルは、検光子と光学シートの間の偏光光線の伝送経路に配置され、表示パネルにより偏光光線の偏光を変調する。
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２１】
本発明の１つの実施形態において、検光子は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む。
【誤訳訂正８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３０】
図２（ａ）は、本発明の１つの実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を同時に参照すると、本実施形態のＨＵＤモジュール１０は、バックライトユニット１００と、検光子２００と、表示パネル４００と、光学シート５００（例えば、ガラス）とを含む。
【誤訳訂正９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３１】
バックライトユニット１００は、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットを含むが、本発明はこれに限定されない。バックライトユニット１００は、光線Ｌ１を出射することができる。光線Ｌ１は、特定の偏光方向を有さないため、散乱光である。検光子２００は、光線Ｌ１の伝送経路に配置される。本実施形態において、検光子２００は、バックライトユニット１００から分離されるが、本発明はこれに限定されない。検光子２００は、透過偏光子、反射偏光子フィルム、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）、高度偏光フィルム（ＡＰＦ）またはワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ）を含む。検光子２００は、直線偏光（linear polarization）を行うことができる。つまり、検光子２００は、非偏光光線を直線偏光された光線に変換することができる。そのため、検光子２００を通過することによって、非偏光光線Ｌ１は、第１偏光光線Ｌ２に変換される。言及すべきこととして、第１偏光光線Ｌ２は、第１偏光方向を有する。さらに、本実施形態において、バックライトユニット１００および検光子２００は、合わせて偏光光源３００を形成する。
【誤訳訂正１０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３２】
表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２の伝送経路に配置されるため、検光子２００は、バックライトユニット１００と表示パネル４００の間に配置される。表示パネル４００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード表示パネル、ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）モード表示パネル、ＩＰＳ（in plane switching）モード表示パネル、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード表示パネル、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード表示パネル、ＰＳＶＡ（Polymer Stabilization Vertical Alignment）モード表示パネル、または半透過反射型ＬＣＤパネルを含む。画像表示モードにおいて、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２の偏光を変調することができる。詳しく説明すると、表示パネル４００をオンにした時、表示パネル４００を通過した後、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２が第２偏光方向を有する第２偏光光線Ｌ３に変調される。具体的に説明すると、第２偏光光線Ｌ３は、画像情報を運ぶ光線である。つまり、表示パネル４００の画素は、第１偏光光線Ｌ２が表示パネル４００を通過した時に、表示パネル４００の各領域の第１偏光光線Ｌ２の透過率を制御して、第２偏光光線Ｌ３を形成することができる。つまり、表示パネル４００のいくつかの領域では、表示パネルの他の領域よりも多くの第１偏光光線Ｌ２が表示パネル４００を通過する。さらに一歩進むと、表示パネル４００のいくつかの領域では、第１偏光光線Ｌ２が通過しない。そのため、表示パネル４００の異なる領域間で第１偏光光線Ｌ２の透過率を変化させることによって、第２偏光光線Ｌ３が画像情報を有する光線を構成することができる。ここで、第１偏光方向は、第２偏光方向に対して垂直である。本実施形態において、第１偏光光線Ｌ２はＰ波光線であり、第２偏光光線Ｌ３はＳ波光線であるが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、偏光光線の波型形態は、逆であってもよい。なお、表示パネル４００の詳細については、後述する。言及すべきこととして、バックライトモジュール１００、検光子２００および表示パネル４００は、上述したように、ＨＵＤモジュール１０の画像生成部Ａを構成する。
【誤訳訂正１１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３３】
光学シート５００は、第２偏光光線Ｌ３の伝送経路に配置されるため、表示パネル４００は、検光子２００と光学シート５００の間に配置される。光学シート５００は、フロントガラス、光学フィルムガラス、金属化されたフィルムガラスまたは半透過型ガラスを含む。また、光学シート５００は、単層構造である。光学シート５００は、第２偏光方向を有する第２偏光光線Ｌ３を反射することができる。つまり、光学シート５００は、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２を透過する。本実施形態において、ＨＵＤモジュール１０は表示モードであるため、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２を第２偏光光線Ｌ３に変調する機能を実行することができる。続いて、光学シート５００により第２偏光光線Ｌ３を運転手６００に反射する。このようにして、運転手６００は、光学シート５００、あるいは、本実施形態におけるフロントガラスＦＷに形成された鮮明な画像を見ることができる。言及すべきこととして、光学シート５００は、上述したように、ＨＵＤモジュール１０の光反射部Ｂを構成する。
【誤訳訂正１２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３８】
図４（ａ）は、非表示モードにおける図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０の概略的立体図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＨＵＤモジュール１０の概略的側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照すると、ＨＵＤモジュール１０が非表示モードの時は、表示パネル４００がオンになっていないため、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、表示パネル４００を通過する時に変調されない。その結果、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、反射しないで光学シート５００を通過する。そのため、第１偏光光線Ｌ２が運転手６００に反射されず、運転手６００には画像が見えない。
【誤訳訂正１３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４０】
図５（ａ）は、本発明の別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＨＵＤモジュールの概略的側面図である。本実施形態において提供するＨＵＤモジュール２０は、図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似しているため、これらの図面において、同じデバイスは同じ番号で示し、説明を省略する。図５（ａ）および図２（ａ）にそれぞれ示した２つの実施形態の間の相違点は、本実施形態において、検光子２００がバックライトユニット１００の上に直接配置され、偏光光源３００を形成することである。言い換えると、本実施形態において、偏光光源３００から出射される光線は、既に偏光光であり、つまり、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２である。
【誤訳訂正１４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４４】
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る表示モードにおけるＨＵＤモジュールの概略的立体図である。図８は、非表示モードにおける図７のＨＵＤモジュールの概略的立体図である。本実施形態において提供するＨＵＤモジュール３０は、図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似しているため、これらの図面において、同じデバイスは同じ番号で示し、説明を省略する。図７および図２（ａ）にそれぞれ示した２つの実施形態の間の相違点は、本実施形態において、偏光光源３００が偏光ＬＥＤであることである。言い換えると、本実施形態において、表示パネル４００と偏光光源３００との間に検光子を有さない。具体的に説明すると、偏光光源３００から出射した光線は、既に偏光光であり、つまり、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２である。図２（ａ）のＨＵＤモジュール１０に類似して、表示モードにおいて、表示パネル４００は、第１偏光光線Ｌ２を第２偏光光線Ｌ３に変調する。光学シート５００は、第２偏光光線Ｌ３を反射するため、第２偏光光線Ｌ３が運転手６００に伝送され、それにより、運転手６００は、高輝度の鮮明な画像を見ることができる。一方、図８に示すように、本実施形態のＨＵＤモジュール３０が非表示モードの時は、表示パネル４００がオンになっていないため、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、表示パネル４００を通過する時に変調されない。その結果、第１偏光方向を有する第１偏光光線Ｌ２は、反射しないで光学シート５００を通過する。そのため、第１偏光光線Ｌ２が運転手６００に反射されず、運転手６００には画像が見えない。
【誤訳訂正１５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４９
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４９】
１０、２０、３０  ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）モジュール
１００  バックライトユニット
２００  検光子
３００  偏光光源
４００  表示パネル
４１０  第１基板
４２０  第２基板
４３０  活性層
４４０  共通電極
４５０  第１アライメント層
４６０  第２アライメント層
４７０  表示媒体
４８０  シール材
５００  光学シート
６００  運転手
Ａ  画像生成部
Ｂ  光反射部
ＦＷ  フロントガラス
Ｌ１  光線
Ｌ２  第１偏光光線
Ｌ３  第２偏光光線
【外国語明細書】
2017027004000001.pdf