JP2014130269A - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像表示素子240は、画像信号をもとに画像を表示する。投射部300は、画像表示素子240が表示する画像の画像表示光を投射する。中間像スクリーン360は、投射部300が投射した画像表示光に基づく実像が結像する。コンバイナ400は、中間像スクリーン360に結像した実像を虚像として提示する。ここで投射部300は、投射部300の瞳位置と、画像表示光を中間像スクリーン360に結像させる第2投射レンズ群242bとの間に、画像表示光の光路を分離する光分離部95を備える。
【選択図】図11
Description
本発明の別の態様は、画像表示方法である。この方法は、プロセッサに、画像信号をもとに表示された画像の画像表示光を投射部に投射させるステップと、投射した画像表示光に基づく実像を中間像スクリーンに結像させるステップと、結像した実像を虚像としてコンバイナに提示させるステップとを含む。ここで前記投射部に投射させるステップは、前記投射部の瞳位置と、画像表示光を前記中間像スクリーンに結像する投射レンズ群との間において、画像表示光の光路を分離させる。
本実施形態に係る画像表示装置として、自動車等のダッシュボードに設置して使用するヘッドアップディスプレイを例に挙げ、図1を参照してその概要について説明する。
画像表示装置500のような画像表示装置において、提示される虚像450の視野範囲および明るさを規定する主な要因は次の二つである。第1の要因は、視野範囲は中間像スクリーン360に入射する画像表示光70のF値である。第2の要因は、中間像スクリーン360の拡散角である。
この問題を解決するために、本願の発明者は、中間像スクリーン360の拡散角αと画像表示光70の広がり角度βとを変更せずに、ユーザ43が虚像450を視認可能な視野範囲を広げる原理について認識するに至った。以下のその原理について説明する。
α’+β’<α+β ・・・(1)
を得る。
β’<β ・・・(2)
が得られる。
図11は、実施の形態に係る画像表示装置500の機能構成を模式的に示す図である。上述したように、実施の形態に係る画像表示装置500の機能は、例えば上述したヘッドアップディスプレイを用いて実現できる。画像表示装置500は、画像表示素子240、投射部300、中間像スクリーン360、およびコンバイナ400を備える。なお、図11は、実施の形態に係る画像表示装置500において、画像表示光70を分離するために必要な機能構成のみを図示しており、例えば反射鏡236や凹面鏡252等、画像表示光70を分離する際に便宜的に用いている構成は省略している。
以下、実施の形態に係る光分離部95の具体的な構成を説明する。
上記の説明では、図12、図13、および図14を参照して光分離部95の構成を説明したが、画像表示光70の光路を分離する光分離部95の構成はこれらに限られない。この他にも、ガラス板等の光学部材とモータとを用いても光分離部95を実現できる。
上記の説明では、実施の形態に係る画像表示装置500として自動車等のダッシュボード内に設置して使用するダッシュボード型ヘッドアップディスプレイを例に主に説明した。画像表示装置500は、ダッシュボード内に設置して使用されるヘッドアップディスプレイに限られず、ダッシュボード上に据え置いて用いるヘッドアップディスプレイや、ルームミラーに取り付けられて使用されるヘッドアップディスプレイとしても実現できる。また、ヘッドアップディスプレイに限らず、例えばヘッドマウントディスプレイなど、コンバイナを用いてユーザに虚像を提示する装置であれば、どのような装置であってもよい。
上記の説明では、凹面鏡252を用いて中間像スクリーン360が結像した実像を拡大する場合について説明した。中間像スクリーン360が結像した実像を拡大する手段は凹面鏡252に限られない。例えば凹面鏡252を用いる代わりに、コンバイナ400に所定の曲率を設けて凹面形状にしてもよい。これにより、筐体40内に格納する光学システムを小型化しうる点で有利である。
Claims (5)
- 画像信号をもとに画像を表示する画像表示素子と、
前記画像表示素子が表示する画像の画像表示光を投射する投射部と、
前記投射部が投射した画像表示光に基づく実像が結像する中間像スクリーンと、
前記中間像スクリーンに結像した実像を虚像として提示するコンバイナとを備え、
前記投射部は、前記投射部の瞳位置と、画像表示光を前記中間像スクリーンに結像させる投射レンズ群との間に、画像表示光の光路を分離する光分離部を備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記光分離部は、前記投射部の瞳位置に備えられていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記光分離部は、画像表示光をS偏光とP偏光とに分離するとともに、分離したS偏光とP偏光とが異なる光路を通ることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
- 前記光分離部は、画像表示光をふたつの異なる円偏光に分離するとともに、分離したふたつの異なる円偏光がそれぞれ異なる光路を通ることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
- プロセッサに、
画像信号をもとに表示された画像の画像表示光を投射部に投射させるステップと、
投射した画像表示光に基づく実像を中間像スクリーンに結像させるステップと、
結像した実像を虚像としてコンバイナに提示させるステップとを含み、
前記投射部に投射させるステップは、
前記投射部の瞳位置と、画像表示光を前記中間像スクリーンに結像する投射レンズ群との間において、画像表示光の光路を分離させるステップを含むことを特徴とする画像表示方法。
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