JP2016206612A - 画像表示装置及び物体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画像表示装置は、移動体に搭載される画像表示装置であって、光により中間像(画像)を形成する中間像形成装置(画像形成部)と、中間像を形成した光を、フロントガラス(湾曲する透過反射部材)に向けて反射する凹面鏡(曲面鏡)を含む投射光学系と、凹面鏡をチルト軸周りに回動させるための回動手段と、を備え、移動体の左右方向をX方向、上下方向をY方向としたとき、中間像のXY平面への投影像は、X方向に対して角度θ1を成し、チルト軸のXY平面への投影像は、X方向に対して角度θ2を成す。
【選択図】図8
Description
即ち、光源部100は、例えば、図1(b)の如き構成となっている。
ビーム合成プリズム101は、R色光を透過させG色光を反射するダイクロイック膜D1と、R・G色光を透過させB色光を反射するダイクロイック膜D2を有する。
この「平行ビーム」が、画素表示用ビームLCである。
2次元偏向手段6は、本実施形態では、微小なミラーを「互いに直交する2軸」を揺動軸として揺動するように構成されたものである。
凹面鏡7は、被走査面素子8上で発生する走査線(走査軌跡)の曲がりを補正するように設計されている。
凹面鏡7により反射された画素表示用ビームLCは、2次元偏向手段6による偏向に伴い移動しつつ被走査面素子8に入射し、該被走査面素子8を2次元的に走査する。つまり、被走査面素子8は、光により主走査方向及び副走査方向に2次元走査される。より具体的には、例えば、主走査方向に高速で走査し、かつ副走査方向に低速で走査するラスタースキャンが行われる。
すなわち、光源部100、2次元偏向手段6、凹面鏡7、被走査面素子8を含んで、光により中間像(画像)を形成する中間像形成装置200(画像形成部)が構成されている。また、2次元偏向手段6及び凹面鏡7を含んで、光源部100からの光により被走査面素子8の表面(被走査面)を主走査方向及び副走査方向に2次元走査する走査光学系が構成されている。
被走査面素子8に、上記の如く「カラーの2次元画像」が形成され、上記画像情報の画素単位の光(各画素に対応する光)である画素光が、曲面鏡としての凹面鏡9に入射して反射される。
拡大虚像12の結像位置の手前側には、フロントガラス10が配置され、拡大虚像12を結像する光束を、観察者11の側へ反射する。なお、観察者11(例えば移動体を操縦する操縦者)は、フロントガラス10(透過反射部材)で反射されたレーザ光の光路上の所定の観察位置から虚像を視認する。
この反射光により、観察者11は拡大虚像12を視認できる。
また、X軸方向は通常、観察者にとって左右方向であり、この方向を「横方向」とも呼ぶ。
後述するように、微細凸レンズ構造は「複数の微細凸レンズ(マイクロレンズ)が、画素ピッチに近いピッチで密接して配列された」ものである。すなわち、被走査面素子8は、マイクロレンズアレイである。
微細凸レンズのこの機能が「拡散機能」である。
このため、拡大虚像の長手方向(X軸方向)には短手方向(Y軸方向)に比して大きな拡散角(非等方拡散)が要求される。
しかし、自動車等の車載用として用いるヘッドアップディスプレイの場合であれば、運転者が表示画像に対して上下方向の位置から観察を行なう場合はすくない。
従って、このような場合であれば、上記のように、画素表示用ビームを拡散させる拡散角を「2次元画像の横方向を縦方向よりも広く」するのが光利用効率の面から好ましい。
勿論、ヘッドアップディスプレイを、例えば「映画観賞用の画像表示装置」として実施できることは言うまでも無い。
このような場合には、微細凸レンズのレンズ面として「微細凸シリンダ面」を用いることができる。
なお、微細凸レンズの形状を、六角形状とすることや、その配列をハニカム型配列とすることは、従来から、マイクロレンズアレイの製造方法に関連して知られている。
・コンパクト性
・視認ストレスの低さ
詳述すると、被走査面素子8に形成される画像の長手方向を、Z軸方向(車両の前後方向)から見て、X軸方向(車両の左右方向)に対してドア側(+X側)ほど低くなるように傾斜させている。すなわち、被走査面素子8に形成される画像を、Z軸方向から見て、X軸方向に対して右側(+X側)ほど下側(−Y側)になるように傾斜させている。
しかしながら、投射光学系を高倍率化すると、該投射光学系による画像歪みが大きくなり易い。
この結果、虚像の表示位置調整機能への影響を抑制しつつ、小型化と視認性を両立することができる。
Claims (18)
- 物体に搭載される又は人体に装着される画像表示装置であって、
光により画像を形成する画像形成部と、
前記画像を形成した光を、湾曲する透過反射部材に向けて反射する曲面鏡を含む光学系と、
前記曲面鏡を所定軸周りに回動させるための回動手段と、を備え、
前記物体の左右方向をX方向、上下方向をY方向としたとき、
前記画像のXY平面への投影像である第1の投影像は、X方向に対して角度θ1を成し、
前記所定軸のXY平面への投影像である第2の投影像は、X方向に対して角度θ2を成す画像表示装置。 - 前記第1及び第2の投影像のX方向に対する傾斜方向は、同一であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 0<|θ1|<|θ2|であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
- 5°<θ1<30°であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 10°<θ2<40°であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記回動手段による前記曲面鏡の前記所定軸周りの回動に応じて前記画像のX方向の位置を調整する処理装置を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記回動手段による前記曲面鏡の前記所定軸周りの回動に応じてθ2を調整するための調整手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 物体に搭載される又は人体に装着される画像表示装置であって、
光により画像を形成する画像形成部と、
前記画像を形成した光を、湾曲する透過反射部材に向けて反射する曲面鏡を含む光学系と、
前記曲面鏡を所定軸周りに回動可能な回動手段と、を備え、
前記物体の左右方向をX方向、上下方向をY方向としたとき、
前記画像のXY平面への投影像は、X方向に対して角度θ1を成し、
前記回動手段による前記曲面鏡の前記所定軸周りの回動に応じて前記画像のX方向の位置を調整する処理装置を更に備える画像表示装置。 - 前記所定軸は、X方向に対して角度θ2を成すことを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
- 0<|θ2|<|θ1|であることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
- 物体に搭載される又は人体に装着される画像表示装置であって、
光により画像を形成する画像形成部と、
前記画像を形成した光を、湾曲する透過反射部材に向けて反射する曲面鏡を含む光学系と、
前記曲面鏡を所定軸周りに回動可能な回動機構と、を備え、
前記物体の左右方向をX方向、上下方向をY方向としたとき、
前記画像のXY平面への投影像は、X方向に対して角度θ1を成し、
前記回動機構による前記曲面鏡の前記所定軸周りの回動量に応じて、前記所定軸のXY平面への投影像がX方向に対して成す角度θ2を調整するための調整手段を更に備える画像表示装置。 - 5°<θ1<30°であることを特徴とする請求項8〜11のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記透過反射部材を介して視認される、前記画像の虚像のX方向の長さをX1、Y方向の長さをY1とし、前記画像のX方向の長さをX2、Y方向の長さをY2としたとき、
X1/X2>Y1/Y2>10であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の画像表示装置。 - 前記光学系は、前記画像形成部と前記曲面鏡との間の光路上に配置され、該光路を折り返すミラーを更に含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記曲面鏡は、凹面鏡であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記物体は、移動体であり、
前記透過反射部材は、前記移動体のウインドシールドであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の画像表示装置。 - 請求項1〜16のいずれか一項に記載の画像表示装置と、
前記画像表示装置が搭載された物体と、を備える物体装置。 - 物体に搭載される又は人体に装着される画像表示装置であって、
光により画像を形成する画像形成部と、
前記画像を形成した光を、湾曲する透過反射部材に向けて反射する曲面鏡を含む光学系と、
前記曲面鏡を所定軸周りに回動させるための回動手段と、を備え、
前記物体の左右方向をX方向、上下方向をY方向としたとき、
前記画像のXY平面への投影像は、X方向に対して角度θ1を成し、
前記回動手段による前記曲面鏡の前記所定軸周りの回動に伴う、前記透過反射部材を介して視認される、前記画像の虚像のX方向の位置ずれを抑制する画像表示装置。
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