JP2018180262A - 車両用画像表示ユニット - Google Patents
車両用画像表示ユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018180262A JP2018180262A JP2017079239A JP2017079239A JP2018180262A JP 2018180262 A JP2018180262 A JP 2018180262A JP 2017079239 A JP2017079239 A JP 2017079239A JP 2017079239 A JP2017079239 A JP 2017079239A JP 2018180262 A JP2018180262 A JP 2018180262A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- image display
- guide plate
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
【課題】観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示する場合であっても、設置スペースを確保することができる車両用画像表示ユニットを実現する。【解決手段】画像表示ユニット(1A)は、車両の位置情報を取得する位置情報取得部(10A)と、位置情報取得部(10A)から取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を表示領域に表示する画像表示装置(11)と、画像表示装置(11)からの画像光を伝搬させる導光板(14)を有し、画像表示装置(11)により表示された画像を導光板(14)から投影して、スクリーンのない空間に結像させる結像部と、を備え、前記結像部は、当該結像部における観察者と反対側の空間に前記位置情報関連画像を結像させる。【選択図】図1
Description
本発明は、車両用画像表示ユニットに関する。
運転者に対して車両状態等の伝達情報を運転者や搭乗者へ認識させる装置として、所謂ヘッドアップディスプレイが従来技術として知られている。ヘッドアップディスプレイは、画像の画像光を投影する投影機と、投影機から投影された画像を表示する表示部と、を備えている。例えば、特許文献1には、車両の開閉部のインナパネル内側のシールドガラス寄り位置に投影機が設けられた車載画像表示装置が開示されている。
特許文献2には、対向する一対の放物面鏡を用いて、表示対象物の立体的な虚像を表示させる光学表示装置が開示されている。
しかしながら、上述のような従来技術では、画像表示装置の構成部材を設置するスペースを確保することが困難であるという問題がある。
特許文献1に記載の車載画像表示装置における投影機は、例えば、光源と、光源からの出射光を入射して透過させる透過型液晶パネルと、透過型液晶パネルを透過した画像光を反射させる平面鏡と、平面鏡にて反射された画像光を拡大反射させる凹面鏡等を有している。このような構成では、例えば、車窓から観察する観察者に対して遠くにある山等の情報を、山を観察する焦点距離に合せて表示する場合、遠くの山に焦点を合わせて表示する必要があるための部材スペースを確保することが困難である。車窓から見える対象物に対して観測者の焦点に合わせて、比較的長い焦点距離にて画像表示する場合、特許文献1に記載の装置では、透過型液晶パネルと平面鏡との光学距離や平面鏡と凹面鏡との光学距離等を十分に長く確保する必要がある。このため、車両の開閉部のインナパネル内側という限られた空間内で、これら光学距離を確保することは困難である。
本発明の一態様は、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示する場合であっても、設置スペースを確保することができる車両用画像表示ユニットを実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットは、車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部から取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を表示領域に表示する画像表示部と、前記画像表示部からの画像光を伝搬させる導光板を有し、前記画像表示部により表示された画像を前記導光板から投影して、スクリーンのない空間に結像させる結像部と、を備え、前記結像部は、当該結像部における観察者と反対側の空間に前記位置情報関連画像を結像させることを特徴としている。
上記の構成によれば、前記画像表示部により表示された画像を導光板から投影して、スクリーンのない空間に結像させている。このように導光板を介して画像を空間結像させている構成では、反射ミラー等による反射を利用していないため、前記導光板の構造や前記導光板の配置等により、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて、前記導光板における観察者と反対側の空間に画像を結像することができる。それゆえ、上記の構成によれば、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示する場合であっても、設置スペースを確保することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットでは、前記導光板は、前記車両の側方の窓に設けられている構成であってもよい。
上記の構成によれば、前記導光板は、前記車両の側方の窓に設けられているので、側方の窓から観察される観察領域に合わせて、位置情報関連画像を表示することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットでは、前記導光板は、前記車両のダッシュボード部に設けられている構成であってもよい。
上記の構成によれば、前記導光板は、前記車両のダッシュボード部に設けられているので、前方の窓から観察される観察領域に合わせて、例えば位置情報に対応したナビゲーション情報を含む位置情報関連画像を表示することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットでは、前記位置情報取得部により取得された位置情報及び車両の進行方向情報に応じて、前記導光板から観察される観察領域を特定し、該観察領域に表示すべき位置情報関連画像を特定する位置情報特定部を備えた構成であってもよい。
上記の構成によれば、車両内の観察者からの観察方向に適した位置情報関連画像を表示することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットでは、前記結像部は、前記画像表示部からの画像光を入射する入射面を有し、該入射面から入射した前記画像光を反射または屈折させ出射面へ出射させる複数の出射構造部が設けられ、前記入射面の長手方向に直交する方向において平行光化された前記画像光を入射する導光板を備え、前記複数の出射構造部のそれぞれは、前記表示領域における、前記入射面の長手方向と直交する方向において互いに異なる位置から発した光を所定の視点へ向けて前記導光板の一方の面である光出射面から出射させる構成であることが好ましい。
上記の構成によれば、所定の視点において、光出射面から出射された画像光が結像した画像を視認することができる。すなわち、画像表示ユニットは、画像表示部に表示された画像を、当該画像表示ユニットの外部のスクリーンのない空間で鮮明に表示することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットは、前記結像部は、前記画像表示部と前記導光板の入射面との間に配置され、前記画像光を、前記入射面の長手方向と直交する方向において平行光化するコリメートレンズを備えている構成であってもよい。
これにより、画像表示ユニットは、画像表示部に表示された画像を、当該画像表示ユニットの外部のスクリーンのない空間で鮮明に表示することができる。
本発明の一態様に係る車両用画像表示ユニットでは、前記画像表示部は、前記画像光が前記入射面の長手方向に出射するように配置されており、前記結像部は、前記コリメートレンズにより平行光化された前記画像光を前記入射面の長手方向に伝搬させるとともに、該伝搬光を反射または屈折させることにより前記導光板の前記入射面へ向けて出射させる複数の光路変換部が設けられた導光部材を備えた構成であることが好ましい。
上記の構成によれば、記画像表示部は、前記画像光が前記入射面の長手方向に出射するように配置されている構成であるので、結像部の小型化を実現できる。
本発明の一態様によれば、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示する場合であっても、設置スペースを確保することができるという効果を奏する。
(車両用画像表示ユニットの構成)
本実施形態における車両用画像表示ユニット(以下、単に画像表示ユニットと記す)1Aの要部構成の一例について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、画像表示ユニット1Aの概要を示す模式図である。図2は、画像表示ユニット1Aの概要を示す側面図である。
本実施形態における車両用画像表示ユニット(以下、単に画像表示ユニットと記す)1Aの要部構成の一例について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、画像表示ユニット1Aの概要を示す模式図である。図2は、画像表示ユニット1Aの概要を示す側面図である。
画像表示ユニット1Aは、図1及び図2に示すように、位置情報取得部10Aと、位置情報特定部10Bと、画像表示装置11(画像表示部)と、結像レンズ12と、コリメートレンズ13と、導光板14と、マスク15とを備えている。画像表示ユニット1Aにおける、画像表示装置11により表示される画像を空間に結像する結像部は、結像レンズ12と、コリメートレンズ13と、導光板14と、マスク15とを備えている。本実施形態に係る画像表示ユニット1Aでは、導光板14は、例えば、車両の側方の窓に設けられている。
なお、Y軸方向に沿って、画像表示装置11、結像レンズ12、コリメートレンズ13、および導光板14が順番に配置されている。また、Z軸方向に沿って、導光板14およびマスク15が、この順番で配置されている。なお、ここでは、導光板14の底面14bと平行な面において、入射面14aの長手方向をX方向とし、入射面14aの法線方向をY方向とする。そして、導光板14の底面14bと反対側の表面側に位置する光出射面14cの法線方向をZ方向とする。
位置情報取得部10Aは、車両の位置情報を取得するものであれば特に限定されない。位置情報取得部10Aは、例えば、GPS情報に基づいて車両の位置を取得する機器等が挙げられる。
位置情報特定部10Bは、位置情報取得部10Aにより取得された位置情報及び車両の進行方向情報に応じて、例えば導光板14が取り付けられた窓から観察される観察領域を特定する。そして、この特定結果に基づき、該観察領域に表示すべき位置情報関連画像を特定する。この位置情報特定部10Bを備えたことにより、車両内の観察者からの観察方向に適した位置情報関連画像を表示することができる。
このように、画像表示ユニット1Aでは、位置情報取得部10A、及び位置情報特定部10Bにより、位置情報取得部10Aから取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を生成するようになっている。それゆえ、車両の位置情報に連動して、当該位置情報に基づく位置情報関連画像を生成するようになっている。
画像表示装置11は、位置情報特定部10Bから受信した位置情報関連画像の画像信号に応じて、2次元画像または3次元画像を表示領域に表示する。画像表示装置11は、表示領域に画像を表示することによって、画像光を出力することができる、例えば一般的な液晶ディスプレイである。なお、図示の例において、画像表示装置11の表示領域、および当該表示領域に対向する、導光板14の入射面14aは、ともにXZ平面と平行となるように配置されている。また、導光板14の、後述するプリズム141が配置されている底面14b、および当該底面14bに対向する、マスク15に対して光を出射する光出射面14cは、ともにXY平面と平行となるように配置されている。さらに、マスク15の、後述するスリット151が設けられている面も、XY平面と平行になるように配置されている。なお、画像表示装置11の表示領域と導光板14の入射面14aとは、対向して配置されてもよいし、画像表示装置11の表示領域が入射面14aに対して傾けて配置されてもよい。
結像レンズ12は、画像表示装置11と入射面14aとの間に配置されている。結像レンズ12は、画像表示装置11の表示領域から出力された画像光を、入射面14aの長手方向と平行なXY平面において収束光化した後、コリメートレンズ13へ出射する。結像レンズ12は、画像光を収束光化できるのであれば、どのようなものであってもよい。例えば、結像レンズ12は、バルクレンズ、フレネルレンズ、または回折レンズなどであってもよい。また、結像レンズ12は、Y軸方向に沿って配置された複数のレンズの組み合わせであってもよい。
コリメートレンズ13は、画像表示装置11と入射面14aとの間に配置されている。コリメートレンズ13は、結像レンズ12にて収束光化された画像光を、入射面14aの長手方向と直交するYZ平面において平行光化する。コリメートレンズ13は、平行光化した画像光について、導光板14の入射面14aに対して出射する。コリメートレンズ13は、結像レンズ12と同様に、バルクレンズおよびフレネルレンズであってもよい。なお、結像レンズ12とコリメートレンズ13とは、その配置順が逆であってもよい。また、結像レンズ12とコリメートレンズ13の機能について、1つのレンズによって実現してもよいし、多数のレンズの組み合わせによって実現してもよい。すなわち、画像表示装置11が表示領域から出力した画像光を、XY平面においては収束光化し、YZ平面においては平行光化することができるのであれば、結像レンズ12およびコリメートレンズ13の組み合わせは、どのようなものであってもよい。
導光板14は、透明な部材によって構成されており、コリメートレンズ13によって平行光化された画像光を入射面14aにて受光し、光出射面14cから出射する。図示の例において、導光板14は平板状に形成された直方体の外形を備えており、コリメートレンズ13に対向する、XZ平面と平行な面を入射面14aとする。また、XY平面と平行かつZ軸の負方向側に存在する面を底面14bとし、XY平面と平行かつ底面14bに対向する面を光出射面14cとする。導光板14は、複数のプリズム(出射構造部)141を備えている。
複数のプリズム141は、導光板14の入射面14aから入射した画像光を反射する。プリズム141は、導光板14の底面14bに、底面14bから光出射面14cへ向けて突出して設けられている。複数のプリズム141は、例えば、画像光の伝搬方向がY軸方向であるときに、当該Y軸方向に所定の間隔(例えば、1mm)で配置された、Y軸方向に所定の幅(例えば、10μm)を有する略三角形状の溝である。プリズム141は、プリズム141が有する光学面のうち、画像光の導光方向(+Y軸方向)に対して入射面14aから近い側の面である反射面(光学面)141aを備えている。図示の例において、複数のプリズム141は、底面14b上に、X軸と平行に設けられている。これにより、Y軸方向に伝搬する入射面14aから入射した画像光が、Y軸に直交するX軸と平行に設けられた複数のプリズム141の反射面141aによって反射させられる。複数のプリズム141のそれぞれは、画像表示装置11の表示領域で入射面14aの長手方向と直交するZ軸方向において互いに異なる位置から発した画像光を、所定の視点100へ向けて導光板14の一方の面である光出射面14cから出射させる。反射面141aの詳細については後述する。
マスク15は、可視光に対して不透明な材料にて構成され、複数のスリット151を備えている。マスク15は、導光板14の光出射面14cから出射された光のうち、平面102上の結像点101へ向かう光のみを、複数のスリット151を用いて透過させることができる。
複数のスリット151は、導光板14の光出射面14cから出射された光のうち、平面102上の結像点101へ向かう光のみを透過させる。図示の例において、複数のスリット151は、X軸と平行となるように設けられている。また、個々のスリット151は、複数のプリズム141のうち、いずれかのプリズム141と対応している。
以上の構成を有することにより、画像表示ユニット1Aは、画像表示装置11に表示された画像を、当該画像表示ユニット1Aの外部の仮想の平面102上に結像させ、投影する。具体的には、まず、画像表示装置11の表示領域から出射された画像光は、結像レンズ12およびコリメートレンズ13を通した後、導光板14の端面である、入射面14aへ入射する。次に、導光板14へ入射した画像光は、当該導光板14の内部を伝搬し、導光板14の底面14bに設けられたプリズム141に到達する。プリズム141に到達した画像光は、当該プリズム141の反射面141aによってZ軸の正方向へ反射させられ、XY平面と平行となるように配置された、導光板14の光出射面14cから出射される。そして、光出射面14cから出射した画像光のうち、マスク15のスリット151を通過した画像光は、平面102上の結像点101にて結像する。すなわち、画像表示装置11の表示領域の個々の点から発した画像光について、XY平面においては収束光化し、YZ平面においては平行光化した後、平面102上の結像点101に投影することができる。表示領域の全ての点に対して前記の処理を行うことにより、画像表示ユニット1Aは、画像表示装置11の表示領域に出力された画像を、平面102上に投影することができる。これにより、ユーザは、視点100から仮想の平面102を見たときに、空中に投影された画像を視認することができる。なお、平面102は、投影された画像が結像する仮想的な平面であるが、視認性を向上させるためにスクリーンなどを配置してもよい。
なお、Z軸方向について、入射面14aの中心と、コリメートレンズ13の光軸とが一致するようにコリメートレンズ13が配置されている場合は、平面102上に投影された画像について、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、コリメートレンズ13の光軸と直交するXZ平面内で、Z軸方向に対して光軸を挟んだ等距離である2点のそれぞれから発して、入射面14aを介して導光板14内に入射した光は、底面14bに対して同じ角度をなすことになる。そのため、それら2点からの光は、同じプリズム141により反射されて平面102へ向かう。そのため、視点100からは、それら2点が重なって見えるという問題がある。
したがって、画像表示装置11は、Z軸方向について、導光板14よりも正方向側、または、負方向側に表示領域全体が位置するように配置されることが好ましい。本実施形態では、画像表示装置11の表示領域全体が、導光板14よりも負方向側に配置される。この場合、画像表示装置11からコリメートレンズ13を経由して導光板14内に入射する光の量を増やすために、図2において点線で示される位置にミラー20を配置してもよい。ミラー20は、Z軸方向について、コリメートレンズ13の光軸を挟んで画像表示装置11とは反対側に配置され、かつ、光出射面14cと平行かつ画像表示装置11へ向けられた反射面を持つことが好ましい。
また、図2に示すように、画像表示装置11の表示領域のうち、Z軸の正方向側にある点から発した画像光よりも、負方向側にある点から発した画像光の方が、より画像表示装置11に近い位置にあるプリズム141に入射する。そして、プリズム141にて反射し、当該プリズム141に対応するスリット151を透過することがわかる。
図3は、図1及び図2に示す画像表示ユニット1Aの変形例の概略構成を示す図である。なお、図3では、概略構成を示し、位置情報取得部10A、位置情報特定部10B、画像表示装置11、コリメートレンズ13、導光板14のみの構成を示している。
図3に示すように、画像表示ユニット1Bは、プリズム141によって反射された光によって、導光板14の光出射面14cに関して観察者とは反対側にある平面112に虚像を結像する点で、画像表示ユニット1Aと異なる。
図3に示すように、画像表示ユニット1Cは、図1及び2に示す結像レンズ12を備えていない構成である。それゆえ、画像表示装置11の表示領域から出力された画像光は、入射面14aの長手方向と平行なXY平面において収束光化することなく、発散されて、導光板14の入射面14aに入射する。このようにXY平面おいて発散された画像光は、導光板14を伝搬し、プリズム141にて反射し、光出射面13cから出射する。このとき、複数のプリズム141それぞれは、画像表示装置11の表示領域で入射面14aの長手方向と直交するZ軸方向において互いに異なる位置から発した画像光を、所定の視点100へ向けて導光板14の一方の面である光出射面14cから出射させる。
このとき、導光板14を伝搬する画像光がXY平面おいて発散された光であるため、複数のプリズム141によって反射させられた光は、視点100に向けて収束するのではなく発散した光となる。このため、複数のプリズム141によって反射させられた光は、導光板14の光出射面14cに関して観察者とは反対側にある平面112の結像点111から出射されたように光出射面14cから出射される。すなわち、複数のプリズム141によって反射された光によって、平面112に虚像が結像される。これにより、観察者は、導光板14に関して観察者とは反対側の空間に立体画像を視認することができる。
なお、図3に示す構成は、結像レンズ12を設けることなく、XY平面おいて発散された画像光を導光板14に入射させた構成であった。しかし、画像表示ユニット1Bは、XY平面おいて発散された画像光を導光板14に入射させることが可能な構成であれば、図3に示す構成に限定されない。例えば、画像表示装置11と導光板14との間に、画像光をXY平面おいて発散させて出射する凹レンズが設けられた構成であってもよい。
また、図1及び図2に示された画像表示ユニット1Aでは、結像レンズ12の焦点距離に応じて、結像される平面102が調節可能である。それゆえ、結像レンズ12を備えた図1及び図2に示す構成であっても、焦点距離を適宜設定することにより、観察者とは反対側にある平面112に虚像が結像することが可能である。
図4は、図1及び図2に示す画像表示ユニット1Aのさらに他の変形例の概略構成を示す図である。この変形例としての画像表示ユニット1Cは、図1及び図2に示す画像表示ユニット1Aにおいて、コリメートレンズ13の代わりに、画像表示装置11からの画像光を導光板14へ向けて導光させる導光部材が用いられている。
画像表示ユニット1Cでは、画像表示装置11から発した画像光が、コリメートレンズ131及び導光部材132を介して導光板14の入射面14aへ達し、かつ、その光は、YZ平面では画像表示装置11上の位置に応じた角度を持つ平行光となり、XY平面でも平行光となるように、コリメートレンズ131及び導光部材132が配置される。なお、コリメートレンズ131及び導光部材132は、コリメート部材の他の一例である。また、コリメートレンズ131及び導光部材132は、導光板14とともに結像部を構成する。
具体的には、導光部材132は、直方体状に形成された透明な部材であり、短手方向の一方の面が入射面132aとして形成される。また、導光部材132の長手方向に沿った一面が、入射面132aから入射した光を出射させる出射面132cとして形成され、出射面132cと対向する面が拡散面132bとして形成される。そして導光部材132の長手方向の長さは、入射面14aの長手方向の長さと略等しくなり、かつ、YZ平面における導光部材132の厚さは、導光板14のYZ平面における厚さよりも厚くなるように、導光部材132は形成されることが好ましい。これにより、導光部材132は、画像表示装置11の表示面上のZ方向の位置による光の角度を維持しつつ、画像表示装置11からの光を導光板14へ導光できる。
また、導光部材132の出射面132cが導光板14の入射面14aと対向するように、導光部材132は配置される。また、画像表示装置11は、コリメートレンズ131を介して導光部材132の入射面132aと対向し、かつ、コリメートレンズ131の前側焦点に位置するように配置される。すなわち、この例では、画像表示装置11の表示面が、導光板14の入射面14aと直交する方向と平行となるように、画像表示装置11は配置される。そのため、この変形例では、画像表示装置を小型化することができるとともに、表示装置全体も小型化される。なお、この変形例においても、導光部材の入射面と出射面とがなす角が直交する角度以外となるように、例えば、テーパ状となるように、入射面が形成されてもよい。また、導光部材132と導光板14とは、一体的に形成されてもよい。
画像表示装置11から発した光は、コリメートレンズ131により、方向によらず平行化されて導光部材132の入射面132aから導光部材132へ入射する。すなわち、画像表示装置11から発した光は、画像表示装置11上の表示位置に応じた方向を向く平行光となる。そしてその平行化された光は、導光部材132内を全反射しながら伝搬し、導光部材132の拡散面132bに設けられた複数のプリズム133(光路変換部)により、出射面132cへ向けて反射される。
各プリズム133は、X方向、すなわち、導光板14の入射面14aの長手方向に沿って所定のピッチ(例えば、1mm)で格子状に配置されている。各プリズム133は、例えば、Z方向に沿って延伸され、X方向において所定の幅(例えば、10μm)を持つ略三角形状の溝として形成される。そして各プリズム133は、拡散面132bに対して所定の角度βをなし、かつ、入射面132aと対向するように向けられた反射面を有する。なお、所定の角度βは、導光部材132へ入射した画像表示装置11からの光を全反射させて、出射面132cへ向ける角度、例えば、拡散面132bに対して37〜45°をなすように設定される。また、XY平面において同じ方向を向く光が、所定の結像面にて一点に集光するように、入射面132aから離れたプリズム133ほど角度βは大きくなるように各プリズム133は形成される。これにより、画像表示ユニット1Aと同様に、導光部材132を出射した光は、導光板14の入射面14aの短手方向(すなわち、厚さ方向)に関して平行化され、一方、入射面14aの長手方向について収束光化される。したがって、画像表示ユニット1Aと同様に、画像表示ユニット1Bは、画像表示装置11に表示された画像を空間投影できる。
なお、コリメートレンズ131及び導光部材132は、それぞれ、例えば、可視光に対して透明な材料、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーといった樹脂を成型することで形成される。
なお、導光部材132の出射面132cと導光板14の入射面14aとの間に、入射面14aの長手方向について正のパワーを持つシリンドリカルレンズが配置されてもよい。この場合には、入射面14aの長手方向に関して、シリンドリカルレンズにより画像表示装置11からの光は収束光化されるので、導光部材132の各プリズム133の反射面の角度は互いに同一であってもよい。
上述した画像表示ユニット1A〜1Cは、画像表示装置11と、画像表示装置11からの画像光を平行光化するコリメート部と、導光板14とを備えた構成であるといえる。例えば、画像表示ユニット1Aでは、前記コリメート部は、結像レンズ12及びコリメートレンズ13に相当する。そして、画像表示ユニット1A〜1Cは、画像表示装置11と前記コリメート部とは別体であった。しかし、本実施形態に係る画像表示ユニットは、このような構成に限定されず、導光板14の入射面12aに画像表示装置11からの画像光が平行光として入射する構成であれよい。例えば、画像表示装置11と前記コリメート部とが一体となった構成、すなわち画像表示装置11そのものが平行光化された画像光を出射する構成であってもよい。
本実施形態に係る画像表示ユニット1A〜1Cは、以上のように、車両の位置情報を取得する位置情報取得部10Aと、位置情報取得部10Aから取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を表示領域に表示する画像表示装置11と、画像表示装置11からの画像光を伝搬させる導光板14を有し、画像表示装置11により表示された画像を導光板14から投影して、スクリーンのない空間に結像させる結像部と、を備えている。そして、前記結像部は、当該結像部における観察者と反対側の空間に前記位置情報関連画像を結像させている。
本実施形態に係る画像表示ユニット1A〜1Cでは、画像表示装置11により表示された画像を導光板14から投影して、スクリーンのない空間に結像させている。このように導光板14を介して画像を空間結像させている構成では、反射ミラー等による反射を利用していないため、導光板14のプリズム141の構成や導光板14の配置等により、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて、導光板14における観察者と反対側の空間に画像を結像することができる。それゆえ、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示する場合であっても、設置スペースを確保することができる。
図5は、本実施形態に係る画像表示ユニットの車内での設置位置を示す模式図である。図5に示すように、本実施形態に係る画像表示ユニットは、観察者に対して遠くの空間位置にある平面112に、導光板14を介して画像を結像する構成になっている。この場合、導光板14が車両のドアにおける窓に設けられていることにより、観察者に対して遠い位置にある対象物に焦点を合わせて画像表示することができる。また、画像表示装置11は、導光板14の側面と対向するように配置されている。導光板14における画像表示装置11と対向する側面が画像光の入射面となる。このように側方のドアという限られたスペースであっても、導光板14の位置を設定することにより容易に画像表示することができる。観察者に対して遠くの空間位置にある平面112に、導光板14を介して画像を結像するので、実際に観察される景色に重ねて情報を表示することができる。
図6は、本実施形態に係る画像表示ユニットが車内に設置された状態を示す模式図である。図6に示すように、本実施形態によれば、位置情報取得部10A及び位置情報特定部10Bにより、位置情報取得部10Aから取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を生成するようになっている。それゆえ、車両の位置情報に連動して、当該位置情報に基づく位置情報関連画像を生成するようになっている。それゆえ、進行中の車両の窓から観察領域に存在する対象物に対応するように、位置情報関連画像を、観察者に対して遠くの空間位置にある平面112に結像させることができる。図6に示された例では、位置情報関連画像は、山の名前である。そして、位置情報関連画像では、進行中の車両の窓にて観察される山に合わせて、矢印にて山の名前を指し示すようになっている。
なお、前記位置情報画像は、山などの情報に限定されず、例えば、車両が通過する店舗の情報(例えば広告情報)が表示された画像であってもよい。
また、位置情報関連画像は、位置情報に基づくナビゲーション情報が表示された画像であってもよい。この場合、位置情報関連画像を空間結像する導光板14は、運転者が視認可能な位置に配置されていることが好ましい。例えば、導光板14は、車両内のダッシュボード部の上に配置されていてもよい。この場合、導光板14を介して運転者から遠い位置に結像画像を前方の窓により反射させて表示させる。ヘッドアップディスプレイを用いた表示装置と比較して、ナビゲーション情報を遠くに観察することができるので、適切な位置で情報を視認することができる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1A、1B、1C 画像表示ユニット
10A 位置情報取得部
10B 位置情報特定部
11 画像表示装置(画像表示部)
12 結像レンズ(結像部)
13、131 コリメートレンズ(結像部)
13c、14c 光出射面
14 導光板
14a、132a 入射面
14b 底面
132 導光部材
132b 拡散面
132c 出射面
133 プリズム(光路変換部)
141 プリズム(出射構造部)
10A 位置情報取得部
10B 位置情報特定部
11 画像表示装置(画像表示部)
12 結像レンズ(結像部)
13、131 コリメートレンズ(結像部)
13c、14c 光出射面
14 導光板
14a、132a 入射面
14b 底面
132 導光部材
132b 拡散面
132c 出射面
133 プリズム(光路変換部)
141 プリズム(出射構造部)
Claims (7)
- 車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部から取得された位置情報に関連する位置情報関連画像を表示領域に表示する画像表示部と、
前記画像表示部からの画像光を伝搬させる導光板を有し、前記画像表示部により表示された画像を前記導光板から投影して、スクリーンのない空間に結像させる結像部と、を備え、
前記結像部は、当該結像部における観察者と反対側の空間に前記位置情報関連画像を結像させることを特徴とするたことを特徴とする車両用画像表示ユニット。 - 前記導光板は、前記車両の側方の窓に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用画像表示ユニット。
- 前記導光板は、前記車両のダッシュボード部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用画像表示ユニット。
- 前記位置情報取得部により取得された位置情報及び車両の進行方向情報に応じて、前記導光板から観察される観察領域を特定し、該観察領域に表示すべき位置情報関連画像を特定する位置情報特定部を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用画像表示ユニット。
- 前記結像部は、
前記画像表示部からの画像光を入射する入射面を有し、該入射面から入射した前記画像光を反射または屈折させ出射面へ出射させる複数の出射構造部が設けられ、前記入射面の長手方向に直交する方向において平行光化された前記画像光を入射する導光板を備え、
前記複数の出射構造部のそれぞれは、前記表示領域における、前記入射面の長手方向と直交する方向において互いに異なる位置から発した光を所定の視点へ向けて前記導光板の一方の面である光出射面から出射させることを特徴とする請求項1から4いずれか1項に記載の車両用画像表示ユニット。 - 前記結像部は、
前記画像表示部と前記導光板の入射面との間に配置され、前記画像光を、前記入射面の長手方向と直交する方向において平行光化するコリメートレンズを備えていることを特徴とする請求項5に記載の車両用画像表示ユニット。 - 前記画像表示部は、前記画像光が前記入射面の長手方向に出射するように配置されており、
前記結像部は、
平行光化された前記画像光を前記入射面の長手方向に伝搬させるとともに、該伝搬光を反射または屈折させることにより前記導光板の前記入射面へ向けて出射させる複数の光路変換部が設けられた導光部材を備えたことを特徴とする請求項5または6に記載の車両用画像表示ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079239A JP2018180262A (ja) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 車両用画像表示ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079239A JP2018180262A (ja) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 車両用画像表示ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018180262A true JP2018180262A (ja) | 2018-11-15 |
Family
ID=64276660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017079239A Pending JP2018180262A (ja) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 車両用画像表示ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018180262A (ja) |
-
2017
- 2017-04-12 JP JP2017079239A patent/JP2018180262A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11155208B2 (en) | Image display unit | |
US10690911B2 (en) | Projection optical system and head-up display device | |
JP6551068B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6610099B2 (ja) | ミラーユニット及び表示装置 | |
JP6036437B2 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP2014191143A (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
US10613265B2 (en) | Display device | |
CN110300915B (zh) | 虚像显示装置 | |
CN110300913B (zh) | 虚像显示装置 | |
JP6579180B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
WO2017038425A1 (ja) | 表示装置 | |
JP2017003922A (ja) | 光学素子及びプロジェクタ | |
US10488656B2 (en) | Display device, and mobile body having same | |
CN110300914B (zh) | 虚像显示装置 | |
JP6593464B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
JP6982816B2 (ja) | 画像表示装置、虚像表示装置、移動体 | |
JP2018176991A (ja) | 車両用座席及び画像表示ユニット | |
JP2018180262A (ja) | 車両用画像表示ユニット | |
JP2014215481A (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP2020073963A (ja) | 虚像表示装置 | |
WO2018173955A1 (ja) | 画像表示装置、虚像表示装置、移動体 | |
JP2015191221A (ja) | 画像表示装置 | |
JP6593494B1 (ja) | 虚像表示装置 | |
US10502953B2 (en) | Display device, and mobile body having same | |
JP2019124731A (ja) | 虚像表示装置 |