JP2019124729A - 虚像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)虚像提示板に対してねじれた位置に凹面鏡を配置する。
(2)サジタル方向とメリディオナル方向の曲率が異なる投射鏡を配置する。
(3)光軸に対して傾斜させた平行平板を挿入する。
(4)互いにねじれた位置となる二枚の凹面鏡を組み合わせる。
(5)虚像提示板とは凹凸が逆となる曲面形状の投射鏡を配置する。
図6(a)〜(c)は、第1の実施の形態に係る虚像表示装置10の構成を詳細に示す図であり、それぞれ異なる視点から見た図である。図6(a)は、図1に対応し、yz平面で見た構成を示す。図6(b)は、xz平面で見た構成を示し、図6(c)は、xy平面で見た構成を示す。本実施の形態は、上述の特徴(1)を用いた構成であり、虚像提示板22に対し、投射光学系14に含まれる凹面鏡16がねじれた位置に配置されている。
図7は、第2の実施の形態に係る虚像表示装置110の構成を詳細に示す図である。本実施の形態は、虚像提示板22の軸Aと凹面鏡116の軸Bが同じ方向(x方向)となっており、虚像提示板22に対して凹面鏡116がねじれ配置ではない点で上述の第1の実施の形態と相違する。
図8は、第3の実施の形態に係る虚像表示装置210の構成を詳細に示す図である。本実施の形態は、表示部12と凸レンズ218の間に斜めに配置される平行平板219が追加される点で上述の実施の形態と相違する。
図9(a),(b)は、第4の実施の形態に係る虚像表示装置310の構成を詳細に示す図であり、それぞれ異なる視点から見た図である。図9(a)は、図1に対応し、yz平面で見た構成を示し、図9(b)は、xz平面で見た構成を示す。本実施の形態は、投射光学系314が二枚の凹面鏡316,318を含み、二枚の凹面鏡316,318がねじれ配置となる点で上述の実施の形態と相違する。
図10は、第5の実施の形態に係る虚像表示装置410の構成を詳細に示す図である。本実施の形態は、虚像提示板22にて生じる非点収差を緩和させるため、凸面鏡416を用いる点で上述の実施の形態と相違する。つまり、虚像提示板22と投射鏡の凹凸形状を逆にすることで、それぞれの曲面で生じる非点収差を逆向きに生じさせ、合成光学系全体の非点収差量を小さくする。
(項1−1)
虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記虚像提示板の第1凹曲面にて前記画像表示光が斜めに入反射するように前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射鏡を含む投射光学系と、を備え、
前記投射鏡は、前記画像表示光が斜めに入反射する第2凹曲面を有し、前記第1凹曲面における前記画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向と、前記第2凹曲面における前記画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向とが互いに直交するように配置され、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。
(項1−2)
前記投射鏡は、前記第2凹曲面と交差する第1断面での曲率よりも前記第2凹曲面と交差する第2断面での曲率が大きくなるように構成され、前記第1断面は、前記第2凹曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方を含む平面であり、前記第2断面は、前記第1断面に直交する平面であって、前記第2凹曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向に沿う平面であることを特徴とする項1−1に記載の虚像表示装置。
(項1−3)
前記投射光学系は、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板をさらに含むことを特徴とする項1−1または項1−2に記載の虚像表示装置。
虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射鏡を含む投射光学系と、を備え、
前記投射鏡は、前記画像表示光が斜めに入反射する凹曲面を有し、前記凹曲面と交差する第1断面での曲率よりも前記凹曲面と交差する第2断面での曲率が大きくなるように構成され、前記第1断面は、前記凹曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方を含む平面であり、前記第2断面は、前記第1断面に直交する平面であって、前記凹曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向に沿う平面であり、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、
前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。
(項2−2)
前記投射光学系は、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板をさらに含むことを特徴とする項2−1に記載の虚像表示装置。
虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記虚像提示板に向けて前記画像表示光を投射する投射鏡と、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板と、を含み、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、
前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。
虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて反射させる第1凹面鏡と、前記画像表示光を前記第1凹面鏡に向けて反射させる第2凹面鏡と、を含み、
前記虚像提示板における前記画像表示光の入射方向と出射方向の双方に沿う平面を基準面としたとき、前記第1凹面鏡は、前記画像表示光が前記基準面に沿う方向に前記第1凹面鏡に入射する向きとなるよう配置され、前記第2凹面鏡は、前記画像表示光が前記基準面に交差する方向に前記第2凹面鏡に入射する向きとなるよう配置され、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。
(項4−2)
前記第1凹面鏡および前記第2凹面鏡の少なくとも一方の曲面は、当該曲面と交差する第1断面での曲率よりも当該曲面と交差する第2断面での曲率が大きくなるように構成されており、前記第1断面は、当該曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方を含む平面であり、前記第2断面は、前記第1断面に直交する平面であって、当該曲面に斜入射する画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向に沿う平面であることを特徴とする項4−1に記載の虚像表示装置。
(項4−3)
前記投射光学系は、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板をさらに含むことを特徴とする項4−2に記載の虚像表示装置。
虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記虚像提示板の凹曲面にて前記画像表示光が斜めに入反射するように前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射鏡を含む投射光学系と、を備え、
前記投射鏡は、前記画像表示光が斜めに入反射する凸曲面を有し、前記凹曲面における前記画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向と、前記凸曲面における前記画像表示光の入射方向と反射方向の双方に直交する方向とが互いに平行となるように配置され、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。
(項5−2)
前記投射光学系は、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板をさらに含むことを特徴とする項5−1に記載の虚像表示装置。
Claims (2)
- 虚像提示板を介してユーザに虚像を提示するための虚像表示装置であって、
画像表示光を生成する表示部と、
前記画像表示光を前記虚像提示板に向けて投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記虚像提示板に向けて前記画像表示光を投射する投射鏡と、前記投射光学系の光路に対して斜めに配置される平行平板と、を含み、
前記表示部は、前記虚像提示板および前記投射光学系により構成される合成光学系のメリディオナル面内焦点に配置され、
前記合成光学系のメリディオナル面内焦点は、前記虚像提示板のメリディオナル面に沿って前記ユーザから前記虚像提示板に向けて平行光束を入射させたときの当該平行光束の集光位置であることを特徴とする虚像表示装置。 - 前記虚像提示板は、車両に設けられる厚さが均一なウインドシールドであることを特徴とする請求項1に記載の虚像表示装置。
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