JP2021021827A - Head-up display - Google Patents
Head-up display Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021021827A JP2021021827A JP2019138155A JP2019138155A JP2021021827A JP 2021021827 A JP2021021827 A JP 2021021827A JP 2019138155 A JP2019138155 A JP 2019138155A JP 2019138155 A JP2019138155 A JP 2019138155A JP 2021021827 A JP2021021827 A JP 2021021827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display
- optical path
- power
- central optical
- mirror
- 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.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 92
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本開示は、例えば車両などに搭載されるヘッドアップディスプレイに関する。 The present disclosure relates to a head-up display mounted on, for example, a vehicle.
従来、例えば車両などに搭載されるヘッドアップディスプレイが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1のヘッドアップディスプレイは、投射器と、導光ミラーと、コンバイナとを備える。投射器は表示光を導光ミラーに向けて投射し、導光ミラーはその表示光をコンバイナに向けて反射する。コンバイナによって反射された表示光は、車両の乗員に向かう。その結果、車両の乗員は、コンバイナの奥側、すなわち車両の外側に存在する虚像を視認することができる。ここで、上記特許文献1のヘッドアップディスプレイでは、導光ミラーにおける表示光を反射する面は凸面状である。これにより、その虚像の視認性を向上することができる。 Conventionally, for example, a head-up display mounted on a vehicle or the like has been proposed (see Patent Document 1). The head-up display of Patent Document 1 includes a projector, a light guide mirror, and a combiner. The projector projects the display light toward the light guide mirror, and the light guide mirror reflects the display light toward the combiner. The indicator light reflected by the combiner is directed toward the occupants of the vehicle. As a result, the occupants of the vehicle can visually recognize the virtual image existing on the back side of the combiner, that is, on the outside of the vehicle. Here, in the head-up display of Patent Document 1, the surface of the light guide mirror that reflects the display light is convex. Thereby, the visibility of the virtual image can be improved.
しかしながら、上記特許文献1のヘッドアップディスプレイでは、視点によって虚像が歪む可能性があるという課題がある。 However, the head-up display of Patent Document 1 has a problem that the virtual image may be distorted depending on the viewpoint.
そこで、本開示は、虚像の歪みの発生を抑えることができるヘッドアップディスプレイを提供する。 Therefore, the present disclosure provides a head-up display capable of suppressing the occurrence of distortion of a virtual image.
本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、透光性を有する板状の表示媒体と、画像を表示する表示部と、前記表示部によって表示される画像を前記表示媒体に導くことによって、前記表示媒体に対して観察者と反対側に虚像を形成する投射光学系とを備え、前記表示部の画像中心から出た光線が観察者の瞳の中心を通る光路が中心光路とされる場合、前記投射光学系および前記表示媒体を含む合成光学系の前記中心光路における合成パワーを、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第1の値は、4以下である。 The head-up display according to one aspect of the present disclosure is described by guiding a plate-shaped display medium having translucency, a display unit for displaying an image, and an image displayed by the display unit to the display medium. When a projection optical system that forms a virtual image on the opposite side of the display medium from the observer is provided, and an optical path through which a light ray emitted from the center of the image of the display unit passes through the center of the observer's pupil is defined as the central optical path. The first value, which is an absolute value of a value obtained by differentiating the combined power in the central optical path of the projection optical system and the synthetic optical system including the display medium by the power in the central optical path of the display medium, is It is 4 or less.
なお、この包括的または具体的な態様は、システムまたは方法などによって実現されてもよく、システムまたは方法などの任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that this comprehensive or specific embodiment may be realized by a system or a method or the like, or may be realized by an arbitrary combination such as a system or a method.
本開示のヘッドアップディスプレイは、虚像の歪みの発生を抑えることができる。 The head-up display of the present disclosure can suppress the occurrence of distortion of a virtual image.
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施の形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and effects in one aspect of the present disclosure will be apparent from the specification and drawings. Such advantages and / or effects are provided by some embodiments and features described in the specification and drawings, respectively, but not all are provided to obtain one or more identical features. There is no need.
(本開示の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した特許文献1のヘッドアップディスプレイに関し、以下の課題が生じることを見出した。
(Knowledge on which this disclosure was based)
The present inventor has found that the following problems arise with respect to the head-up display of Patent Document 1 described in the column of "background technology".
例えば、互いに異なる視点の何れからでも虚像を観察者に視認させるために、その視点に応じてヘッドアップディスプレイのコンバイナの傾きが調整される場合がある。このような場合には、その視点に応じてコンバイナにおける表示光の反射角が異なる。すなわち、その視点に応じてコンバイナのパワー(すなわち屈折力)が変化する。その結果、所定の視点から視認される虚像には歪みが生じていなくても、他の視点から視認される虚像には大きな歪みが生じる場合がある。したがって、上記特許文献1のヘッドアップディスプレイを、互いに視点が異なる複数の車種に対して共用化することは難しい。つまり、車種ごとに、その車種の車両に搭載されるヘッドアップディスプレイを、その車種の視点に応じて設計しなければならい。 For example, in order for the observer to visually recognize the virtual image from any of the different viewpoints, the inclination of the combiner of the head-up display may be adjusted according to the viewpoint. In such a case, the reflection angle of the display light in the combiner differs depending on the viewpoint. That is, the power of the combiner (that is, the refractive power) changes according to the viewpoint. As a result, even if the virtual image viewed from a predetermined viewpoint is not distorted, the virtual image viewed from another viewpoint may be significantly distorted. Therefore, it is difficult to share the head-up display of Patent Document 1 with a plurality of vehicle models having different viewpoints from each other. In other words, for each vehicle type, the head-up display mounted on the vehicle of that vehicle type must be designed according to the viewpoint of that vehicle type.
このような課題を解決するために、本開示の一態様に係るヘッドアップディスプレイは、透光性を有する板状の表示媒体と、画像を表示する表示部と、前記表示部によって表示される画像を前記表示媒体に導くことによって、前記表示媒体に対して観察者と反対側に虚像を形成する投射光学系とを備え、前記表示部の画像中心から出た光線が観察者の瞳の中心を通る光路が中心光路とされる場合、前記投射光学系および前記表示媒体を含む合成光学系の前記中心光路における合成パワーを、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第1の値は、4以下である。例えば、前記投射光学系は、1つのミラーからなり、前記合成パワーをφとして示し、前記ミラーの前記中心光路におけるパワーをφ1として示し、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーをφ2として示し、前記ミラーと前記表示媒体との間の前記中心光路に沿った距離をL2として示す場合、前記合成パワーφは下記式(1)によって示され、前記第1の値は下記式(2)を満たす。 In order to solve such a problem, the head-up display according to one aspect of the present disclosure includes a plate-shaped display medium having translucency, a display unit for displaying an image, and an image displayed by the display unit. Is provided with a projection optical system that forms a virtual image on the opposite side of the display medium from the observer by guiding the light beam to the display medium, and a light ray emitted from the image center of the display unit directs the center of the observer's pupil. When the optical path through which the light path passes is a central optical path, the value obtained by differentiating the combined power in the central optical path of the projection optical system and the synthetic optical system including the display medium by the power in the central optical path of the display medium. The first value, which is an absolute value, is 4 or less. For example, the projection optical system is composed of one mirror, the combined power is shown as φ, the power of the mirror in the central optical path is shown as φ 1 , and the power of the display medium in the central optical path is shown as φ 2. When the distance between the mirror and the display medium along the central optical path is shown as L 2 , the combined power φ is expressed by the following equation (1), and the first value is expressed by the following equation (2). Meet.
これにより、第1の値が4以下であるため、合成パワーを表示媒体のパワーの変化に対して鈍感にすることができる。つまり、視点に応じて表示媒体の傾きが調整されてその表示媒体のパワーが変化したとしても、合成パワーの変化を抑えることができる。その結果、虚像の歪みの発生を抑えることができる。したがって、互いに視点が異なる複数の車種に対してヘッドアップディスプレイを容易に共用化することができる。 As a result, since the first value is 4 or less, the combined power can be made insensitive to changes in the power of the display medium. That is, even if the inclination of the display medium is adjusted according to the viewpoint and the power of the display medium changes, the change in the combined power can be suppressed. As a result, the occurrence of distortion of the virtual image can be suppressed. Therefore, the head-up display can be easily shared with a plurality of vehicle models having different viewpoints.
また、前記表示部から、前記合成光学系における前記表示部側の主点である前側主点までの前記中心光路に沿った距離の逆数を、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第2の値は、4以下であってもよい。例えば、前記投射光学系は、1つのミラーからなり、前記中心光路における合成パワーをφとして示し、前記ミラーの前記中心光路におけるパワーをφ1として示し、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーをφ2として示し、前記表示部と前記ミラーとの間の前記中心光路に沿った距離をL1として示し、前記ミラーと前記表示媒体との間の前記中心光路に沿った距離をL2として示し、前記ミラーと前記前側主点までの距離をδ1として示し、前記表示部から前記前側主点までの前記中心光路に沿った距離をDとして示す場合、前記距離Dは下記式(3)によって示され、前記第2の値は下記式(4)を満たす。 Further, the reciprocal of the distance along the central optical path from the display unit to the front principal point, which is the principal point on the display unit side in the synthetic optical system, is differentiated by the power in the central optical path of the display medium. The second value, which is the absolute value of the value obtained by, may be 4 or less. For example, the projection optical system is composed of one mirror, the combined power in the central optical path is shown as φ, the power of the mirror in the central optical path is shown as φ 1 , and the power of the display medium in the central optical path is φ. It is shown as 2 , the distance along the central optical path between the display unit and the mirror is shown as L 1 , and the distance along the central optical path between the mirror and the display medium is shown as L 2 . When the distance between the mirror and the front principal point is shown as δ 1 and the distance from the display unit to the front principal point along the central optical path is shown as D, the distance D is represented by the following equation (3). The second value satisfies the following equation (4).
これにより、第2の値が4以下であるため、表示部から前側主点までの距離を表示媒体のパワーの変化に対して鈍感にすることができる。つまり、視点に応じて表示媒体の傾きが調整されてその表示媒体のパワーが変化したとしても、その距離の変化を抑えることができる。その結果、虚像の歪みの発生をさらに抑えることができる。したがって、互いに視点が異なる複数の車種に対してヘッドアップディスプレイをさらに容易に共用化することができる。 As a result, since the second value is 4 or less, the distance from the display unit to the front principal point can be made insensitive to changes in the power of the display medium. That is, even if the inclination of the display medium is adjusted according to the viewpoint and the power of the display medium changes, the change in the distance can be suppressed. As a result, the occurrence of distortion of the virtual image can be further suppressed. Therefore, the head-up display can be more easily shared with a plurality of vehicle models having different viewpoints.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 It should be noted that all of the embodiments described below are comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are described as arbitrary components.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same components are designated by the same reference numerals.
(実施の形態)
図1は、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイの配置および構成を示す図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement and configuration of a head-up display according to the present embodiment.
本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100は、例えば車両10に搭載されて虚像1を形成する。この虚像1は、例えば車両10の前方外側に存在するように、車両10の運転者である観察者20に視認される。このようなヘッドアップディスプレイ100は、筐体101と、表示部102と、ミラー103と、コンバイナ104とを備える。
The head-up
筐体101は、例えば樹脂成型品であって、車両10のダッシュボードの内部に配置される。また、筐体101は、表示部102およびミラー103を収納する。
The
コンバイナ104は、例えば樹脂成型品であって、透光性を有する板状の表示媒体の一例である。このようなコンバイナ104は、筐体101の上部に取り付けられている。また、コンバイナ104は、筐体101に対して出没自在に取り付けられていてもよい。
The
表示部102は、観察者20に虚像1として視認される画像を表示する。表示部102は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)である。なお、表示部102は、LCD以外のデバイス、例えば有機発光ダイオード(エレクトロルミネッセンス)、蛍光表示装置(セブンセグメント)、またはプラズマディスプレイなどであってもよい。また、表示部102は、プロジェクタまたは走査型レーザであってもよい。このような表示部102は、筐体101の底面側に収納されて、車両10の後方上側に画像を表示する。
The
ミラー103は、投射光学系の一例である。このミラー103は、表示部102によって表示される画像をコンバイナ104に導くことによって、そのコンバイナ104に対して観察者20と反対側に虚像を形成する。つまり、ミラー103は、表示部102によって表示される画像の光を受けると、その光をコンバイナ104に向けて反射する。例えば、ミラー103は、車両10の前方上側に光を反射する。その結果、コンバイナ104は、ミラー103からその光を受けると、その光を観察者20の視点に向けて反射する。これにより、観察者20は、コンバイナ104を介して、車両10の前方外側にある道路、歩行者または構造物などのオブジェクトと共に、そのオブジェクトに重畳される虚像1を視認することができる。
The
ここで、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100の光学系は、コンバイナ104のパワーの変化に対して鈍感に構成されている。これにより、観察者20の視点が所定の位置にある場合に限らず、他の位置にある場合であっても、ヘッドアップディスプレイ100によって形成される虚像の歪みを抑えることができる。
Here, the optical system of the head-up
図2は、虚像の歪みが抑えられる状況を説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a situation in which distortion of a virtual image is suppressed.
例えば、視点aはヘッドアップディスプレイ100の設計中心にある。したがって、観察者20が視点aから、ヘッドアップディスプレイ100によって形成される虚像1を視認する場合には、虚像1の歪みがなくなるように表示部102の表示の形状が決定されるため、虚像1の歪みはない。一方、視点bはヘッドアップディスプレイ100の設計中心から例えば鉛直上方に離れた位置にある。ここで、観察者20が視点bから、ヘッドアップディスプレイ100によって形成される虚像を視認する場合には、コンバイナ104は、観察者20の視点が視点aにある場合よりも傾けられる。つまり、ヘッドアップディスプレイ100のコンバイナ104は、表示部102からミラー103を介して投射される画像の光が視点aよりも鉛直上方の視点bに向かって反射されるように傾けられる。具体的には、コンバイナ104の上端部が車両10の前方側に傾けられる。このとき、コンバイナ104のパワーは変化する。したがって、仮に、ヘッドアップディスプレイ100の光学系が、コンバイナ104のパワーの変化に敏感であれば、観察者20によって視点bから視認される虚像は、図2の破線枠で示す虚像1bのように大きく歪む可能性がある。
For example, the viewpoint a is at the center of the design of the head-up
しかし、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100の光学系は、上述のように、コンバイナ104のパワーの変化に対して鈍感に構成されている。
However, as described above, the optical system of the head-up
具体的には、本実施の形態では、ミラー103およびコンバイナ104を含む合成光学系の中心光路Lにおける合成パワーを、コンバイナ104の中心光路Lにおけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第1の値は、4以下である。なお、中心光路Lは、表示部102の画像中心から出た光線が観察者20の瞳の中心を通る光路である。
Specifically, in the present embodiment, the absolute value of the value obtained by differentiating the combined power in the central optical path L of the synthetic optical system including the
さらに、本実施の形態では、表示部102から、上述の合成光学系における表示部102側の主点である前側主点までの中心光路Lに沿った距離の逆数を、コンバイナ104の中心光路Lにおけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第2の値は、4以下である。なお、その距離は、具体的には、表示部102において画像が表示される表示面の中心(すなわち上述の画像中心)から前側主点までの中心光路Lに沿った距離である。
Further, in the present embodiment, the reciprocal of the distance along the central optical path L from the
このように、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100の光学系、すなわち第1の値および第2の値は、コンバイナ104のパワーの変化に対して鈍感である。したがって、本実施の形態では、観察者20によって視点bから視認される虚像を、図2の実線枠で示すように、視点aから視認される虚像1と同程度に歪みが抑えられた虚像1aとして形成することができる。
As described above, the optical system of the head-up
図3は、ヘッドアップディスプレイ100の光学系と、合成パワーと、表示部102から前側主点までの距離とを示す図である。なお、図3に示すヘッドアップディスプレイ100の光学系では、その光学系に含まれる各光学素子が等価的に直線上に配列されている。
FIG. 3 is a diagram showing the optical system of the head-up
図3において、ミラー103の中心光路におけるパワーはφ1として示され、コンバイナ104の中心光路におけるパワーはφ2として示される。さらに、表示部102とミラー103との間の中心光路に沿った距離はL1として示され、ミラー103とコンバイナ104との間の中心光路に沿った距離はL2として示される。さらに、ミラー103と前側主点との間の中心光路に沿った距離はδ1として示される。
3, power is shown as a phi 1 in the central optical path of the
なお、その中心光路は、表示部102における上述の表示面の中心から出た光線が、観察者20の瞳の中心を通る光路である。また、下記に示すパワーおよび距離は、何れも中心光路におけるパワーおよび距離である。
The central optical path is an optical path in which a light beam emitted from the center of the display surface of the
このような場合、ミラー103およびコンバイナ104を含む合成光学系の合成パワーφは、以下の式(5)によって示される。
In such a case, the synthetic power φ of the synthetic optical system including the
さらに、表示部102から前側主点までの中心光路に沿った距離Dは、下記式(6)によって示される。
Further, the distance D along the central optical path from the
図4は、ヘッドアップディスプレイ100の光学系における合成パワーφおよび距離Dのそれぞれの条件を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the respective conditions of the combined power φ and the distance D in the optical system of the head-up
本実施の形態では、合成パワーφが上記式(5)によって示されるため、合成パワーφをコンバイナ104のパワーφ2で微分することによって得られる値の絶対値である第1の値、すなわち、
例えば、第1の値が4を超える場合には、視点調整時に諸収差が大きくなり画質が劣化し、特に、虚像の縦横のアスペクト比が崩れ、ボケなどが生じることが想定される。つまり、虚像に大きな歪みが生じることが想定される。したがって、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100では、第1の値が4以下であるため、合成パワーφをコンバイナ104のパワーφ2の変化に対して鈍感にすることができる。つまり、視点に応じてコンバイナ104の傾きが調整されてそのコンバイナ104のパワーが変化したとしても、合成パワーφの変化を抑えることができる。その結果、虚像1の歪みの発生を抑えることができる。したがって、互いに視点が異なる複数の車種に対してヘッドアップディスプレイ100を容易に共用化することができる。
For example, when the first value exceeds 4, it is assumed that various aberrations become large and the image quality deteriorates when the viewpoint is adjusted, and in particular, the aspect ratio of the virtual image collapses and blurring occurs. That is, it is assumed that a large distortion occurs in the virtual image. Therefore, in the head-up
また、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100では、第1の値が1.5以上であるため、ヘッドアップディスプレイ100の大型化を抑制することができる。つまり、ミラー103のパワーφ1が小さくなることによるヘッドアップディスプレイ100の大型化を抑制することができる。
Further, in the head-up
さらに、本実施の形態では、距離Dが上記式(6)によって示されるため、その距離Dの逆数を、コンバイナ104のパワーφ2で微分することによって得られる値の絶対値である第2の値、すなわち、
例えば、第1の値と同様に、第2の値が4を超える場合にも、視点調整時に諸収差が大きくなり画質が劣化し、特に、虚像の縦横のアスペクト比が崩れ、ボケなどが生じることが想定される。つまり、虚像に大きな歪みが生じることが想定される。したがって、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100では、第2の値が4以下であるため、表示部102から前側主点までの距離Dをコンバイナ104のパワーφ2の変化に対して鈍感にすることができる。つまり、視点に応じてコンバイナ104の傾きが調整されてそのコンバイナ104のパワーφ2が変化したとしても、その距離Dの変化を抑えることができる。その結果、虚像1の歪みの発生をさらに抑えることができる。したがって、互いに視点が異なる複数の車種に対してヘッドアップディスプレイ100をさらに容易に共用化することができる。
For example, as with the first value, when the second value exceeds 4, various aberrations increase during viewpoint adjustment and the image quality deteriorates, and in particular, the aspect ratio of the virtual image collapses and blurring occurs. Is expected. That is, it is assumed that a large distortion occurs in the virtual image. Accordingly, in the head-up
また、本実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ100では、第1の値と同様に、第2の値が0.8以上であるため、ヘッドアップディスプレイ100の大型化を抑制することができる。つまり、ミラー103のパワーφ1が小さくなることによるヘッドアップディスプレイ100の大型化を抑制することができる。
Further, in the head-up
(変形例)
本開示のヘッドアップディスプレイについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、本開示の範囲内に含まれてもよい。
(Modification example)
Although the head-up display of the present disclosure has been described based on the above-described embodiment, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment. As long as it does not deviate from the purpose of the present disclosure, various modifications that can be thought of by those skilled in the art may be included in the scope of the present disclosure.
例えば、上記実施の形態では、第1の値および第2の値のそれぞれは4以下であるが、第1の値および第2の値のうちの何れか一方の値のみが4以下であってもよい。つまり、合成パワーφをコンバイナ104のパワーφ2で微分することによって得られる値の絶対値である第1の値が4以下であって、第2の値はどのような値であってもよい。逆に、表示部102から前側主点までの光路に沿った距離Dの逆数を、コンバイナ104のパワーφ2で微分することによって得られる値の絶対値である第2の値が4以下であって、第1の値はどのような値であってもよい。
For example, in the above embodiment, each of the first value and the second value is 4 or less, but only one of the first value and the second value is 4 or less. May be good. That is, the first value, which is the absolute value of the value obtained by differentiating the combined power φ with the power φ 2 of the
このような場合であっても、第1の値または第2の値が4以下であるため、ヘッドアップディスプレイ100の光学系を、コンバイナ104のパワーの変化に対して鈍感にすることができる。その結果、視点に応じて生じる虚像の歪みを抑えることができる。
Even in such a case, since the first value or the second value is 4 or less, the optical system of the head-up
また、第1の値または第2の値が4以下であるだけでなく、さらに、それらの値以外の第3の値が閾値C以下であってもよい。 Further, not only the first value or the second value may be 4 or less, but also the third value other than those values may be the threshold value C or less.
第3の値は、例えば、コンバイナ104から後側主点までの距離δ2を、コンバイナ104のパワーφ2で微分することによって得られる値の絶対値である。なお、後側主点は、上述の合成光学系におけるコンバイナ104側の主点である。また、距離δ2は、具体的には、コンバイナ104における上述の反射面の中心から後側主点までの距離である。このような距離δ2は、以下の式(9)によって示される。
The third value is, for example, the absolute value of the value obtained by differentiating the distance δ 2 from the
したがって、上述の第3の値である
このようなヘッドアップディスプレイ100では、第3の値が閾値C以下であるため、閾値Cを適切な値に設定すれば、距離δ2をコンバイナ104のパワーφ2の変化に対して鈍感にすることができる。つまり、視点に応じてコンバイナ104の傾きが調整されてそのコンバイナ104のパワーφ2が変化したとしても、その距離δ2の変化を抑えることができる。その結果、虚像1の歪みの発生をさらに抑えることができる。したがって、互いに視点が異なる複数の車種に対してヘッドアップディスプレイ100をさらに容易に共用化することができる。
In such a head-up
また、上記実施の形態では、投射光学系は1つのミラー103からなるが、複数のミラーから構成されていてもよく、レンズを含んでいてもよい。つまり、投射光学系は、表示部102によって表示される画像をコンバイナ104に導くことによって、そのコンバイナ104に対して観察者20と反対側に虚像1を形成するものであれば、どのような光学系であってもよい。また、上記実施の形態では、ミラー103における光を反射する面は凸面状であるが、その形状は凸面状に限定されることなく、平面状であっても凹面状であってもよい。
Further, in the above embodiment, the projection optical system is composed of one
本開示は、例えば車両などに搭載されるヘッドアップディスプレイに利用可能である。 The present disclosure can be used for a head-up display mounted on, for example, a vehicle.
1、1a、1b 虚像
10 車両
20 観察者
100 ヘッドアップディスプレイ
101 筐体
102 表示部
103 ミラー(投射光学系)
104 コンバイナ
a、b 視点
1, 1a, 1b
104 Combiner a, b viewpoint
Claims (4)
画像を表示する表示部と、
前記表示部によって表示される画像を前記表示媒体に導くことによって、前記表示媒体に対して観察者と反対側に虚像を形成する投射光学系とを備え、
前記表示部の画像中心から出た光線が観察者の瞳の中心を通る光路が中心光路とされる場合、
前記投射光学系および前記表示媒体を含む合成光学系の前記中心光路における合成パワーを、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーで微分することによって得られる値の絶対値である第1の値は、4以下である、
ヘッドアップディスプレイ。 A plate-shaped display medium with translucency and
A display unit that displays images and
A projection optical system that forms a virtual image on the side opposite to the observer with respect to the display medium by guiding the image displayed by the display unit to the display medium is provided.
When the optical path through which the light beam emitted from the center of the image of the display unit passes through the center of the observer's pupil is defined as the central optical path.
The first value, which is an absolute value of the value obtained by differentiating the synthetic power in the central optical path of the projection optical system and the synthetic optical system including the display medium by the power in the central optical path of the display medium, is 4 or less,
Head-up display.
前記合成パワーをφとして示し、前記ミラーの前記中心光路におけるパワーをφ1として示し、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーをφ2として示し、前記ミラーと前記表示媒体との間の前記中心光路に沿った距離をL2として示す場合、前記合成パワーφは下記式(1)によって示され、前記第1の値は下記式(2)を満たす、
The combined power is shown as φ, the power of the mirror in the central optical path is shown as φ 1 , the power of the display medium in the central optical path is shown as φ 2 , and the central optical path between the mirror and the display medium is shown. When the distance along is shown as L 2 , the combined power φ is expressed by the following equation (1), and the first value satisfies the following equation (2).
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 Obtained by differentiating the reciprocal of the distance along the central optical path from the display unit to the front principal point, which is the principal point on the display unit side in the synthetic optical system, by the power of the display medium in the central optical path. The second value, which is the absolute value of the value to be obtained, is 4 or less.
The head-up display according to claim 1.
前記中心光路における合成パワーをφとして示し、前記ミラーの前記中心光路におけるパワーをφ1として示し、前記表示媒体の前記中心光路におけるパワーをφ2として示し、前記表示部と前記ミラーとの間の前記中心光路に沿った距離をL1として示し、前記ミラーと前記表示媒体との間の前記中心光路に沿った距離をL2として示し、前記ミラーと前記前側主点までの距離をδ1として示し、前記表示部から前記前側主点までの前記中心光路に沿った距離をDとして示す場合、
前記距離Dは下記式(3)によって示され、前記第2の値は下記式(4)を満たす、
The combined power in the central optical path is shown as φ, the power of the mirror in the central optical path is shown as φ 1 , the power of the display medium in the central optical path is shown as φ 2 , and the power between the display unit and the mirror is shown. The distance along the central optical path is indicated by L 1 , the distance along the central optical path between the mirror and the display medium is indicated by L 2 , and the distance between the mirror and the front main point is defined as δ 1. When the distance from the display unit to the front main point along the central optical path is shown as D,
The distance D is represented by the following formula (3), and the second value satisfies the following formula (4).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019138155A JP7246026B2 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | head up display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019138155A JP7246026B2 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | head up display |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021021827A true JP2021021827A (en) | 2021-02-18 |
JP7246026B2 JP7246026B2 (en) | 2023-03-27 |
Family
ID=74574211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019138155A Active JP7246026B2 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | head up display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7246026B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4740780A (en) * | 1985-06-24 | 1988-04-26 | Gec Avionics, Inc. | Head-up display for automobile |
DE102010062634A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg | Head-up display comprises projection unit for vehicle, where image forming unit is provided for emitting rays of image which is displayed, where optical elements comprises two mirrors |
JP2017198800A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 株式会社デンソー | Head-up display device |
JP2018036464A (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 富士フイルム株式会社 | Head-up display device |
-
2019
- 2019-07-26 JP JP2019138155A patent/JP7246026B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4740780A (en) * | 1985-06-24 | 1988-04-26 | Gec Avionics, Inc. | Head-up display for automobile |
DE102010062634A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg | Head-up display comprises projection unit for vehicle, where image forming unit is provided for emitting rays of image which is displayed, where optical elements comprises two mirrors |
JP2017198800A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 株式会社デンソー | Head-up display device |
JP2018036464A (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 富士フイルム株式会社 | Head-up display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7246026B2 (en) | 2023-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6409015B2 (en) | Projection display device for vehicle | |
JP6650584B2 (en) | Head-up display and moving object equipped with head-up display | |
JP6630921B2 (en) | Head-up display and moving object equipped with head-up display | |
US10371942B2 (en) | Heads-up display device | |
JP6225341B2 (en) | Head-up display and mobile body equipped with head-up display | |
JP6681546B2 (en) | Head-up display and vehicles equipped with head-up display | |
KR102192933B1 (en) | Virtual image display device, intermediate image forming unit, and image display light generating unit | |
JP7162273B2 (en) | Head-up displays and moving objects with head-up displays | |
JP2018146882A (en) | Image projection device | |
JPWO2017138431A1 (en) | Display device and head-up display | |
WO2019003514A1 (en) | Virtual image display apparatus | |
JP6908898B2 (en) | Image display device | |
JPWO2017138430A1 (en) | Display device and head-up display | |
US10598830B2 (en) | Screen member, image display apparatus, and object apparatus | |
JP2017142284A (en) | Display device and head-up display | |
JP2018146883A (en) | Image projection device | |
EP3006988A1 (en) | Image display apparatus | |
WO2018186149A1 (en) | Head-up display system, and mobile object provided with head-up display system | |
US11275241B2 (en) | Head-up display and moving object equipped with head-up display | |
JP2021021827A (en) | Head-up display | |
KR102144462B1 (en) | Head-up display device | |
JP2020042287A (en) | Head-up display device | |
WO2018030203A1 (en) | Display device | |
KR102337698B1 (en) | Head-up display device | |
JP6593393B2 (en) | Virtual image display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230303 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7246026 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
SZ03 | Written request for cancellation of trust registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313Z03 |