JP5900445B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
以下、HUD装置100の全体的な特徴を説明する。図1に示すようにHUD装置100は、レーザスキャナ10、コントローラ29、スクリーン部材30及び光学系40を、ハウジング50内に備えている。
次に、第一実施形態による光学素子32の詳細な特徴を説明する。
ΔL=P・θ−2・ΔS …(式1)
ΔL=P・θ+2・ΔS …(式2)
α=λ/P …(式3)
ΔS≠m・λ/4 …(式4)
(2m−1)・λ/16<ΔS<(2m+1)・λ/16 …(式5)
ΔS=m・λ/8 …(式6)
以下、上述した第一実施形態の作用効果を説明する。
図16に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、ピークピッチPが互いに等しく且つ素子幅W(Wa,Wb)が相異なる各光学素子2032の湾曲面2033について、隣接素子2032同士で相異なる曲率半径Rが、走査面31の全域にて設定されている。特に第二実施形態の曲率半径Rとしては、大小二種類の曲率半径Ra,Rbが設定されており、大曲率半径Raの光学素子2032と小曲率半径Rbの光学素子2032とは、いずれの方向x,yにおいても交互に配列されている。かかる配列形態により各光学素子2032は、水平方向xにおいて隣接する光学素子2032と比較した曲率半径Rの大小関係と、垂直方向yにおいて隣接する光学素子2032と比較した曲率半径Rの大小関係とにつき、一致させられている。
図17に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態において各光学素子3032の表面は、互いに共通の湾曲形態として凹状に湾曲する凹状湾曲形態を呈することで、円弧面状等の湾曲面3033を形成している。各光学素子3032表面において湾曲面3033は、方向x,yとの直交方向zのうち、レーザスキャナ10及び光学系40と向き合う側から反対側へ凹陥し、最凹陥点を面頂点3034としている。即ち、各光学素子3032表面の湾曲面3033は、スクリーン部材30を厚さ方向(即ち、ここでは方向z)に挟んだ両側のうち、レーザスキャナ10及び光学系40と向き合う側の走査面31に、形成されている。かかる構成により、レーザスキャナ10から走査面31へ投射されるレーザ光は、光学素子3032表面の湾曲面3033により反射されることで、当該湾曲面3033から拡散して光学系40側へと出射される。
図18に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。第四実施形態の各光学素子4032表面において湾曲面4033は、方向x,yとの直交方向zのうち、レーザスキャナ10及び光学系40と向き合う側とは反対側へ突出し、最突出点を面頂点4034としている。即ち、各光学素子4032表面の湾曲面4033は、スクリーン部材30を厚さ方向(即ち、ここでは方向z)に挟んだ両側のうち、レーザスキャナ10及び光学系40と向き合う側の光学面4036とは反対側の走査面4031に、形成されている。かかる構成により、レーザスキャナ10から光学面4036へ投射されるレーザ光は、スクリーン部材30内を透過して、光学素子4032表面の湾曲面4033に入射する。その結果としてレーザ光は、図19に示すように、光学素子4032表面の湾曲面4033により反射されてスクリーン部材30内を透過することで、光学面4036から拡散して光学系40側へと出射される。
ΔS≠m・λ/4/n …(式7)
(2m−1)・λ/16/n<ΔS<(2m+1)・λ/16/n …(式8)
ΔS=m・λ/8/n …(式9)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
Claims (7)
- 移動体(1)の投影面(91)に表示画像(71)を投影することにより、前記表示画像の虚像(70)を前記移動体の室内から視認可能に表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示画像となるレーザ光を投射する投射器(10)と、
格子状に配列される複数の光学素子(32,2032,3032,4032)を、有し、前記投射器から前記光学素子に入射される前記レーザ光を拡散して前記投影面側に導くスクリーン部材(30)とを、備え、
各前記光学素子は、凸状湾曲及び凹状湾曲のうち共通の湾曲形態を呈する湾曲面(33,2033,3033,4033)を、表面に形成し、当該湾曲面を通じて前記投影面側に出射させる前記レーザ光を、拡散し、
且つ各前記光学素子は、格子状配列の少なくとも一配列方向に隣接する前記光学素子とは当該隣接方向の素子幅(W,Wa,Wb)が相異なるように、形成されることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 各前記光学素子は、格子状配列の一配列方向に隣接する前記光学素子とは当該一配列方向の前記素子幅が相異なり、且つ格子状配列の他配列方向に隣接する前記光学素子とは当該他配列方向の前記素子幅が相異なるように、形成されることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 各前記光学素子は、格子状配列の一配列方向において隣接する前記光学素子と比較した当該一配列方向での前記素子幅の大小関係と、格子状配列の他配列方向において隣接する前記光学素子と比較した当該他配列方向での前記素子幅の大小関係とが一致するように、形成されることを特徴とする請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 各前記光学素子(32,3032,4032)は、隣接するもの同士にて前記湾曲面(33,3033,4033)の面頂点(34,3034,4034)から相互間の境界(35,3035,4035)までのサグ量(S,Sa,Sb)が相異なるように、形成され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ヘッドアップディスプレイ装置。
- 各前記光学素子(2022)は、隣接するもの同士にて前記湾曲面(2033)の面頂点(2034)から相互間の境界(2035)までのサグ量(S)が等しくなるように、形成され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ヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記各光学素子(2022)は、隣接するもの同士にて前記湾曲面(2033)の曲率半径(R,Ra,Rb)が相異なるように、形成され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ヘッドアップディスプレイ装置。
- 隣接する前記光学素子(32,2032,3032,4032)同士の前記素子幅は、前記スクリーン部材のうち各前記光学素子表面の前記湾曲面を形成する側の面(31,4031)の全域において、格子状配列の一配列方向及び他配列方向のいずれでも相異な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ヘッドアップディスプレイ装置。
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