JP6428477B2 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Description
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
[本実施形態の構成]
本発明が適用されたヘッドアップディスプレイ1は、車両(移動体)に搭載されて用いられるものであって、図1に示すように、制御部10、凹面鏡15、スクリーン18、凹面鏡駆動部33、描画部40、光学駆動部43を備えている。ここで、図1における光軸31は、スクリーン18に表示された画像の光路の中心を示す模式的なものである。
そして、このウインドシールド21をコンバイナとして、アイボックス23に位置する運転者(搭乗者)の視点25に到達する。運転者は、ウインドシールド21の前方の地点において、表示部17に表示された画像を虚像(虚像表示像)27として視認することができる。
ヘッドアップディスプレイ1において画像の歪みを軽減する仕組みについて図3以下の図面を用いて説明する。光ビーム(入射光)が走査部42に照射され、この光ビームが走査部42によって反射されて、この反射光がスクリーン18の中央に向かうとき、入射光と反射光とのなす角を2θとし、この半分のθを入射角と定義する。なお、入射光は、水平方向に直交する平面上に位置するものとする。
ここで、一般的に凹面鏡の曲率半径Rは、点C・点P間の距離に比べ十分大きいため、
以上のようなヘッドアップディスプレイ1によれば、表示光を表示させる位置を変更する場合(凹面鏡15を回転させる場合)であっても、反射角度に応じて、凹面鏡15によって表示光に生じる歪みが走査部42によって表示光に生じる歪みと相殺される入射角になるように光学駆動部43を駆動するので、表示光の歪みが生じにくくすることができる。
上記実施形態においては、凹面鏡15や走査部42による歪みが考慮され、良好に抑制されている。一方、この第2実施形態では、視点25のデフォルト位置において、虚像27の歪みが既に最小化されている、あるいは低レベル状態にある場合を想定している。例えば、視点25のデフォルト位置での画像の歪み量が製造時に計測される場合を想定している。この場合、この視点25のデフォルト位置での歪み量が、ソフトウェアを用いた手段や他の光学的手段によって補正されたり、あるいは運転者の座高に応じてセットされてもよい。しかしながら、このような場合においても、ユーザの身長が平均身長より高いことやユーザの個人的嗜好によって視点のデフォルト位置を変更したいと要望することもあり得る。もしユーザが、図示されていない操作手段を用いて視点のデフォルト位置から異なる位置に視点位置を変更すると、制御部10は凹面鏡駆動部33を制御し、凹面鏡15の回転により凹面鏡15での入射角αを補正する。その結果、凹面鏡15での入射角αは変化し、凹面鏡15において新たな歪みが発生することになる。この第2実施形態では、このように新たに発生する歪みが良好に抽出され軽減されることとなる。
入射角がθのときの曲りの大きさεは、次式に示すようになる。
[実施形態の構成と本発明の手段との対応関係]
上記実施形態における角度検出部13は本発明でいう反射角度検出手段に相当する。また、上記実施形態における凹面鏡15は本発明でいう反射部材に相当し、上記実施形態におけるスクリーン18は本発明でいう表示部に相当する。
Claims (5)
- 表示光を投影部材(21)に投影するヘッドアップディスプレイ(1)であって、
光ビームを表示光として発する射出部(41)と、
可動反射面を備え、表示光を前記射出部から受けて表示光を走査する走査部(42)と、
前記射出部および前記走査部を一体的に回転させて、前記走査部への表示光の入射角を変更する入射角変更部(43)と、
前記走査部から表示光を受けて反射する表示部(18)と、
前記表示部から表示光を受けて、前記投影部材に向けて拡大反射させる反射部材(15)と、
外部指示に基づいて前記反射部材を回転させて、前記表示光の前記反射部材への入射角を変更させる角度変更部(33)と、
CPUおよびメモリを備えた制御部(10)と、を備え、
前記表示光は、前記射出部、走査部、表示部、反射部材および投影部材の間を実質的に共通面に沿うよう照射され、
前記反射部材が第1の角度変化だけ回転された際に、前記制御部は、前記入射角変更部を駆動して前記走査部への入射角を第2の角度変化だけ回転させるようプログラムされて、前記反射部材の第1の角度変化により生じる表示光の歪みを、前記走査部の第2の角度変化により生じる表示光の歪みによって相殺させる
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 - 前記第1の角度変化の前の前記反射部材の入射角をαとし、前記第1の角度変化による前記反射部材の入射角の変化をΔαとし、前記第2の角度変化の前の前記走査部の入射角をθとし、前記第2の角度変化による走査部の入射角の変化をΔθとし、
前記走査部は、前記共通面に直交する水平方向において表示光を走査角φで走査し、
前記反射部材の曲率半径をRとし、
前記反射部材での前記水平方向における表示光の幅を2Hとしたときに、
前記制御部は、以下の式を満たすように前記入射角変更部により前記走査部への入射角を変化させるようプログラムされていることを特徴とする請求項1記載のヘッドアップディスプレイ。
- 前記走査部が走査部基準入射角に回転されると共に、前記反射部材が反射部材基準入射角に回転された際に、前記投影部材での表示光の歪みが最小限となるよう設定され、
前記第2の角度変化による走査部への入射角の変化は、前記第1の角度変化による反射部材への入射角の変化に比例するように設定される請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記反射部材基準入射角をαとし、前記走査部基準入射角をθとし、
前記走査部は、前記共通面に直交する水平方向において表示光を走査角φで走査し、
前記反射部材の曲率半径をRとし、
前記反射部材での前記水平方向における表示光の幅を2Hとし、
以下の式を満たす場合において、
前記制御部は、前記入射角変更部を駆動して、前記第2の角度変化による前記走査部への入射角の変化が前記第1の角度変化による前記反射部材への入射角の変化と等しくなるように前記走査部への入射角を変化させるようプログラムされる請求項3記載のヘッドアップディスプレイ。
- 表示光を投影部材(21)に投影するヘッドアップディスプレイ(1)であって、
ビーム光を表示光として発する射出部(41)と、
可動反射面を備え、表示光を前記射出部から受けて表示光を走査する走査部(42)と、
射出部および走査部を一体的に回転させて、走査部への表示光の入射角を変更する入射角変更部(43)と、
走査部から表示光を受けて反射する表示部(18)と、
前記表示部から表示光を受けて、前記投影部材に向けて拡大反射させる反射部材(15)と、
外部指示に基づいて反射部材を回転させて、前記表示光の反射部材への入射角を変更させる角度変更部(33)と、
前記反射部材と前記走査部とを機械的に連結させるリンク機構と、を備え、
前記表示光は、前記射出部、走査部、表示部、反射部材および投影部材の間を実質的に共通面に沿うよう照射され、
前記走査部が走査部基準入射角に回転されると共に、前記反射部材が反射部材基準入射角に回転されたた際に、前記投影部材での表示光の歪みが最小限となるよう設定され、
前記反射部材駆動部が前記反射部材を第1の角度変化だけ回転させた際に、前記リンク機構は、前記走査部を第2の角度変化だけ回転させて、前記第1の角度変化により生ずる表示光の歪みが、前記第2の角度変化により生ずる表示光の歪みと相殺されるようにし、
前記第2の角度変化による走査部への入射角の変化は、第1の角度変化による反射部材への入射角の変化に比例する
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
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