JP6586230B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
これにより、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を維持しつつ、虚像までの距離を制御することができる。
これにより、中間像形成手段と投影光学系をコンパクトにした構成で、虚像位置を変位させることができる。
本発明の画像表示装置は車両に設置され、投影光学系は、中間像に基づいて車両のウインドシールドに投影画像を生成することが好ましい。
これにより、運転者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御できるヘッドアップディスプレイ装置を構成することができる。
図1は、第1実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。図2は、第1実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。図3は、第1実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図であって、図1に示す状態に対して、第1ミラーを移動・回転させた後の状態を示す図である。
ここで、中間像が有する領域は、表示内容などに応じて3つ以上であってもよく、また、各領域の位置や大きさは任意に設定できる。中間像が有する領域が3つ以上である場合は、各領域に対応して3つ以上の、互いに独立した光学系を備えることが好ましい。
一方、第2ミラー22は固定されており、出射面14aの中央の領域からの出射光(イメージ光I12)は第2ミラー22で反射されて投影ミラー30へ入射する。
以上のような第1ミラー21の移動・回転の前後により、スクリーン14から投影ミラー30へ至る光路の長さは、「b+c−a」だけ長くなっている。このように光路を長くしたときの第1ミラー21からの反射光に対応する虚像53は、図3に示すように、第1ミラー21を移動・回転する前の虚像51よりもウインドシールド50から離れる側に形成される。また、第1ミラー21は、移動の前後で反射光が投影ミラー30に入射する角度が同一となるように回転されているため、運転者から見て、移動前の虚像51と移動後の虚像53は、上下方向において同じ位置に形成される。なお、第1ミラー21を投影ミラー30に近づけるように移動させる場合は、第1ミラー21を回転させることにより、投影ミラー30に入射する角度を同一に維持した状態で、距離を短くすることができる。
(1)第1ミラー21の移動の際に反射平面21aを回転させることにより、投影ミラー30への入射角度を維持したまま投影ミラー30までの距離を変更できる。このため、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を維持しつつ、虚像までの距離を制御することができる。
第2実施形態の画像表示装置においては、中間像のイメージ光を、2つの可動のミラー121、122に順に反射させている。この構成においては、第1ミラー121の移動にともなって、これらのミラー121、122の反射平面の相対角度を制御することによって、第2ミラー122からの出射光が投影ミラー30に入射する角度を一定に保持しつつ、虚像の形成位置を変位させることができる。
以下の説明において、第1実施形態と同様の構成部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
第2実施形態にかかる画像表示装置は、図4又は図5に示すように、中間像形成手段としての中間画像形成部110と、反射光学系の光学要素としての2つのミラー121、122と、移動手段としての第1ミラー移動部123と、角度制御手段としての第1ミラー回転駆動部124および第2ミラー回転駆動部125と、投影光学系としての投影ミラー30と、制御部40と、メモリ41とを備える。メモリ41には、以下に説明する制御・動作に必要な情報や、画像表示装置が表示する画像のデータなどが記憶されている。
一方、外側の領域に対応するイメージ光I22は、まず第1ミラー121に入射し、第1ミラー121からの反射光が、さらに第2ミラー122で反射されて、投影ミラー30に入射する。
ここで、中間像が有する領域は、表示内容などに応じて3つ以上であってもよく、また、各領域の位置や大きさは任意に設定できる。
なお、中間画像形成部は、中間像が形成される液晶パネルと、液晶パネルの後方から光を与えるバックライトとで構成してもよい。この場合には中間画像形成部の具体的な構成が図4とは異なり、スクリーン114の位置に液晶パネルが配置される。虚像を作り出すための中間像は、液晶パネルの表示画像である。
なお、図4〜図6に示す構成では、反射光学系の光学要素のうち第1ミラー121のみを移動させていたが、第2ミラー122も移動させ、これに合わせて2つのミラー121、122の反射平面の相対角度を調整するようにしてもよい。
なお、その他の作用、効果、変形例は第1実施形態と同様である。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
11 レーザ光源
12 LCOS
13 結像レンズ
14 スクリーン
14a 出射面
14c 光軸
15 レーザドライバ
16 LCOSドライバ
21 第1ミラー
21a 反射平面
21c 軸
22 第2ミラー
22a 反射平面
23 第1ミラー移動部
24 第1ミラー回転駆動部
30 投影ミラー
40 制御部
41 メモリ
50 ウインドシールド
51、52、53 虚像
110 中間画像形成部
114 スクリーン
114a 出射面
114c 光軸
121 第1ミラー
121a 反射平面
121c 軸
122 第2ミラー
122a 反射平面
122c 軸
123 第1ミラー移動部
124 第1ミラー回転駆動部
125 第2ミラー回転駆動部
151、152、153 虚像
Claims (6)
- 所定の中間像を形成する中間像形成手段と、
前記中間像形成手段からの出射光を反射させる光学要素を有する反射光学系と、
前記反射光学系からの入射光を被投影面に導く投影光学系と、
前記光学要素を移動させることによって、前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さを制御する移動手段と、
前記移動手段による移動の前後における、前記反射光学系から前記投影光学系への入射角度が同一となるように、前記光学要素の配置角度を制御する角度制御手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記中間像形成手段は、出射面から発散光を出射する光学素子を有し、
前記発散光の出射角は、前記出射面の中央よりも外側であるほど外側に大きくなり、
前記移動手段は、前記出射面の方向に沿って前記光学要素を移動させることによって、前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さを制御し、
前記角度制御手段は、前記移動手段による移動の前後における、前記反射光学系から前記投影光学系への入射角度が同一となるように、前記光学要素の配置角度を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記反射光学系は前記光学要素として複数の反射鏡を有し、
前記移動手段は、前記複数の反射鏡の少なくとも1つを移動させることによって、前記中間像形成手段から前記複数の反射鏡を順に反射して前記投影光学系に至る光路の長さを制御し、
前記角度制御手段は、前記複数の反射鏡の相対角度を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記反射光学系が有する複数の反射鏡は2つの反射鏡であり、
前記移動手段は、前記2つの反射鏡のうち、前記中間像形成手段側の反射鏡を移動させ、
前記角度制御手段は、前記2つの反射鏡の相対角度を制御することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 前記中間像形成手段は、出射面に対応する1つの平面において前記中間像を少なくとも2つの領域に分割して表示 し、
それぞれの領域からの出射光に対する前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さが異なることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 前記画像表示装置は車両に設置され、
前記投影光学系は、前記中間像に基づいて前記車両のウインドシールドに投影画像を生成することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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