JP6589146B2 - ヘッドアップディスプレイ、およびヘッドアップディスプレイを搭載した移動体 - Google Patents
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Description
以下、図1〜6を用いて、実施の形態1を説明する。
[1−1−1.ヘッドアップディスプレイの全体構成]
本開示のヘッドアップディスプレイ100の具体的な実施の形態及び実施例を、図面を参照して、以下、説明する。
以下、図2〜4及び図18A〜図18Dを用いて、投射光学系120の構成について説明する。
実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ100(ヘッドアップディスプレイの一例)は、観察者Dに虚像Iを視認させるヘッドアップディスプレイである。ヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110(表示デバイスの一例)と、投射光学系120と、を備える。表示デバイス110は、画像を表示する。投射光学系120は、レンズ121(屈折レンズの一例)を有し、表示デバイス110に表示された画像を観察者Dに投射する。ここで、視点領域300の中心に観察者Dの視点があるとき、虚像Iの中心から観察者Dの視点に向かう光線を基準光線Lcとする。視点領域300の中心に観察者Dの視点があるとき、虚像Iの車両外側端から観察者Dの視点に向かう光線を基準外側光線Loとする。レンズ121の入射面は、基準光線Lc上において表示デバイス110側の光学面である。レンズ121の出射面は、基準光線Lc上において入射面と反対側の光学面である。基準光線Lcとレンズ121の入射面との交点を原点Oとする。レンズ121の入射面の原点Oにおける接平面を接平面Pとする。接平面Pと基準外側光線Loとの交点と、原点Oと、を含む直線の方向をX軸方向とする。接平面Pにおいて、X軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。レンズ121は基準光線Lcに対して傾けて配置される。レンズ121の表示デバイス110側にある入射面は、X軸方向において表示デバイス110側に対し凹面を形成している。また、レンズ121の入射面のY軸方向における曲率は、入射面のX軸方向における曲率よりも小さい。
実施の形態2のヘッドアップディスプレイ100は、λ/4波長板123と、偏光カバー101とを有する点において実施の形態1と異なる。以下、図7および図8を用いて実施の形態1と異なる点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
図7は、実施の形態2に係るヘッドアップディスプレイ100を説明するための光路を説明する模式図である。図7に示すように、ヘッドアップディスプレイ100は、偏光カバー101と、表示デバイス110と、投射光学系120と、を備える。投射光学系120は、レンズ121と、凹面形状の反射面を有するミラー122と、λ/4波長板123とを備える。
実施の形態2に係るヘッドアップディスプレイ100は、画像を表示する表示デバイス110と、表示デバイス110に表示された画像を投射する投射光学系120と、偏光カバー101とを備え、投射光学系120は、表示デバイス110からの光路の順に、レンズ121と、λ/4波長板123、ミラー122とを有する。
実施の形態3のヘッドアップディスプレイ100は、λ/4波長板124、λ/2波長板125を有する点において実施の形態2と異なる。以下、図9〜図11を用いて実施の形態2と異なる点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
図9は、実施の形態3に係るヘッドアップディスプレイ100を説明するための光路を説明する模式図である。図9に示すように、ヘッドアップディスプレイ100は、偏光カバー101と、表示デバイス110と、投射光学系120と、を備える。投射光学系120は、レンズ121と、凹面形状の反射面を有するミラー122と、λ/4波長板123と、λ/4波長板124と、λ/2波長板125を備える。
実施の形態3に係るヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110と、投射光学系120と、偏光カバー101とを備える。表示デバイス110は、画像を表示する。投射光学系120は、表示デバイス110に表示された画像を投射する。投射光学系120は、表示デバイス110からの光路の順に、λ/2波長板125と、λ/4波長板124と、レンズ121と、λ/4波長板123、ミラー122とを有する。
実施の形態4のヘッドアップディスプレイ100は、λ/4波長フィルム126を有し、λ/4波長板123が無い点において実施の形態3と異なる。以下、図12〜図14を用いて実施の形態3と異なる点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
図12は、実施の形態4に係るヘッドアップディスプレイ100を説明するための光路を説明する模式図である。図12に示すように、ヘッドアップディスプレイ100は、λ/4波長フィルム126を貼り合わせた偏光カバー101と、表示デバイス110と、投射光学系120と、を備える。投射光学系120は、レンズ121と、凹面形状の反射面を有するミラー122と、λ/4波長板124と、λ/2波長板125とを備える。
実施の形態4に係るヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110と、投射光学系120と、偏光カバー101とを備える。表示デバイス110は、画像を表示する。投射光学系120は、表示デバイス110に表示された画像を投射する。偏光カバー101には、λ/4波長フィルム126が貼られている。投射光学系120は、表示デバイス110からの光路の順に、λ/2波長板125と、λ/4波長板124と、レンズ121と、ミラー122とを有する。
実施の形態5のヘッドアップディスプレイ100は、虚像をコンバイナ127を通して視認する点において実施の形態1〜4と異なる。以下、図15〜図17を用いて実施の形態1〜4と異なる点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
図15は、本開示に係るヘッドアップディスプレイ100を搭載した車両200の断面を模式的に示す図である。図15に示すように、ヘッドアップディスプレイ100は、車両200のウインドシールド220下部のダッシュボード210内部とダッシュボード210外部に配置される。観察者Dは、ヘッドアップディスプレイ100から投射する画像をコンバイナ127を通して虚像Iとして認識する。
実施の形態5に係るヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110と、投射光学系120とを備える。表示デバイス110は、画像を表示する。投射光学系120は、表示デバイス110に表示された画像を投射する。投射光学系120は、表示デバイス110からの光路の順に、レンズ121と、コンバイナ127とを有する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜5を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1〜5で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
101 偏光カバー(偏光部材)
110 表示デバイス
111 表示画像
120 投射光学系
121 レンズ(屈折レンズ)
122 ミラー
123 λ/4波長板(第1の偏光素子)
124 λ/4波長板(第2の偏光素子)
125 λ/2波長板(第3の偏光素子)
126 λ/4波長フィルム(第1の偏光素子)
127 コンバイナ
170 カメラ
200 車両
210 ダッシュボード
220 ウインドシールド(反射部材)
300 視点領域
D 観察者
I 虚像
Claims (9)
- 観察者に虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
画像を表示する表示デバイスと、
前記表示デバイス内で拡散表示された画像を観察者に投射し、屈折レンズを有する投射光学系と、
前記投射光学系と前記投射光学系からの光を反射する反射部材との間に配置され、透過率が偏光方向に依存する偏光部材と、
前記表示デバイスから始まる光路上において、前記屈折レンズより後に、所定の偏光成分をλ/4波長回転させる第1の偏光素子と、
前記表示デバイスと前記屈折レンズとの間に配置され、前記表示デバイスから出射した光の偏光成分をλ/4波長回転させる第2の偏光素子と、
を備える、
ヘッドアップディスプレイ。 - 前記第1の偏光素子は平板形状である、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記第1の偏光素子は湾曲形状である、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記第1の偏光素子はフィルム形状である、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記第1の偏光素子は前記偏光部材に貼り合わせられた、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記表示デバイスと前記屈折レンズとの間に配置され、前記表示デバイスから出射した光の偏光成分をλ/2波長回転させる第3の偏光素子を更に備える、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記投射光学系は、前記反射部材に虚像を投射する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記投射光学系は、透過性と反射性を有する前記反射部材を有する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイを備え、
前記ヘッドアップディスプレイは、前記反射部材としてウインドシールドを有する、
移動体。
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