JP6692939B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
第1実施形態は、LCDパネル等の表示素子を備えた映像表示装置とレンズユニットとを用い、表示素子を傾斜姿勢で保持し、レンズユニットの倍率と表示素子及びレンズユニットの配置位置の関係性を利用して虚像距離が異なる虚像を表示させる態様である。以下、図面を参照して説明する。
[数1]
ΔL=L2−L1
={(L1+(α/2)sinθ)}−{L1−(α/2)sinθ}
=αsinθ・・・(1)
但し、αは出射面33aの左辺又は右辺の長さ
[数2]
1/L1+1/D1=1/f・・・・(2)
[数3]
1/L2+1/D2=1/f・・・・(3)
[数4]
1/L1+1/D1=1/L2+1/D2
1/D1―1/D2=1/L2―1/L1
(D2−D1)/(D1・D2)=(L2−L1)/(L1・L2)
ΔD=ΔL(D1・D2)/(L1・L2)
=ΔL・m2・・・・(4)
[数5]
第2実施形態では、第1実施形態の映像表示装置に代わり、異なる周波数を含む光を照射するプロジェクタ及び異なる周波数に反応する自発光膜を複数備え、各自発光膜をプロジェクタから照射される照射光の出射方向に沿って間隔を空けて配置した自発光膜照射装置を用いる。これにより、異なる周波数の出射光の其々には、自発光膜間の間隔に応じた光路長相当の光路長差が生じる。そこで第2実施形態では、この光路長差を用いて異なる虚像距離差を有する虚像が表示される。以下、図面を参照して説明する。
第3実施形態では、映像表示装置とレンズユニットとの間に折り返しミラーを配置し、レンズ光軸に平行な第1光路と、折り返しミラーで反射させて映像光を迂回させてからレンズユニットに入射させる第2光路とを形成する実施形態である。第2光路は、第1光路よりも長い光路であり、第1光路及び第2光路には光路長差が生じる。本実施形態ではこの光路長差を用いて虚像距離差を有する虚像が表示される。
30…映像表示装置、31a…LED光源、31b…ヒートシンク、32…照明光学系、32a…ライトファネル、32b…導光体、33…表示素子、33a…出射面、32c…拡散板、32d…接合部、33…表示素子、34…フレキシブルケーブル、35…フレーム、36a、36b…外装部材、
41…自由曲面ミラー、42…ミラー駆動部、43…レンズユニット、
50…外装筐体、51…外装蓋部、52…防眩板、53…光学部品保持部材、54…外装ケース、55…光学部品保持外装ケース、
70…メイン基板、
80…虚像、
100…自発光膜照射装置、102…筐体、102a…プロジェクタ収容部、102b…開口部、102c…中板、102d…側板、102e…天板、102f、102g、102h…スリット、104…プロジェクタ、110…第1自発光膜、111…第1自発光膜ホルダ、112…第2自発光膜、113…第2自発光膜ホルダ、114…第3自発光膜、115…第3自発光膜ホルダ、116…黒スクリーン、117…スクリーンホルダ、
200…虚像距離可変機構、201…第1折り返しミラー、201h…第1折り返しミラー保持部、202…第2折り返しミラー、202h…第2折り返しミラー保持部、203…第1ミラー駆動部、204…第2ミラー駆動部、205…第1中間折り返しミラー、206…第2中間折り返しミラー、207…光学レンズ、210…虚像距離可変機構筐体
220…コントローラ、251…CPU、252…RAM、253…ROM、254…HDD、255…I/F、256…バス
301…映像情報生成部
2201…映像情報取得部、2202…虚像距離判定情報記憶部、2203…虚像距離判定部、2204…光路切替制御部
Claims (4)
- 運転者に対して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
第1周波数成分及び前記第1周波数成分とは異なる第2周波数成分を含む映像光を出射するプロジェクタ、及び前記第1周波数成分に反応して第1映像光を発光する第1自発光膜、及び前記第2周波数成分に反応して第2映像光を発光する第2自発光膜を、前記プロジェクタから照射される映像光の照射範囲内に間隔を空けて配置された自発光膜照射装置と、
前記第1映像光及び前記第2映像光を被投射部材で反射させることで前記第1映像光及び前記第2映像光に係る虚像を車両の前方に表示する虚像光学系と、
前記虚像光学系を収容する筐体と、を備え、
前記虚像光学系は、前記第1自発光膜に近い位置から順に、前記第1映像光及び前記第2映像光の出射方向に沿って配置されたレンズユニットと自由曲面ミラーとを含み、
前記レンズユニットは、前記第1自発光膜から前記レンズユニットの入射面までの前記第1映像光の第1光路長と、前記第2自発光膜から前記レンズユニットの入射面までの前記第2映像光の第2光路長との差からなる光路長差を光学的に拡大する光学特性を有する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 運転者に対して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
映像光を出射する映像表示装置と、
前記映像表示装置から出射された前記映像光を被投射部材で反射させることで前記映像光に含まれる映像を虚像として車両の前方に表示する虚像光学系と、
前記虚像光学系を収容する筐体と、
前記映像表示装置及び前記虚像光学系の間に配置され、前記映像表示装置から出射した前記映像光が前記虚像光学系に入射する第1光路及び当該第1光路よりも長い第2光路を形成する虚像距離可変機構と、を備え、
前記虚像光学系は、前記虚像距離可変機構に近い位置から順に、前記映像光の出射方向に沿って配置されたレンズユニットと自由曲面ミラーとを含み、
前記虚像距離可変機構は、
前記第1光路を進行する前記映像光を前記第2光路に向けて反射させる第1折り返しミラーと、
前記第1折り返しミラーからの反射光の進行方向を変える少なくとも一つの中間折り返しミラーと、
前記中間折り返しミラーからの反射光を前記第1光路の進行方向に沿うように反射させる第2折り返しミラーと、
前記第1折り返しミラーの鏡面を前記第1光路に挿入又は退避させる第1ミラー駆動部と、
前記第2折り返しミラーの鏡面を前記第1光路に挿入又は退避させる第2ミラー駆動部と、
前記第1ミラー駆動部及び前記第2ミラー駆動部の駆動制御を行うミラー制御部と、を備え、
前記ミラー制御部は、
前記第1光路の形成時には、前記第1ミラー駆動部に対して前記第1折り返しミラーの鏡面を前記第1光路から退避させるための退避信号を出力すると共に、前記第2ミラー駆動部に対して前記第2折り返しミラーの鏡面を前記第1光路から退避させるための退避信号を出力し、
前記第2光路の形成時には、前記第1ミラー駆動部に対して前記第1折り返しミラーの鏡面を前記第1光路に挿入させるための挿入信号を出力すると共に、前記第2ミラー駆動部に対して前記第2折り返しミラーの鏡面を前記第1光路に挿入させるための挿入信号を出力し、
前記レンズユニットは、前記第1光路の光路長及び前記第2光路の光路長の差からなる光路長差を光学的に拡大する光学特性を有する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記ミラー制御部は、前記第1ミラー駆動部又は前記第2ミラー駆動部の少なくとも一つを制御して、前記第1折り返しミラー又は前記第2折り返しミラーの少なくとも一つを駆動させ、前記第1光路及び前記第2光路の双方を遮断する光路遮断制御を行う、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、メインスイッチを更に備え、
前記ミラー制御部は、前記メインスイッチがOFFの場合に前記光路遮断制御を行う、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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