JP6958558B2 - 虚像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下の説明を容易にするために、虚像表示装置1で生成される虚像を視認する視認者から見て、前後方向にZ軸を規定し、上下方向にX軸を規定し、左右方向にY軸を規定する。このとき、X軸正方向は上方向を表し、Y軸正方向は右方向を表し、Z軸正方向は前方向を表す。以下、単に上下方向と言及するときはX軸方向を示し、単に左右方向と言及するときはY軸方向を示す。また、第一の反射部30と第二の反射部40との間で交差する表示光200が出射される各領域20a,20b,20cが並ぶ透過スクリーン20上における方向を第一の方向Dxと規定し、この第一の方向Dxと直交する透過スクリーン20上の方向を第二の方向Dyと規定する。また、第一の反射部30が、透過スクリーン20の第一の方向Dxに沿った各領域20a,20b,20cから出射された表示光200を受光する方向を第三の方向Exと規定し、この第三の方向Exに直交する第一の反射部30上の方向を第四の方向Eyと規定する。また、第二の反射部40が、透過スクリーン20の第一の方向Dxに沿った各領域20a,20b,20cから出射された表示光200を受光する方向を第五の方向Fxと規定し、この第五の方向Fxに直交する第二の反射部40上の方向を第六の方向Fyと規定する。なお、本来、光束は、無数の光線からなるが、本発明の実施形態の説明で用いる図では、透過スクリーン20の各領域に入射する投影光100の主光線と、透過スクリーン20の各領域から出射する表示光200の主光線と、を図示し、それ以外の光線を省略する。
図6は、比較例の虚像表示装置400を上側(X軸正方向)から見た図である。図6における投影光800は、比較例の虚像表示装置400が矩形の虚像を表示する際の図示しない投影器から出射される投影光を図示したものであり、投影光801は、投影光800の光軸800Aが入射する透過スクリーン500上の位置よりも第一の方向Dxの負の方向に位置する第一の端部501に入射する投影光を図示したものであり、投影光802は、投影光800の光軸800Aが入射する透過スクリーン500上の位置よりも第一の方向Dxの正の方向に位置する第二の端部502に入射する投影光を図示したものである。また、図7は、従来の透過スクリーン500の正面図であり、矩形の虚像を生成する際の従来の投影器が投影光800を投影する透過スクリーン500上の範囲810(以下、矩形投影範囲810とも呼ぶ)と、透過スクリーン500と同一平面(Dx−Dy平面)における従来の投影器が投影光800を投影可能な最大の範囲820(以下、投影可能範囲820とも呼ぶ)との関係を示す図である。また、図8は、従来の透過スクリーン500から第二の反射部700に向かう表示光850(表示光851、852)の光路を概念的に示したものである。
次に、本実施形態の虚像表示装置1について説明する。本実施形態の虚像表示装置1における透過スクリーン20は、第一の反射部30と第二の反射部40との間で交差する表示光200が出射される透過スクリーン20の各領域が並ぶ第一の方向Dxから見ると、投影光100の光軸100Aに対して傾いて配置される。具体的には、図2に示される透過スクリーン20は、第一の反射部30が第二の反射部40に向けて反射した表示光200から遠い第一の端部21から出射する表示光201の第一の反射部30までの第一の光路長201Lと、第一の反射部30が第二の反射部40に向けて反射した200に第一の端部21より近い第二の端部22から出射する表示光202の第二の光路長202Lとの光路長差が、投影光100の光軸100Aに垂直に配置される透過スクリーン500における光路長差よりも小さくなるように、投影光100の光軸100Aに対して傾けて配置している。
第二の反射部40上で表示光201が投影される第五の方向Fxの範囲41hと、第二の反射部40上で表示光202が投影される第五の方向Fxの範囲42hとが等しくなるように、第二の反射部40上の範囲41hを基準にして、第二の反射部40からクロス点C1で交差して透過スクリーン20の第一の端部21まで表示光201を辿ることで、透過スクリーン20の第一の端部21上で第一の投影光101が投影される第一の方向Dxの範囲111hが概ね決定され、一方、第二の反射部40上の範囲42hを基準にして、第二の反射部40からクロス点C2で交差して透過スクリーン20の第二の端部22まで表示光202を辿ることで、透過スクリーン20の第二の端部22上での第二の投影光102の第一の方向Dxの範囲112hが概ね決定される。
Claims (6)
- 投影光を出射する投影器と、
前記投影器から出射される前記投影光を背面側で受光して画像を結像し、前記画像の表示光を前面側から出射する透過スクリーンと、
前記透過スクリーンの第一の方向に並ぶ各領域から出射された前記表示光が交差するように反射する第一反射部と、
前記第一反射部が反射した前記表示光を反射し、視認者の前方に位置する投影部材に投影する第二反射部と、を備え、
前記透過スクリーンは、前記第一の反射部が前記第二の反射部に向けて反射した前記表示光から遠い第一の端部から出射する前記表示光の前記第一反射部までの第一の光路長と、前記第一の反射部が前記第二の反射部に向けて反射した前記表示光に前記第一の端部より近い第二の端部から出射する前記表示光の第二の光路長との差が、前記投影光の光軸と垂直に前記透過スクリーンが配置されるよりも小さくなるように、1)前記第一の端部が、前記投影光の光軸と垂直な配置に対して前記第一の反射部から遠ざかって配置され、かつ2)前記投影光の光軸に対して傾いて配置される、
虚像表示装置。 - 前記投影器は、
前記透過スクリーンの前記第一の端部側に表示される前記画像の前記第一の方向に沿う長さが、前記第二の端部側に表示される前記画像の前記第一の方向に沿う長さより短くなるように前記投影光を投影する、
請求項1に記載の虚像表示装置。 - 前記投影器は、
前記透過スクリーンの前記第一の端部側に表示される前記画像の解像度を、前記第二の端部側に表示される前記画像の解像度より低くした前記投影光を生成する、
請求項1または請求項2に記載の虚像表示装置。 - 前記投影器は、
前記透過スクリーンの前記第一の端部側に表示される前記画像に対応する前記虚像の解像度が、前記第二の端部側に表示される前記画像に対応する前記虚像の解像度と等しくなるように前記投影光を生成する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の虚像表示装置。 - 前記投影器と前記透過スクリーンとの間の前記投影光の光路上に配置され、正のパワーを有し、前記透過スクリーンの各領域から前記表示光が前記第一反射部に向けて収束するように、前記透過スクリーンに入射する前記投影光を調整する配光調整部をさらに備える、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の虚像表示装置。 - 前記透過スクリーンの少なくとも一部は、前記透過スクリーン近傍の前記第一反射部の端部、および、前記透過スクリーン近傍の前記第二反射部の端部を結んだ線分よりも、前記第一反射部と前記第二反射部との間の前記表示光のクロス点側に位置する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
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