JP7043649B2

JP7043649B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP7043649B2
Application number: JP2021046093A
Authority: JP
Inventors: 雄一村松; 重史酒井; 栄樹松尾
Original assignee: デュアリタスリミテッド
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: JP2021107930A; JP6857015B2; JP2018087900A

Description

本発明は、中間画像に対応した画像を投影光学系によって表示領域に投影し、これによって投影画像に基づいた虚像が形成される画像表示装置に関する。

特許文献１に記載の車載用ヘッドアップディスプレイは、表示情報源に表示された画像を車両のフロントガラスに向けて投射するための投影光学系を有し、フロントガラスからの反射光を観察者の眼球内に導くものであり、フロントガラスと表示情報源との間の光路中に、フロントガラスを反射することにより生ずる像の歪みや傾きを補正するための補正光学部材を選択配置可能に備えて構成される。これにより、フロントガラスの形状の違いに影響されることなく、良好な像が観察可能な汎用性の高い車載用ヘッドアップディスプレイの提供を図っている。

特開２００５－２０２１４５号公報

特許文献１に記載の車載用ヘッドアップディスプレイにおいては、補正光学部材は投影光学系の一部を構成しており、実施形態に示された構成では、投影光学部材を構成する複数の光学部材に挟まれる位置に配置されている。このような位置に補正光学部材を配置すると、画像の表示領域との距離やフロントガラスの角度などに対応して補正光学部材の寸法を大きくしなければならず、この寸法によっては、補正光学部材の一部がダッシュボードから露出してしまい、この露出部分による反射光が運転者側へ到達してしまうといった問題があった。

そこで本発明は、表示領域と投影光学系の距離などが変わっても、補正光学系のサイズの変化を抑えつつ、同一の投影光学系を用いて一定の品質の画像を表示できる画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、中間画像が形成される中間画像表示体と、中間画像に対応した画像を表示領域に投影する投影光学系と、中間画像表示体と投影光学系との間の所定位置に配置され、中間画像表示体からの出射光を補正する補正光学系とを備え、表示領域に投影された画像に基づいて対象者が視認可能な虚像が形成され、補正光学系は、表示領域に関する条件に応じて選択されることを特徴としている。
これにより、画像表示装置を設置する環境の違い、例えば設置する車両の種類、によって表示領域と投影光学系の距離や表示領域の設置角度などの条件が変わっても、同一の投影光学系を用いることができ、かつ、補正光学系が大型化することを抑えて一定の品質の画像を表示することができる。

本発明の画像表示装置において、表示領域に関する条件は、表示領域と投影光学系との距離、及び、表示領域の設置角度のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
これにより、画像表示装置を設置する環境の違いによって表示領域と投影光学系の距離や表示領域の設置角度が変わっても、同一の投影光学系を用いることができ、かつ、補正光学系が大型化することを抑えて一定の品質の画像を表示することができる。

本発明の画像表示装置において、補正光学系は、中間画像表示体の近傍に配置されることが好ましい。
これにより、投影された画像を見る者の眼や顔の位置が変わって視点や視線が変わっても、投影画像の歪みを、前方正面を向いた場合と同程度に抑えることができる。

本発明の画像表示装置において、画像表示装置は車両内に搭載され、対象者は車両の運転者であり、表示領域は、車両のウインドシールド、又は、ウインドシールドの内側に配置されたコンバイナに設定され、虚像はウインドシールドの前方に形成され、表示領域に関する条件は、車両の種類に応じて定められることが好ましい。
これにより、画像表示装置を設置する車両の種類によって表示領域と投影光学系の距離や表示領域の設置角度などの条件が変わっても、同一の投影光学系を用いることができ、かつ、補正光学系が大型化することを抑えて一定の品質の画像を表示することができる。

本発明の画像表示装置において、補正光学系はホルダに保持され、ホルダを装着することによって、表示領域に関する条件に応じた補正光学系が、中間画像表示体と投影光学系との間の所定位置に配置されることが好ましい。
これにより、画像表示装置の設置環境に対応した補正光学系を容易かつ迅速に選択することができる。

本発明の画像表示装置において、投影光学系は、入射光を拡大して反射する投影ミラーを少なくとも２枚有することが好ましい。
これにより、投影光学系において、光路を折り曲げつつイメージ光を拡大できるため、小型化を図ることができる。

本発明によると、表示領域と投影光学系の距離などが変わっても、補正光学系のサイズの変化を抑えつつ、同一の投影光学系を用いて一定の品質の画像を表示できる画像表示装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す側面図である。（Ａ）は図１に示す補正レンズの構成を示す斜視図、（Ｂ）はホルダが対向位置にあるときのディフューザと補正レンズの配置を示す側面図である。（Ａ）は実施例２における補正レンズの構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示す補正レンズの構成を示す側面図である。（Ａ）は実施例３における補正レンズの構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示す補正レンズの構成を示す側面図である。比較例１に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す側面図である。（Ａ）は比較例１における補正レンズの構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示す補正レンズの構成を示す側面図である。実施例１において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。実施例２において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。実施例３において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。比較例１において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。比較例２において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。比較例３において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。比較例４において、ディフューザ上で長方形とした中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図である。

以下、本発明の画像表示装置の実施形態としてのヘッドアップディスプレイ装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。本実施形態では、車載用のヘッドアップディスプレイ装置を例に挙げているが、本発明の画像表示装置はこれに限定されず、スクリーン等に画像を投影する装置にも適用可能である。

図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の概略構成を示す側面図である。図２（Ａ）は図１に示す補正レンズ１３の構成を示す斜視図、図２（Ｂ）はホルダ１４が対向位置Ｐ１にあるときのディフューザ１２と補正レンズ１３の配置を示す側面図である。
図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１０は、光学エンジン１１と、中間画像表示体としてのディフューザ１２と、補正光学系としての補正レンズ１３と、補正レンズ１３
を保持するホルダ１４と、投影光学系２０とを備える。

光学エンジン１１は、ディフューザ１２上に中間画像を形成するユニットである。光学エンジン１１は、光源としての可視光レーザーやＬＥＤと、光源からの出射光を反射する走査ミラーと、この走査ミラーからの反射光をディフューザ１２の光軸１２ｃに平行な光としてディフューザ１２に入射させるコリメータレンズと、前記光源及び走査ミラーを駆動する駆動回路と、記憶回路とからなる。例えば、光学エンジンはＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）で構成される。ＤＬＰの場合、走査ミラーはＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）である。

中間画像表示体としてのディフューザ１２は、例えば、マイクロレンズアレイ、拡散板、ランダム位相板、回折格子である。
また、光学エンジン１１は、ディフューザ１２上に形成される中間画像に対応する、予め記憶回路に保存された制御データにしたがって駆動される。

光学エンジン１１の走査ミラーは、２次元スキャナとして、互いに直交する２つの回動軸を中心として反射面が回動する。この走査ミラーにおいては、第１の回動軸を中心とした回動によって１ライン分の光がコリメータレンズに入射し、第２の回動軸を中心とした所定量の回動の後に、第１の回動軸を中心とする回動を行うことによって次の１ライン分の光がコリメータレンズに入射し、これらを繰り返すことによって１フレーム分の光がコリメータレンズ上に照射される。コリメータレンズに照射された光はディフューザ１２へ出射され、ディフューザ１２上に中間画像が形成される。

また、走査ミラーに代えて、前記ＤＭＤやＬＣＯＳ（商標、Ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｏｎｓｉｌｉｃｏｎ）を用いることもできる。ＤＭＤを用いる場合は、光源からの入射光をマトリックス状に配列した複数のマイクロミラーのそれぞれで反射させ、ディフューザ１２上に中間画像を形成する。ＬＣＯＳは、透過型と反射型のいずれを用いることができ、ＬＣＯＳでの透過光又は反射光によってディフューザ１２上に中間画像を形成する。

さらにまた、光学エンジン１１とディフューザ１２に代えて、自発光デバイス、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）を用いることもできる。

図１又は図２（Ｂ）に示すように、ディフューザ１２の光軸１２ｃの延長線上であって、ディフューザ１２の出射面１２ａから方向Ｔに沿って投影光学系２０へ向かう光路上には、ホルダ１４に保持された補正レンズ１３が配置されている。すなわち、補正レンズ１３は、ディフューザ１２と投影光学系２０との間に配置されている。この補正レンズ１３は、投影光学系２０側に凸面を向けた平凸正レンズであって、その光軸１３ｃがディフューザ１２の光軸１２ｃの延長線に重なるように配置されている。より具体的には、図２に示すように、ディフューザ１２からの出射光が入射する入射面１３ａは、入射方向Ｔに直交する平面からなり、出射面１３ｂは投影ミラー２１側に突出する凸面であり、凸面の形状は補正レンズ１３が有する補正機能と集光機能に合わせて、単一の球面、非球面、自由曲面、又は、これらを組み合わせて構成している。補正レンズ１３は、ディフューザ１２からの出射光を集光し、光軸１３ｃの延長線上に位置する投影ミラー２１側へ出射する。補正レンズ１３が集光機能を有することにより、ディフューザ１２から投影光学系２０へ向かうイメージ光の光路を絞ることができ、イメージ光の損失を抑えることができる。
ここで、図１に示す方向Ｔは、ディフューザ１２の光軸１２ｃ及び補正レンズ１３の光軸１３ｃに沿った方向であり、補正レンズ１３から投影ミラー２１側へ向かう方向である。

ホルダ１４は、ディフューザ１２から補正レンズ１３へ入射した光が投影光学系２０側へ出射するのを妨げないように補正レンズ１３を保持し、駆動機構（不図示）によってディフューザ１２の光軸１２ｃに垂直な方向Ｄ（図１に示す矢印の方向）に沿って移動可能である。ホルダ１４は、移動方向Ｄにおいて、ディフューザ１２と補正レンズ１３が互いに対向する対向位置Ｐ１と、ディフューザ１２の前方から退避してディフューザ１２と補正レンズ１３が対向しない退避位置Ｐ２と、のいずれか一方に位置するように移動する。退避位置Ｐ２においては、別の補正レンズを保持した別のホルダとの交換が可能である。なお、この態様に限らず、別の補正レンズに交換が可能な構成であればよい。

補正レンズ１３は、ウインドシールドＷの表示領域ＷＡに関する条件、例えば、投影光学系２０の投影レンズ２２と表示領域ＷＡとの距離Ｌ（図１）、表示領域ＷＡの設置角度Ｓ、表示領域ＷＡと運転者の顔や眼との距離、表示領域ＷＡの平面積、及び、投影倍率のうちの少なくとも１つに応じて選択され、特に、少なくとも上記距離Ｌと設置角度Ｓのいずれか１つに応じて選択される。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１０を搭載する車両の種類に応じて、構成や光学特性の異なる補正光学系を保持したホルダを装着することが可能となる。より具体的には、車種によって、ヘッドアップディスプレイ装置１０と、ウインドシールドＷや運転者の眼との距離や方向が異なることに対応して、ディフューザ１２で形成された中間画像表示体からの出射光を補正レンズ１３で補正する。ここで、補正レンズ１３による補正には、中間画像表示体からの出射光の光路や光学特性の補正を含む。これによって、光学エンジン１１、ディフューザ１２、及び、投影光学系２０の配置関係を変えることなく、ディフューザ１２で形成された中間画像に精度よく対応する画像をウインドシールドＷ上に投影でき、さらに、この投影画像に対応する虚像をウインドシールドＷの前方に形成することが可能となる。

図２（Ｂ）に示すように、ホルダ１４が対向位置Ｐ１にあるとき、補正レンズ１３はディフューザ１２の近傍に位置している。すなわち、ディフューザ１２の出射面１２ａからの出射光の一定以上の割合、例えば９８％以上が補正レンズ１３に入射するような距離で、ディフューザ１２の出射面１２ａと補正レンズ１３の入射面１３ａが互いに対向している。これにより、補正レンズ１３の光軸１３ｃに直交する面内のサイズを大きくすることなく、ディフューザ１２からの出射光である散乱光をもれなく補正レンズ１３へ入射させることが可能となり、かつ、搭載する車両の種類に応じて画像の歪みを補正でき、よって、ディフューザ１２に形成された中間画像の画質を落とさずに投影ミラー２１側へ与えることができる。

なお、補正光学系としては、上記補正レンズ１３のような１枚のレンズではなく、複数枚のレンズで構成してもよい。この場合、集光機能と歪み補正機能を別のレンズにそれぞれ持たせてもよい。さらに、拡大や縮小の機能を有したレンズが含まれていてもよい。

ディフューザ１２に結像され、さらに補正レンズ１３で補正された画像を含むイメージ光は、投影光学系２０の投影ミラー２１に入射する。投影光学系２０は、２枚の投影ミラー２１、２２からなる。投影光学系として投影ミラーを用いることにより、レンズを用いた拡大投影光学系と比べて、各種の光学収差を抑えやすくなる。また、２枚の投影ミラーを用いて光路を折り曲げつつイメージ光を拡大するため、投影光学系を配置するサイズを小さくする抑えることができる。

投影ミラー２１は、図１に示すように、補正レンズ１３側に反射面２１ｒを有する凹面鏡（拡大鏡）である。補正レンズ１３で補正された画像を含むイメージ光は、投影ミラー２１で拡大・反射される。投影ミラー２２は、図１に示すように、投影ミラー２１側に反射面２２ｒを有する凹面鏡（拡大鏡）である。投影ミラー２１で反射された画像を含むイ
メージ光は、投影ミラー２２で拡大・反射される。

投影ミラー２２の反射光は、被投影体としての、車両のウインドシールドＷの表示領域ＷＡに投影される。このウインドシールドＷは半反射面として機能するため、入射したイメージ光は、対象者としての運転者に向けて反射されるとともに、ウインドシールドＷの前方位置Ｐに虚像が形成され、運転者の目Ｅには、ステアリングホイールの前方に、ディフューザ１２に結像された中間画像に対応する情報が表示されているように見える。
ここで、図１に示すように、表示領域ＷＡは、重力方向に直交する水平面Ｈに対して、上側へ傾斜角度Ｓをなしている。また、表示領域ＷＡは矩形状の平面形状を有し、その中心位置から投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置までの距離をＬとしている。

なお、投影光学系としては、図１に示す構成の投影光学系２０のような２枚の凹面鏡ではなく、凹面鏡や反射鏡を複数組み合わせて構成してもよい。例えば１枚の反射鏡と１枚の凹面鏡で構成した場合、補正レンズ１３からの出射光が反射鏡で反射されてその進行方向が変更され、反射鏡からの光が凹面鏡で拡大・反射されてウインドシールドＷに投影される。これによって各部材の配置の自由度が高められ、装置のサイズや形状を設計しやすくなる。

また、上記実施形態では、投影ミラー２２からの反射光を、被投影体としてのウインドシールドＷに投影させていたが、被投影体としてウインドシールドＷの内側にコンバイナを配置し、投影ミラー２２からの反射光をコンバイナに投影する構成も可能である。この構成においては、コンバイナが半反射面として機能するため、入射したイメージ光は、対象者としての運転者に向けて反射されるとともに、ウインドシールドＷの前方位置Ｐに虚像が形成される。

以下、実施例について説明する。
（実施例１）
実施例１においてディフューザ１２と投影ミラー２１の間に配置する補正レンズは、図１及び図２（Ａ）、（Ｂ）に示す補正レンズ１３である。この補正レンズ１３は、以下の条件でＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）に設置することを想定されている。
（１）ウインドシールドＷの表示領域ＷＡの水平面Ｈに対する傾斜角度Ｓ：３６度
（２）投影倍率：６．０倍
（３）表示領域ＷＡの中心位置から投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置までの距離Ｌ：１７３．７ｍｍ
ここで、投影倍率は、ディフューザ１２に形成された画像の対角線の長さに対する、ウインドシールドＷの表示領域ＷＡに形成される画像の対角線の比である。

（実施例２）
図３（Ａ）は、実施例２における補正レンズ３３の構成を示す斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す補正レンズ３３の構成を示す側面図である。
実施例２における補正レンズは、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す補正レンズ３３である。この補正レンズ３３は、実施例１の補正レンズ１３と同様に、ディフューザ１２の出射面１２ａから方向Ｔに沿って投影光学系２０へ向かう光路上に配置された平凸正レンズである。補正レンズ３３において、ディフューザ１２側からの入射面３３ａは平面であり、投影光学系２０側への出射面３３ｂは投影光学系２０側に凸面を向けており、その光軸３３ｃはディフューザ１２の光軸１２ｃの延長線に重なるように配置されている。補正レンズ３３は、以下の条件でセダンに設置することを想定されている。
（１）ウインドシールドＷの表示領域ＷＡの水平面Ｈに対する傾斜角度Ｓ：３４度
（２）投影倍率：５．９６倍
（３）表示領域ＷＡの中心位置から投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置までの距離Ｌ：１７０．３ｍｍ

（実施例３）
図４（Ａ）は、実施例３における補正レンズ４３の構成を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示す補正レンズ４３の構成を示す側面図である。
実施例３における補正レンズは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す補正レンズ４３である。この補正レンズ４３は、実施例１の補正レンズ１３と同様に、ディフューザ１２の出射面１２ａから方向Ｔに沿って投影光学系２０へ向かう光路上に配置された平凸正レンズである。補正レンズ４３において、ディフューザ１２側からの入射面４３ａは平面であり、投影光学系２０側への出射面４３ｂは投影光学系２０側に凸面を向けており、その光軸４３ｃはディフューザ１２の光軸１２ｃの延長線に重なるように配置されている。補正レンズ４３は、以下の条件でスポーツカーに設置することを想定されている。
（１）ウインドシールドＷの表示領域ＷＡの水平面Ｈに対する傾斜角度Ｓ：３０度
（２）投影倍率：５．５倍
（３）表示領域ＷＡの中心位置から投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置までの距離Ｌ：１５５．４ｍｍ

（比較例１）
図５は、比較例１に係るヘッドアップディスプレイ装置１００の概略構成を示す側面図である。図６（Ａ）は、比較例１における補正レンズ１０３の構成を示す斜視図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す補正レンズ１０３の構成を示す側面図である。
図５に示すように、比較例１のヘッドアップディスプレイ装置１００は、図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１０に対して、補正レンズ１３及びホルダ１４を設けていない点、及び、投影ミラー２２からウインドシールドＷへの光路上に補正レンズ１０３を設けている点を除いて同様の構成を有する。また、図５に示す方向Ｒは、投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置から表示領域ＷＡの中心位置へ向かう光路に沿った方向である。

比較例１の補正レンズ１０３は、実施例１と同一となる以下の条件でＳＵＶに設置することを想定されている。
（１）ウインドシールドＷの表示領域ＷＡの水平面Ｈに対する傾斜角度Ｓ：３６度
（２）投影倍率：６．０倍
（３）表示領域ＷＡの中心位置から投影ミラー２２の反射面２２ｒの中心位置までの距離Ｌ：１７３．７ｍｍ

比較例１における補正レンズ１０３は、投影ミラー２２の反射面２２ｒからの反射光がウインドシールドＷへ向かう光路上に配置された平板状のレンズである。補正レンズ１０３において、投影ミラー２２側からの入射面１０３ａ及びウインドシールドＷ側への出射面１０３ｂのいずれも平面であり、その光軸１０３ｃは、上記方向Ｒに沿うように配置されている。

（比較例２～４）
比較例２は、実施例１に対して、補正レンズ１３を設けない構成としている。
比較例３は、実施例２に対して、補正レンズ３３を設けない構成としている。
比較例４は、実施例３に対して、補正レンズ４３を設けない構成としている。

図７～図１３は、ディフューザ１２上で長方形状に形成した中間画像を運転者の顔の位置に投影したときの画像の歪みを示す図であって、それぞれ実施例１～３及び比較例１～４に対応する。各図の（Ｅ）（図７（Ｅ）、図８（Ｅ）、図９（Ｅ）、図１０（Ｅ）、図１１（Ｅ）、図１２（Ｅ）、図１３（Ｅ））は、顔が前方正面を向いており、眼の位置（
Ｅｙｅｐｏｉｎｔ）が基準座標（Ｘ＝０、Ｙ＝０）にある場合を示している。ここで、Ｘ座標は水平方向の座標、Ｙ方向は鉛直方向の座標である。

これに対して、各図の（Ａ）、（Ｄ）、（Ｅ）では、Ｙ座標が＋３１．５であって、運転者の眼の位置は基準座標よりも上側にあり、（Ｃ）、（Ｆ）、（Ｉ）では、Ｙ座標が－３１．５であって、運転者の眼の位置は基準座標よりも下側にある。
また、各図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、Ｘ座標が＋６６．５であって、運転者の眼の位置は基準座標よりも左側にあり、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）では、Ｘ座標が－６６．５であって、運転者の眼の位置は基準座標よりも右側にある。

実施例１～３にそれぞれ対応する図７～図９を見ると、いずれも歪みが少なく、補正レンズが高い補正効果を示していることが分かる。さらに、各図の（Ｅ）と、それ以外の（Ａ）～（Ｄ）及び（Ｆ）～（Ｉ）とを比較すると、運転者の眼の位置が異なっても、基準座標における画像と同程度の歪みに抑えることができていることが分かる。また、図７（Ａ）～（Ｉ）のそれぞれと、図８（Ａ）～（Ｉ）のそれぞれと、図９（Ａ）～（Ｉ）とを互いに比較すると、補正の効果は同等であり、表示領域ＷＡの傾斜角度Ｓと、表示領域ＷＡから投影ミラー２２の反射面２２ｒまでの距離Ｌに応じて補正レンズを選択することによって、最適な補正効果を得られることが分かる。

これに対して、実施例１に対応する図７と、比較例１に対応する図１０とを比較すると、図７に示す画像に比べて、図１０に示す画像はいずれも面積が小さく、かつ、歪みが多くなっている。したがって、補正レンズの位置は、投影ミラー２２とウインドシールドＷの間よりも、ディフューザ１２と投影ミラー２１の間の方が好ましいことが分かる。

また、図７と図１１、図８と図１２、図９と図１３をそれぞれ比較すると、比較例２～４に対応する図１１～図１３に示す画像はいずれも実施例１～３に対応する画像よりも面積が小さく、かつ、歪みが多くなっている。したがって、補正レンズを配置することによって、歪みを抑えた画像が得られることが分かる。
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。

以上のように、本発明に係る画像表示装置は、表示領域と投影光学系の距離などが変わっても、補正光学系のサイズの変化を抑えつつ、同一の投影光学系を用いて一定の品質の画像を表示できる点で有用である。

１０ヘッドアップディスプレイ装置（画像表示装置）
１１光学エンジン
１２ディフューザ（中間画像表示体）
１２ａ出射面
１２ｃ光軸
１３補正レンズ（補正光学系）
１３ａ入射面
１３ｂ出射面
１３ｃ光軸
１４ホルダ
２０投影光学系
２１、２２投影ミラー
２１ｒ、２２ｒ反射面
３３、４３補正レンズ
３３ａ、４３ａ入射面
３３ｂ、４３ｂ出射面
３３ｃ、４３ｃ光軸
Ｈ水平面
Ｌ距離
Ｐ前方位置
Ｐ１対向位置
Ｐ２退避位置
Ｓ傾斜角度
Ｗウインドシールド
ＷＡ表示領域

Claims

中間画像が形成される中間画像表示体と、
前記中間画像に対応した画像を表示領域に投影する投影光学系と、
前記中間画像表示体と前記投影光学系との間の所定位置に配置され、前記中間画像表示体からの出射光を補正する補正光学系とを備え、
前記表示領域に投影された前記画像に基づいて対象者が視認可能な虚像が形成され、
前記補正光学系は、補正レンズを有し、
前記補正レンズは、取り換え位置まで移動可能であり、前記表示領域に関する条件に応じて選択されることを特徴とする画像表示装置。
前記表示領域に関する条件は、前記表示領域と前記投影光学系との距離、及び、前記表示領域の設置角度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記補正レンズは、前記中間画像表示体の近傍に配置され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。
前記画像表示装置は車両内に搭載され、
前記対象者は前記車両の運転者であり、
前記表示領域は、前記車両のウインドシールド、又は、前記ウインドシールドの内側に配置されたコンバイナに設定され、
前記虚像は前記ウインドシールドの前方に形成され、
前記表示領域に関する条件は、前記車両の種類に応じて定められることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記投影光学系は、入射光を拡大して反射する投影ミラーを少なくとも２枚有す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