JPH10333080A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents
ヘッドアップディスプレイInfo
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- JPH10333080A JPH10333080A JP9157703A JP15770397A JPH10333080A JP H10333080 A JPH10333080 A JP H10333080A JP 9157703 A JP9157703 A JP 9157703A JP 15770397 A JP15770397 A JP 15770397A JP H10333080 A JPH10333080 A JP H10333080A
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- display light
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 165
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 21
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コンパクト化を図ることができ、収納スペース
を小さくでき、観察対象の画像の視認性を向上できるヘ
ッドアップディスプレイを提供する。 【解決手段】観察者Ｅの前方に配置されるコンバイナ１
に、画像表示光３を光路変更することで導く光学系４を
備える。その光学系４は第１光学素子５と第２光学素子
６とを有する。その第２光学素子６の光路変更面６ａは
平坦な反射面とされる。その第２光学素子６は、観察対
象の虚像の形成位置を上下調節できるように、回転可能
である。
を小さくでき、観察対象の画像の視認性を向上できるヘ
ッドアップディスプレイを提供する。 【解決手段】観察者Ｅの前方に配置されるコンバイナ１
に、画像表示光３を光路変更することで導く光学系４を
備える。その光学系４は第１光学素子５と第２光学素子
６とを有する。その第２光学素子６の光路変更面６ａは
平坦な反射面とされる。その第２光学素子６は、観察対
象の虚像の形成位置を上下調節できるように、回転可能
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両や船舶等の乗
物において、前方の実在物と各種情報とを重畳して視認
するために利用できるヘッドアップディスプレイに関す
る。
物において、前方の実在物と各種情報とを重畳して視認
するために利用できるヘッドアップディスプレイに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、画像表示光の出射手段と、その画像表示光を反射し
て前記コンバイナに導くミラーとを備え、その画像表示
光の光学系からコンバイナまでの光路と、そのコンバイ
ナから観察者までの光路とは、上下に離間するものとさ
れ、そのミラーの反射面は、その画像表示光を集光する
ことでコンバイナの前方に観察対象の拡大虚像を形成で
きるように、凹曲面とされているヘッドアップディスプ
レイがある。
と、画像表示光の出射手段と、その画像表示光を反射し
て前記コンバイナに導くミラーとを備え、その画像表示
光の光学系からコンバイナまでの光路と、そのコンバイ
ナから観察者までの光路とは、上下に離間するものとさ
れ、そのミラーの反射面は、その画像表示光を集光する
ことでコンバイナの前方に観察対象の拡大虚像を形成で
きるように、凹曲面とされているヘッドアップディスプ
レイがある。
【０００３】従来、その観察対象の拡大虚像の形成位置
を調節できるように、そのミラーは回転可能とされてい
た。この場合、その観察対象の拡大虚像の形成位置の調
節距離は、そのミラーの横軸中心の回転角度に対応す
る。
を調節できるように、そのミラーは回転可能とされてい
た。この場合、その観察対象の拡大虚像の形成位置の調
節距離は、そのミラーの横軸中心の回転角度に対応す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】観察対象の拡大虚像を
形成できるように凹曲面とされている反射面を有するミ
ラーを横軸中心に回転させた場合、その回転角度に応じ
てヘッドアップディスプレイが大型化する。また、光学
系での収差が拡大されるため、観察対象の虚像の視認性
が低下するという問題がある。
形成できるように凹曲面とされている反射面を有するミ
ラーを横軸中心に回転させた場合、その回転角度に応じ
てヘッドアップディスプレイが大型化する。また、光学
系での収差が拡大されるため、観察対象の虚像の視認性
が低下するという問題がある。
【０００５】本発明は、上記問題を解決することのでき
るヘッドアップディスプレイを提供することを目的とす
る。
るヘッドアップディスプレイを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のヘッドアップデ
ィスプレイは、観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、画像表示光の出射手段と、その画像表示光を光路変
更して前記コンバイナに導く光学系とを備え、その光学
系は第１光学素子と第２光学素子とを有する。
ィスプレイは、観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、画像表示光の出射手段と、その画像表示光を光路変
更して前記コンバイナに導く光学系とを備え、その光学
系は第１光学素子と第２光学素子とを有する。
【０００７】本発明の第１の特徴は、その第２光学素子
の光路変更面は平坦な反射面とされ、その第２光学素子
は、観察対象の虚像の形成位置を調節できるように、回
転可能とされている点にある。この構成によれば、回転
前の第２光学素子の反射面により反射される画像表示光
と、回転後の第２光学素子の反射面により反射される画
像表示光とがなす角度は、その第２光学素子の横軸中心
の回転角度の２倍になる。よって、その虚像の形成位置
の調節距離は、その第２光学素子の横軸中心の回転角度
の２倍に対応する。一方、従来のように第１光学素子の
光路変更面を、その画像表示光を集光することでコンバ
イナの前方に観察対象の拡大虚像を形成できるように、
凹曲面とし、その第１光学素子を回転させて虚像の形成
位置を調節した場合、その虚像の形成位置の調節距離
は、その第１光学素子の回転角度に対応する。すなわ
ち、この構成によれば、虚像の形成位置の調節に必要な
光学素子の回転角を、従来の１／２にできる。これによ
り、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化でき
る。また、その第２光学素子の回転角が小さい程に光学
系での収差を低減できるので、表示画像の視認性を向上
できる。
の光路変更面は平坦な反射面とされ、その第２光学素子
は、観察対象の虚像の形成位置を調節できるように、回
転可能とされている点にある。この構成によれば、回転
前の第２光学素子の反射面により反射される画像表示光
と、回転後の第２光学素子の反射面により反射される画
像表示光とがなす角度は、その第２光学素子の横軸中心
の回転角度の２倍になる。よって、その虚像の形成位置
の調節距離は、その第２光学素子の横軸中心の回転角度
の２倍に対応する。一方、従来のように第１光学素子の
光路変更面を、その画像表示光を集光することでコンバ
イナの前方に観察対象の拡大虚像を形成できるように、
凹曲面とし、その第１光学素子を回転させて虚像の形成
位置を調節した場合、その虚像の形成位置の調節距離
は、その第１光学素子の回転角度に対応する。すなわ
ち、この構成によれば、虚像の形成位置の調節に必要な
光学素子の回転角を、従来の１／２にできる。これによ
り、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化でき
る。また、その第２光学素子の回転角が小さい程に光学
系での収差を低減できるので、表示画像の視認性を向上
できる。
【０００８】本発明の第２の特徴は、その第２光学素子
の光路変更面は反射面とされ、その第２光学素子は、観
察対象の虚像の形成位置を調節できるように、直線的に
変位可能とされている点にある。この構成によれば、変
位前の第２光学素子の反射面により反射された画像表示
光の光路を、変位後の第２光学素子の反射面により反射
された画像表示光の光路とを異なるものにできる。これ
により、その観察対象の虚像の形成位置を、光学素子を
回転させることなく調節できる。この場合、光学素子を
回転可能に支持する機構が不要になるので、構造を簡単
化し、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化で
きる。
の光路変更面は反射面とされ、その第２光学素子は、観
察対象の虚像の形成位置を調節できるように、直線的に
変位可能とされている点にある。この構成によれば、変
位前の第２光学素子の反射面により反射された画像表示
光の光路を、変位後の第２光学素子の反射面により反射
された画像表示光の光路とを異なるものにできる。これ
により、その観察対象の虚像の形成位置を、光学素子を
回転させることなく調節できる。この場合、光学素子を
回転可能に支持する機構が不要になるので、構造を簡単
化し、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化で
きる。
【０００９】本発明の第３の特徴は、その第２光学素子
の光路変更面は曲面とされ、その第２光学素子は、観察
対象の虚像の形成位置を調節できるように回転可能とさ
れ、その回転前の第２光学素子により光路変更される画
像表示光と、その回転後の第２光学素子により光路変更
される画像表示光とがなす角度は、その第２光学素子の
回転角度よりも大きくされる点にある。この構成によれ
ば、その虚像の形成位置の調節距離は、その第２光学素
子の回転角度よりも大きな角度に対応する。これに対し
て、従来のように従来のように第１光学素子の光路変更
面を、その画像表示光を集光することでコンバイナの前
方に観察対象の拡大虚像を形成できるように、凹曲面と
し、第１光学素子を回転させて拡大虚像の形成位置を調
節した場合、その拡大虚像の形成位置の調節距離は、そ
の第１光学素子の横軸中心の回転角度に対応する。すな
わち、この構成によれば、虚像の形成位置の調節に必要
な光学素子の回転角を、従来よりも小さくできる。これ
により、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化
できる。また、その第２光学素子の回転角が小さい程に
光学系での収差を低減できるので、表示画像の視認性を
向上できる。
の光路変更面は曲面とされ、その第２光学素子は、観察
対象の虚像の形成位置を調節できるように回転可能とさ
れ、その回転前の第２光学素子により光路変更される画
像表示光と、その回転後の第２光学素子により光路変更
される画像表示光とがなす角度は、その第２光学素子の
回転角度よりも大きくされる点にある。この構成によれ
ば、その虚像の形成位置の調節距離は、その第２光学素
子の回転角度よりも大きな角度に対応する。これに対し
て、従来のように従来のように第１光学素子の光路変更
面を、その画像表示光を集光することでコンバイナの前
方に観察対象の拡大虚像を形成できるように、凹曲面と
し、第１光学素子を回転させて拡大虚像の形成位置を調
節した場合、その拡大虚像の形成位置の調節距離は、そ
の第１光学素子の横軸中心の回転角度に対応する。すな
わち、この構成によれば、虚像の形成位置の調節に必要
な光学素子の回転角を、従来よりも小さくできる。これ
により、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化
できる。また、その第２光学素子の回転角が小さい程に
光学系での収差を低減できるので、表示画像の視認性を
向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明の第１実施形態を説明する。
明の第１実施形態を説明する。
【００１１】図１は、車両用ヘッドアップディスプレイ
の構成を示し、観察者であるドライバーＥの前方に配置
されるコンバイナ１と、画像表示器２と、その画像表示
器２が出射する図中一点鎖線で示す画像表示光３の光路
を変更して上記コンバイナ１に導く光学系４とを備え
る。その画像表示光３の、光学系４からコンバイナ１ま
での光路と、そのコンバイナ１からドライバーＥまでの
光路とは、上下に離間するものとされる。その光学系４
は、そのコンバイナ１の下方において、そのコンバイナ
１に対向する第１光学素子５と、この第１光学素子５に
対向する第２光学素子６とを有する。
の構成を示し、観察者であるドライバーＥの前方に配置
されるコンバイナ１と、画像表示器２と、その画像表示
器２が出射する図中一点鎖線で示す画像表示光３の光路
を変更して上記コンバイナ１に導く光学系４とを備え
る。その画像表示光３の、光学系４からコンバイナ１ま
での光路と、そのコンバイナ１からドライバーＥまでの
光路とは、上下に離間するものとされる。その光学系４
は、そのコンバイナ１の下方において、そのコンバイナ
１に対向する第１光学素子５と、この第１光学素子５に
対向する第２光学素子６とを有する。
【００１２】そのコンバイナ１は、上記画像表示光３の
光路を変更してドライバーＥの目に導くと共に、コンバ
イナ１の前方からの光を透過してドライバーＥの目に導
くことで、その画像表示光３とコンバイナ１の前方から
の光とを合成する。本実施形態では、そのコンバイナ１
は車両のフロントガラスにより構成されている。すなわ
ち、そのフロントガラスの内面に半透明の反射膜をコー
ティングすることで、そのフロントガラスはハーフミラ
ーとして機能する。これにより、その画像表示光３は、
このコンバイナ１の光路変更面１ａにおいて反射するこ
とで光路変更される。なお、フロントガラスの後方に専
用のコンバイナを配置してもよい。専用のコンバイナ
は、例えばダッシュボード上に取り付けられたり、フロ
ントガラスに貼り付けられることで、ドライバーＥの前
方に配置される。専用のコンバイナは、ハーフミラー以
外に、ホログラム素子、プリズム等により構成できる。
そのコンバイナは、ホログラム素子により構成される場
合は回折により画像表示光の光路を変更し、プリズムに
より構成される場合はプリズムの入射面での屈折と、そ
の入射面に対向するプリズムの内面での反射とにより画
像表示光の光路を変更する。そのコンバイナの光路変更
面は、凹曲面に限定されず、例えば平面であってもよ
い。専用のコンバイナを用いる場合、画像表示器２と光
学系４と一体化されたユニットであって、例えばダッシ
ュボード上に据え置かれるユニットを構成してもよい。
光路を変更してドライバーＥの目に導くと共に、コンバ
イナ１の前方からの光を透過してドライバーＥの目に導
くことで、その画像表示光３とコンバイナ１の前方から
の光とを合成する。本実施形態では、そのコンバイナ１
は車両のフロントガラスにより構成されている。すなわ
ち、そのフロントガラスの内面に半透明の反射膜をコー
ティングすることで、そのフロントガラスはハーフミラ
ーとして機能する。これにより、その画像表示光３は、
このコンバイナ１の光路変更面１ａにおいて反射するこ
とで光路変更される。なお、フロントガラスの後方に専
用のコンバイナを配置してもよい。専用のコンバイナ
は、例えばダッシュボード上に取り付けられたり、フロ
ントガラスに貼り付けられることで、ドライバーＥの前
方に配置される。専用のコンバイナは、ハーフミラー以
外に、ホログラム素子、プリズム等により構成できる。
そのコンバイナは、ホログラム素子により構成される場
合は回折により画像表示光の光路を変更し、プリズムに
より構成される場合はプリズムの入射面での屈折と、そ
の入射面に対向するプリズムの内面での反射とにより画
像表示光の光路を変更する。そのコンバイナの光路変更
面は、凹曲面に限定されず、例えば平面であってもよ
い。専用のコンバイナを用いる場合、画像表示器２と光
学系４と一体化されたユニットであって、例えばダッシ
ュボード上に据え置かれるユニットを構成してもよい。
【００１３】その第１光学素子５は、例えばダッシュボ
ードに取り付けらることでコンバイナ１に対向する。こ
の第１光学素子５は、本実施形態では全反射ミラーによ
り構成される。この第１光学素子５の光路変更面５ａ
は、画像表示光３を集光することでコンバイナ１の前方
に観察対象の拡大虚像を形成できるように、軸はずし回
転対称非球面に沿う凹曲面とされている。
ードに取り付けらることでコンバイナ１に対向する。こ
の第１光学素子５は、本実施形態では全反射ミラーによ
り構成される。この第１光学素子５の光路変更面５ａ
は、画像表示光３を集光することでコンバイナ１の前方
に観察対象の拡大虚像を形成できるように、軸はずし回
転対称非球面に沿う凹曲面とされている。
【００１４】その軸はずし回転対称非球面は、ｘｙｚ座
標空間において下記の数式により特定される非球面にお
いて、その非球面の回転対称軸から偏心した中心を有す
る面である。なお、その数式において、ρ2 ＝ｘ2 ＋ｙ
2 、ｃ＝１／Ｒである。また、その数式は、２次曲面係
数Ｋと非球面係数αｉとを零とした時に球面を表し、そ
の球面の半径がＲであり、少なくとも一つの非球面係数
は零ではない。
標空間において下記の数式により特定される非球面にお
いて、その非球面の回転対称軸から偏心した中心を有す
る面である。なお、その数式において、ρ2 ＝ｘ2 ＋ｙ
2 、ｃ＝１／Ｒである。また、その数式は、２次曲面係
数Ｋと非球面係数αｉとを零とした時に球面を表し、そ
の球面の半径がＲであり、少なくとも一つの非球面係数
は零ではない。
【００１５】
【数１】
【００１６】例えば図２に示すように、その数式の座標
系のｘｚ平面において、その非球面が図中破線で示すよ
うな形状を有する場合、その非球面の回転対称軸である
ｚ軸からｘ軸方向に図中ｅだけ偏心した中心を有する図
中実線で示す面が、軸はずし回転対称非球面となる。そ
の軸はずし回転対称非球面を定義する曲率１／Ｒ、２次
曲面係数Ｋ、非球面係数αｉは、観察対象の拡大虚像を
明瞭に形成できるように適宜決定する。なお、その拡大
虚像を明瞭に形成できれば、そのρの次数は限定されな
い。
系のｘｚ平面において、その非球面が図中破線で示すよ
うな形状を有する場合、その非球面の回転対称軸である
ｚ軸からｘ軸方向に図中ｅだけ偏心した中心を有する図
中実線で示す面が、軸はずし回転対称非球面となる。そ
の軸はずし回転対称非球面を定義する曲率１／Ｒ、２次
曲面係数Ｋ、非球面係数αｉは、観察対象の拡大虚像を
明瞭に形成できるように適宜決定する。なお、その拡大
虚像を明瞭に形成できれば、そのρの次数は限定されな
い。
【００１７】なお、その第１光学素子５をホログラム素
子により構成してもよく、この場合、その光路変更面５
ａは画像表示光３の光路を回折により変更する。
子により構成してもよく、この場合、その光路変更面５
ａは画像表示光３の光路を回折により変更する。
【００１８】その第２光学素子６は、図１において矢印
で示すように、例えばダッシュボードに横軸１０中心に
回転可能に取り付けらることで第１光学素子５に対向す
る。その横軸１０は、本実施形態では第２光学素子６の
反射面６ａに平行で、その反射面６ａの中心を通るもの
とされているが、その第２光学素子６の回転により観察
対象の拡大虚像の位置を上下調節できれば、横軸１０の
位置は特に限定されない。この第２光学素子６は、本実
施形態では全反射ミラーにより構成される。この第２光
学素子６の光路変更面６ａは平坦な反射面とされる。
で示すように、例えばダッシュボードに横軸１０中心に
回転可能に取り付けらることで第１光学素子５に対向す
る。その横軸１０は、本実施形態では第２光学素子６の
反射面６ａに平行で、その反射面６ａの中心を通るもの
とされているが、その第２光学素子６の回転により観察
対象の拡大虚像の位置を上下調節できれば、横軸１０の
位置は特に限定されない。この第２光学素子６は、本実
施形態では全反射ミラーにより構成される。この第２光
学素子６の光路変更面６ａは平坦な反射面とされる。
【００１９】その画像表示器２は、例えばダッシュボー
ドに取り付けられ、その第２光学素子６に向かい、例え
ばナビゲーション情報等に対応する画像表示光３を出射
する。この画像表示器２として、例えば、バックライト
付液晶表示器、ブラウン管ディスプレイ、蛍光表示管や
ＬＥＤを利用した表示器を用いることができる。
ドに取り付けられ、その第２光学素子６に向かい、例え
ばナビゲーション情報等に対応する画像表示光３を出射
する。この画像表示器２として、例えば、バックライト
付液晶表示器、ブラウン管ディスプレイ、蛍光表示管や
ＬＥＤを利用した表示器を用いることができる。
【００２０】その画像表示光３は、第２光学素子６によ
り反射された後に第１光学素子５により光路変更される
ことでコンバイナ１に導かれ、そのコンバイナ１により
光路変更されることで、コンバイナ１の前方からの光と
共にドライバーＥの瞳に導かれる。これにより、そのコ
ンバイナ１の前方位置Ｐに観察対象の拡大虚像が形成さ
れる。ドライバーＥは、その虚像と前方に実際に存在す
る物の双方を視認できる。
り反射された後に第１光学素子５により光路変更される
ことでコンバイナ１に導かれ、そのコンバイナ１により
光路変更されることで、コンバイナ１の前方からの光と
共にドライバーＥの瞳に導かれる。これにより、そのコ
ンバイナ１の前方位置Ｐに観察対象の拡大虚像が形成さ
れる。ドライバーＥは、その虚像と前方に実際に存在す
る物の双方を視認できる。
【００２１】その第２光学素子６を横軸１０中心に回転
させるモータ１１が設けられている。そのモータ１１に
より、第２光学素子６を横軸１０中心に任意の角度だけ
回転させることが可能とされている。その第２光学素子
６の回転により、観察対象の拡大虚像の形成位置を上下
調節することができる。
させるモータ１１が設けられている。そのモータ１１に
より、第２光学素子６を横軸１０中心に任意の角度だけ
回転させることが可能とされている。その第２光学素子
６の回転により、観察対象の拡大虚像の形成位置を上下
調節することができる。
【００２２】図３において、実線は横軸１０中心の回転
前の第２光学素子６の反射面６ａを示し、破線は横軸１
０中心の回転後の第２光学素子６の反射面６ａを示し、
一点鎖線は第２光学素子６の横軸１０中心の回転前の画
像表示光３の光路を示し、２点鎖線は第２光学素子６の
横軸１０中心の回転後の画像表示光３の反射後の光路を
示す。その横軸１０中心の回転前の第２光学素子６の反
射面６ａにより反射される画像表示光３と、回転後の第
２光学素子６の反射面６ａにより反射される画像表示光
３とがなす角度２αは、その第２光学素子６の横軸１０
中心の回転角度αの２倍になる。
前の第２光学素子６の反射面６ａを示し、破線は横軸１
０中心の回転後の第２光学素子６の反射面６ａを示し、
一点鎖線は第２光学素子６の横軸１０中心の回転前の画
像表示光３の光路を示し、２点鎖線は第２光学素子６の
横軸１０中心の回転後の画像表示光３の反射後の光路を
示す。その横軸１０中心の回転前の第２光学素子６の反
射面６ａにより反射される画像表示光３と、回転後の第
２光学素子６の反射面６ａにより反射される画像表示光
３とがなす角度２αは、その第２光学素子６の横軸１０
中心の回転角度αの２倍になる。
【００２３】上記ヘッドアップディスプレイによる拡大
虚像の形成位置の上下調節距離は、その第２光学素子６
の横軸１０中心の回転角度の２倍に対応する。一方、従
来のように第１光学素子を横軸中心に回転させて拡大虚
像の形成位置を上下調節した場合、その拡大虚像の形成
位置の上下調節距離は、その第１光学素子の横軸中心の
回転角度に対応する。すなわち、この構成によれば、拡
大虚像の形成位置の上下調節に必要な光学素子の回転角
を、従来の１／２にできる。これにより、ヘッドアップ
ディスプレイを従来よりも小型化できる。また、その第
２光学素子６の回転角が小さい程に光学系４での収差を
低減できるので、表示画像の視認性を向上できる。
虚像の形成位置の上下調節距離は、その第２光学素子６
の横軸１０中心の回転角度の２倍に対応する。一方、従
来のように第１光学素子を横軸中心に回転させて拡大虚
像の形成位置を上下調節した場合、その拡大虚像の形成
位置の上下調節距離は、その第１光学素子の横軸中心の
回転角度に対応する。すなわち、この構成によれば、拡
大虚像の形成位置の上下調節に必要な光学素子の回転角
を、従来の１／２にできる。これにより、ヘッドアップ
ディスプレイを従来よりも小型化できる。また、その第
２光学素子６の回転角が小さい程に光学系４での収差を
低減できるので、表示画像の視認性を向上できる。
【００２４】図４は本発明の第２実施形態のヘッドアッ
プディスプレイを示す。上記実施形態との相違は、第２
光学素子６が、例えばダッシュボードに、図において矢
印で示すように、その反射面６ａの法線方向に往復変位
可能に取り付けられ、その反射面６ａの法線方向に沿い
第２光学素子６を変位させるアクチュエータ１１′が設
けられている。そのアクチュエータ１１′により、第２
光学素子６を光路変更面６ａの法線方向に任意の距離だ
け変位させることが可能とされている。その第２光学素
子６の変位により、観察対象の拡大虚像の形成位置を上
下調節することができる。他は第１実施形態と同様で、
同一部分は同一符号で示す。この第２実施形態によれ
ば、図４において実線で示す変位前の第２光学素子６の
反射面６ａにより反射された１点鎖線で示す画像表示光
３と、破線で示す変位後の第２光学素子６の反射面６ａ
により反射された２点鎖線で示す画像表示光３とは、第
１光学素子５に致るまでは平行になる。これにより、そ
の観察対象の拡大虚像の形成位置を、光学素子を回転さ
せることなく上下調節できる。この場合、光学素子を回
転可能に支持する機構が不要になるので、構造を簡単化
し、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化でき
る。
プディスプレイを示す。上記実施形態との相違は、第２
光学素子６が、例えばダッシュボードに、図において矢
印で示すように、その反射面６ａの法線方向に往復変位
可能に取り付けられ、その反射面６ａの法線方向に沿い
第２光学素子６を変位させるアクチュエータ１１′が設
けられている。そのアクチュエータ１１′により、第２
光学素子６を光路変更面６ａの法線方向に任意の距離だ
け変位させることが可能とされている。その第２光学素
子６の変位により、観察対象の拡大虚像の形成位置を上
下調節することができる。他は第１実施形態と同様で、
同一部分は同一符号で示す。この第２実施形態によれ
ば、図４において実線で示す変位前の第２光学素子６の
反射面６ａにより反射された１点鎖線で示す画像表示光
３と、破線で示す変位後の第２光学素子６の反射面６ａ
により反射された２点鎖線で示す画像表示光３とは、第
１光学素子５に致るまでは平行になる。これにより、そ
の観察対象の拡大虚像の形成位置を、光学素子を回転さ
せることなく上下調節できる。この場合、光学素子を回
転可能に支持する機構が不要になるので、構造を簡単化
し、ヘッドアップディスプレイを従来よりも小型化でき
る。
【００２５】図５は本発明の第３実施形態のヘッドアッ
プディスプレイを示す。上記実施形態との相違は、第２
光学素子６の光路変更面は、球面または回転対称軸上の
中心を有する回転対称非球面に沿う曲面６ａ′とされて
いる。また、横軸１０中心の回転前の第２光学素子６に
より光路変更される画像表示光３と、回転後の第２光学
素子６により光路変更される画像表示光３とがなす角度
は、その第２光学素子６の横軸１０中心の回転角度より
も大きくされる。図示の例では第２光学素子６の光路変
更面６ａ′は凹曲面であるが、凸曲面であってもよい。
その第２光学素子６はホログラム素子、プリズム等によ
り構成してもよい。他は第１実施形態と同様で、同一部
分は同一符号で示す。この第３実施形態によれば、観察
対象の拡大虚像の形成位置の上下調節距離は、その第２
光学素子６の横軸１０中心の回転角度よりも大きな角度
に対応する。これに対して、従来のように第１光学素子
を横軸中心に回転させて拡大虚像の形成位置を上下調節
した場合、その拡大虚像の形成位置の上下調節距離は、
その第１光学素子の横軸中心の回転角度に対応する。す
なわち、この構成によれば、拡大虚像の形成位置の上下
調節に必要な光学素子の回転角を、従来よりも小さくで
きる。これにより、ヘッドアップディスプレイを従来よ
りも小型化できる。また、その第２光学素子６の回転角
が小さい程に光学系４での収差を低減できるので、表示
画像の視認性を向上できる。
プディスプレイを示す。上記実施形態との相違は、第２
光学素子６の光路変更面は、球面または回転対称軸上の
中心を有する回転対称非球面に沿う曲面６ａ′とされて
いる。また、横軸１０中心の回転前の第２光学素子６に
より光路変更される画像表示光３と、回転後の第２光学
素子６により光路変更される画像表示光３とがなす角度
は、その第２光学素子６の横軸１０中心の回転角度より
も大きくされる。図示の例では第２光学素子６の光路変
更面６ａ′は凹曲面であるが、凸曲面であってもよい。
その第２光学素子６はホログラム素子、プリズム等によ
り構成してもよい。他は第１実施形態と同様で、同一部
分は同一符号で示す。この第３実施形態によれば、観察
対象の拡大虚像の形成位置の上下調節距離は、その第２
光学素子６の横軸１０中心の回転角度よりも大きな角度
に対応する。これに対して、従来のように第１光学素子
を横軸中心に回転させて拡大虚像の形成位置を上下調節
した場合、その拡大虚像の形成位置の上下調節距離は、
その第１光学素子の横軸中心の回転角度に対応する。す
なわち、この構成によれば、拡大虚像の形成位置の上下
調節に必要な光学素子の回転角を、従来よりも小さくで
きる。これにより、ヘッドアップディスプレイを従来よ
りも小型化できる。また、その第２光学素子６の回転角
が小さい程に光学系４での収差を低減できるので、表示
画像の視認性を向上できる。
【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、第１光学素子の光路変更面の形状は軸はず
し回転対称非球面に限定されない。また、各光学素子の
配置は特に限定されない。また、第２光学素子を回転さ
せる場合、その回転軸方向は特に限定されない。また、
第２光学素子を直線的に変位させる場合、その変位方向
は特に限定されず、第２光学素子の光路変更面を曲面と
してもよい。また、収差や歪みの軽減のため、光学系４
を構成する光学素子として、第１光学素子５と第２光学
素子６以外の光学素子を付加してもよい。また、本発明
のヘッドアップディスプレイの用途は特に限定されず、
例えば船舶に搭載されてもよい。
い。例えば、第１光学素子の光路変更面の形状は軸はず
し回転対称非球面に限定されない。また、各光学素子の
配置は特に限定されない。また、第２光学素子を回転さ
せる場合、その回転軸方向は特に限定されない。また、
第２光学素子を直線的に変位させる場合、その変位方向
は特に限定されず、第２光学素子の光路変更面を曲面と
してもよい。また、収差や歪みの軽減のため、光学系４
を構成する光学素子として、第１光学素子５と第２光学
素子６以外の光学素子を付加してもよい。また、本発明
のヘッドアップディスプレイの用途は特に限定されず、
例えば船舶に搭載されてもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、コンパクト化を図るこ
とができ、収納スペースを小さくでき、観察対象の画像
の視認性を向上できるヘッドアップディスプレイを提供
できる。
とができ、収納スペースを小さくでき、観察対象の画像
の視認性を向上できるヘッドアップディスプレイを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のヘッドアップディスプ
レイの構成説明図
レイの構成説明図
【図２】本発明の第１実施形態のヘッドアップディスプ
レイの第１光学素子の光路変更面の説明図
レイの第１光学素子の光路変更面の説明図
【図３】本発明の第１実施形態のヘッドアップディスプ
レイの作用説明図
レイの作用説明図
【図４】本発明の第２実施形態のヘッドアップディスプ
レイの構成説明図
レイの構成説明図
【図５】本発明の第３実施形態のヘッドアップディスプ
レイの構成説明図
レイの構成説明図
１ コンバイナ ２ 画像表示器 ３ 画像表示光 ４ 光学系 ５ 第１光学素子 ６ 第２光学素子 ６ａ、６ａ′ 光路変更面 Ｅ ドライバー（観察者）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑山 裕紀子 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株 式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 藤田 雅幸 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株 式会社島津製作所三条工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、 画像表示光の出射手段と、 その画像表示光を光路変更して前記コンバイナに導く光
学系とを備え、 その光学系は第１光学素子と第２光学素子とを有し、 その第２光学素子の光路変更面は平坦な反射面とされ、 その第２光学素子は、観察対象の虚像の形成位置を調節
できるように、回転可能とされているヘッドアップディ
スプレイ。 - 【請求項２】 観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、 画像表示光の出射手段と、 その画像表示光を光路変更して前記コンバイナに導く光
学系とを備え、 その光学系は第１光学素子と第２光学素子とを有し、 その第２光学素子の光路変更面は反射面とされ、 その第２光学素子は、観察対象の虚像の形成位置を調節
できるように、直線的に変位可能とされているヘッドア
ップディスプレイ。 - 【請求項３】 観察者の前方に配置されるコンバイナ
と、 画像表示光の出射手段と、 その画像表示光を光路変更して前記コンバイナに導く光
学系とを備え、 その光学系は第１光学素子と第２光学素子とを有し、 その第２光学素子の光路変更面は曲面とされ、 その第２光学素子は、観察対象の虚像の形成位置を調節
できるように回転可能とされ、その回転前の第２光学素
子により光路変更される画像表示光と、その回転後の第
２光学素子により光路変更される画像表示光とがなす角
度は、その第２光学素子の回転角度よりも大きくされる
ヘッドアップディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9157703A JPH10333080A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | ヘッドアップディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9157703A JPH10333080A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | ヘッドアップディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10333080A true JPH10333080A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15655537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9157703A Pending JPH10333080A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | ヘッドアップディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10333080A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-05-30 JP JP9157703A patent/JPH10333080A/ja active Pending
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