JPS59164518A - ヘツドアツプデイスプレイ装置 - Google Patents
ヘツドアツプデイスプレイ装置Info
- Publication number
- JPS59164518A JPS59164518A JP3981983A JP3981983A JPS59164518A JP S59164518 A JPS59164518 A JP S59164518A JP 3981983 A JP3981983 A JP 3981983A JP 3981983 A JP3981983 A JP 3981983A JP S59164518 A JPS59164518 A JP S59164518A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information
- mirror
- image display
- exit pupil
- semi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（（イ）産業上の利用分野
本発明は航空機等における操縦室においてパイロットの
前方に設置され機外の外景情報と画像表示部（ＣＲＴ）
からの情報とをオーバラップ（結合）させて表示するヘ
ッドアップディスプレイ（表示）装置に関するものであ
る。
前方に設置され機外の外景情報と画像表示部（ＣＲＴ）
からの情報とをオーバラップ（結合）させて表示するヘ
ッドアップディスプレイ（表示）装置に関するものであ
る。
（ロ）従来技術
画像表示部すなわちＣＲＴからの情報は、たとえば所望
の動作行程または目的に関する指令さらには操作に関す
る情報であって文字、線、その他の形で提供されるもの
で、透過系の光学系を介してパイロットが航空機内ｔこ
普通に座ったとき航空機の前方の外景とオーバラップし
て観察できるように、ビーム・コンバイナーと呼ばれる
半透過鏡を介して無限遠に投影されるよう１口なってい
る。
の動作行程または目的に関する指令さらには操作に関す
る情報であって文字、線、その他の形で提供されるもの
で、透過系の光学系を介してパイロットが航空機内ｔこ
普通に座ったとき航空機の前方の外景とオーバラップし
て観察できるように、ビーム・コンバイナーと呼ばれる
半透過鏡を介して無限遠に投影されるよう１口なってい
る。
したがって、パイロットは前方の外景情報以外に画像表
示部から提供された情報を同時にみることができ、しか
もその情報は前方無限の距離に現われるので、外景情報
もＣＲＴからの情報も同じピント状態で観察できる。
示部から提供された情報を同時にみることができ、しか
もその情報は前方無限の距離に現われるので、外景情報
もＣＲＴからの情報も同じピント状態で観察できる。
ところで、従来のヘッドアップディスプレイ装置におい
ては、画像表示部からの情報を半透過鏡ｔこ投影するた
めの透過系の光学系では、そのレン、ズの外径が物理的
にも収差補正上からも制限され射出瞳をあまり大きくす
ることができない０そのためパイロットの眼の位置から
一度ｔこ見渡せるＣＲＴ上の視野はそれ程広くとれてい
ない。この視野を広くとるための方法として外景からの
情報とＯＲＴからの情報をオーパフツブ（結合）させる
半透過鏡（前記した平面スクリーンでビーム・コンバイ
ナーともいう）を２段にするなど工夫がなされているが
、それでも視野角２０°前後が限度である。一方パイロ
ット側から要求される視野角は３０°前後であり、この
要求を満足させることは現状の光学系では不可能ｔこ近
い。
ては、画像表示部からの情報を半透過鏡ｔこ投影するた
めの透過系の光学系では、そのレン、ズの外径が物理的
にも収差補正上からも制限され射出瞳をあまり大きくす
ることができない０そのためパイロットの眼の位置から
一度ｔこ見渡せるＣＲＴ上の視野はそれ程広くとれてい
ない。この視野を広くとるための方法として外景からの
情報とＯＲＴからの情報をオーパフツブ（結合）させる
半透過鏡（前記した平面スクリーンでビーム・コンバイ
ナーともいう）を２段にするなど工夫がなされているが
、それでも視野角２０°前後が限度である。一方パイロ
ット側から要求される視野角は３０°前後であり、この
要求を満足させることは現状の光学系では不可能ｔこ近
い。
（ハ）目 的
本・発明は上記光学技術の延長上にあってしかもバイロ
フトの要望に応じ得る３０°前後の視野角が得られるヘ
ッドアップディスプレイ装置を提供せに）構 成 第−の発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、Ｃ
ＲＴなどの画像表示部からの情報を結像する透過系に、
この透過系による結像面ｔこ焦点が位置する反射系を組
み合わせた光学系を設け、この光学系によって画像表示
部からの情報を無限遠に投影するようｔこなすとともぐ
こ、この光学系における透過系と反射系との間にビーム
・コンバイナーすなわち半透過鏡を介在させ外景情報と
画像表示部からの情報を結合（オーパフツブ）させるこ
とができるようにしたものである。
フトの要望に応じ得る３０°前後の視野角が得られるヘ
ッドアップディスプレイ装置を提供せに）構 成 第−の発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、Ｃ
ＲＴなどの画像表示部からの情報を結像する透過系に、
この透過系による結像面ｔこ焦点が位置する反射系を組
み合わせた光学系を設け、この光学系によって画像表示
部からの情報を無限遠に投影するようｔこなすとともぐ
こ、この光学系における透過系と反射系との間にビーム
・コンバイナーすなわち半透過鏡を介在させ外景情報と
画像表示部からの情報を結合（オーパフツブ）させるこ
とができるようにしたものである。
また、第二の発明１こよるヘッドアップディスプレイ装
置は透過系により結像された画像表示部からの情報を半
透過鏡と半透過鏡凹面鏡からなる反射系により無限遠に
投影するように構成し、この半透過鏡凹面鏡はパイロッ
トの前方に配置されて前記半透過鏡により外景情報と画
像表示部からの情報を結合（オーパフツブ）させるよう
にしたものである。
置は透過系により結像された画像表示部からの情報を半
透過鏡と半透過鏡凹面鏡からなる反射系により無限遠に
投影するように構成し、この半透過鏡凹面鏡はパイロッ
トの前方に配置されて前記半透過鏡により外景情報と画
像表示部からの情報を結合（オーパフツブ）させるよう
にしたものである。
（ホ）５Ｉ！施例
以下図示実施例を説明する。
第１図は第一の発明のヘッドアップディスプレイ装置の
実施例を示し、図においてＲはＯＲＴすなわち画像表示
部、Ｌはこの表示部Ｒからの情報を結像する透過系の光
学系である。この透過系りによって情報は破線で示され
る曲面Ｆに結像されるＯ Ｍｌは球面反射鏡で、操縦室の上方（天井部）に前述の
透過ＭＬと一定の関係ｔこ配置設定されている。すなわ
ち、反射鏡Ｍ１の曲率半径の１／２の球面の焦点面が前
記透過系りの結像面Ｆに合致するように設定されている
。この設定ｔこよって結像された情報を無限遠に投影す
ることが可能となる。
実施例を示し、図においてＲはＯＲＴすなわち画像表示
部、Ｌはこの表示部Ｒからの情報を結像する透過系の光
学系である。この透過系りによって情報は破線で示され
る曲面Ｆに結像されるＯ Ｍｌは球面反射鏡で、操縦室の上方（天井部）に前述の
透過ＭＬと一定の関係ｔこ配置設定されている。すなわ
ち、反射鏡Ｍ１の曲率半径の１／２の球面の焦点面が前
記透過系りの結像面Ｆに合致するように設定されている
。この設定ｔこよって結像された情報を無限遠に投影す
ることが可能となる。
ＭＨは半透過鏡（ビーム・コンバイナー）でこの半透過
鏡ＭＨは反射鏡Ｍ１の射出瞳Ｐが透過系りの射出瞳と対
称位置になるように設定されている。すなわち、射出瞳
Ｐの共範面に透過系りのレンズ系の射出瞳が位置するよ
うｔこ置かれている。
鏡ＭＨは反射鏡Ｍ１の射出瞳Ｐが透過系りの射出瞳と対
称位置になるように設定されている。すなわち、射出瞳
Ｐの共範面に透過系りのレンズ系の射出瞳が位置するよ
うｔこ置かれている。
このような構成によって画像表示部Ｒの情報は無限遠に
投影されることになる。これは第２図に示すように、球
面鏡Ｍの曲率中心Ｃを含む面かこ射出瞳Ｐが位置するよ
うにすると、射出瞳Ｐを通る平行光束は何れの視野角に
対してもコマ収差、非点収差が零で球面鏡Ｍの曲率半径
の１／２の球面の焦点面Ｆ／上に結像するという性質を
利用したものである。
投影されることになる。これは第２図に示すように、球
面鏡Ｍの曲率中心Ｃを含む面かこ射出瞳Ｐが位置するよ
うにすると、射出瞳Ｐを通る平行光束は何れの視野角に
対してもコマ収差、非点収差が零で球面鏡Ｍの曲率半径
の１／２の球面の焦点面Ｆ／上に結像するという性質を
利用したものである。
なお、第１図においてＤは航空機でありＴはパイロット
である。
である。
以上の構成ｔこよると、球面反射鏡Ｍ１ を大きくする
だけで、透過系りのレンズは最小の大きさにして広い視
野が得られ視野角を３０°前後ケこして画像表示部Ｒか
らの情報を明確に観察することができるＯ 第３図は第二の発明の実施例を示す。
だけで、透過系りのレンズは最小の大きさにして広い視
野が得られ視野角を３０°前後ケこして画像表示部Ｒか
らの情報を明確に観察することができるＯ 第３図は第二の発明の実施例を示す。
第二の発明の特徴はバイロブ）Ｔの前方ｔこ配置した反
射凹面鏡Ｍ２が半透過鏡で外景情報のノ（イロン）Ｔへ
の通過を許容するよう舎こなっていること、および、こ
の半透過反射凹面鏡Ｍ２ と半透過鏡ＭＨの組み合わせ
ｔこよって第２図の光学原理を実現するよう構成した点
にある。したがって“、反射凹面ｔｉ１Ｍ２ の焦点面
と透過糸りの結像面Ｆが合致するよう設定されている。
射凹面鏡Ｍ２が半透過鏡で外景情報のノ（イロン）Ｔへ
の通過を許容するよう舎こなっていること、および、こ
の半透過反射凹面鏡Ｍ２ と半透過鏡ＭＨの組み合わせ
ｔこよって第２図の光学原理を実現するよう構成した点
にある。したがって“、反射凹面ｔｉ１Ｍ２ の焦点面
と透過糸りの結像面Ｆが合致するよう設定されている。
同時に半透過ｆｉ ＭＨは上記画像表示部Ｒからの情報
しかも無限遠に投影された情報と外景情報を結合させる
機能を有する。このような構成によって半透過反射凹面
鏡Ｍ２ を大きくすれば透過系りのレンズを最小の大き
さｅこしても射出瞳Ｐからの視野角は３０°前後にする
ことかでき、画像表示部Ｒからの情報を明確に観察する
ことができる。
しかも無限遠に投影された情報と外景情報を結合させる
機能を有する。このような構成によって半透過反射凹面
鏡Ｍ２ を大きくすれば透過系りのレンズを最小の大き
さｅこしても射出瞳Ｐからの視野角は３０°前後にする
ことかでき、画像表示部Ｒからの情報を明確に観察する
ことができる。
第４図は第１図と第３図の実施例を組み合わせた場合を
示す。ここでは、半透過鏡ＭＨに対して球面反射鏡Ｍ１
と半透過反射凹面鏡Ｍ２が対称位置に記音されている
。この実施例の場合、球面反射鏡Ｍ１ を含む系を主体
とするものであるが、半透過鏡ＭＨによる光量損失を半
透過反射凹面鏡Ｍ２の反射光量で補うことができ画像表
示部Ｒからの情報を明るく鮮明（こ観察することができ
る。
示す。ここでは、半透過鏡ＭＨに対して球面反射鏡Ｍ１
と半透過反射凹面鏡Ｍ２が対称位置に記音されている
。この実施例の場合、球面反射鏡Ｍ１ を含む系を主体
とするものであるが、半透過鏡ＭＨによる光量損失を半
透過反射凹面鏡Ｍ２の反射光量で補うことができ画像表
示部Ｒからの情報を明るく鮮明（こ観察することができ
る。
本発明は図示実施例に限定されるものではなく他の変形
実施例をも包含するものである。
実施例をも包含するものである。
たとえば、第１図の場合球面反射鏡の中心を通る法線と
中心視線が直交しているが、スペースファクタを良くす
るため（ここの角度を適当ｔこ選定しそれに応じた傾き
に半透過鏡（ビーム・コンバイナー）を設置することも
可能である。また球面反射鏡や半透過反射凹面鏡をこれ
と類似の特性を有するホログラフィック素子で置き換え
ることもできる。透過系のレンズ構成は図示例ｔこ限定
されず画像表示部も０ＲＴｔこ限定されるものではない
。
中心視線が直交しているが、スペースファクタを良くす
るため（ここの角度を適当ｔこ選定しそれに応じた傾き
に半透過鏡（ビーム・コンバイナー）を設置することも
可能である。また球面反射鏡や半透過反射凹面鏡をこれ
と類似の特性を有するホログラフィック素子で置き換え
ることもできる。透過系のレンズ構成は図示例ｔこ限定
されず画像表示部も０ＲＴｔこ限定されるものではない
。
さらに、このヘッドアップディスプレイ装置の適用は航
空機のみに限定されない。
空機のみに限定されない。
（へ）効 果
本発明のベッドアップディスプレイ装置は画像表示部か
らの情報を視野角を３０°近くに大きくして投影でき情
報を明確に観察でき、しかも比較的簡単な構成で経済的
である。
らの情報を視野角を３０°近くに大きくして投影でき情
報を明確に観察でき、しかも比較的簡単な構成で経済的
である。
第１・図は第一の発明の実施例を示す図、第２図は原理
図、第３図は第二の発明の実施例を示す図、第４図は変
形実施例を示す図である。 Ｒ・・・画像表示部、 Ｌ・・・透過系光学系、Ｄ・・
・航空機、 Ｔφ・・パイロット、ＭＨ・・・半透
過鏡、Ｍｌ・・・球面反射鏡、Ｍ２ ・・・半透過反
射凹面鏡、 Ｆ・・・結像面、Ｆ’ ・・・焦点面、Ｐ・・・射出
瞳、 Ｃ・・・曲率中心。
図、第３図は第二の発明の実施例を示す図、第４図は変
形実施例を示す図である。 Ｒ・・・画像表示部、 Ｌ・・・透過系光学系、Ｄ・・
・航空機、 Ｔφ・・パイロット、ＭＨ・・・半透
過鏡、Ｍｌ・・・球面反射鏡、Ｍ２ ・・・半透過反
射凹面鏡、 Ｆ・・・結像面、Ｆ’ ・・・焦点面、Ｐ・・・射出
瞳、 Ｃ・・・曲率中心。
Claims (2)
- （１）画像表示部からの情報を結像させる透過系と、こ
の透過系によって結像された情報を無限遠に投影する反
射系とからなる光学系と、この光学系における透過系と
反射系との間をこ介在され外景情報と前記投影された画
像表示部の情報とを反射系の射出瞳上で結合させる半透
過鏡とを備えたことを特徴とするヘッドアップダイスプ
レイ装置。 - （２）画像表示部からの情報を結像させる透過系と、半
透過反射凹面鏡と半透過鏡との組み合わせからなり前記
透過系によって結像された情報を無限遠に投影する半透
過反射系とからなる光学系を備え、前記半透過反射系は
画像・表示部からの情報と外景情報とを半透過反射系の
射出瞳上で結合させるようにしてなることを特徴とする
ヘッドアップディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3981983A JPS59164518A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3981983A JPS59164518A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164518A true JPS59164518A (ja) | 1984-09-17 |
Family
ID=12563576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3981983A Pending JPS59164518A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164518A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194421A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-28 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | デイスプレイ像供給用光学装置 |
| JPS62124592U (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | ||
| JPS63153576A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 | 株式会社島津製作所 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| US5526184A (en) * | 1992-12-10 | 1996-06-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Head-mounted display apparatus for observing an outside world image and/or a display image |
| DE102004050574A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Darstellung von optischen Informationen mittels eines virtuellen Bildes, insbesondere in einem Kraftfahrzeug |
| GB2515520A (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Bae Systems Plc | Improvements in and relating to displays |
| US9509939B2 (en) | 2014-06-04 | 2016-11-29 | Universal City Studios Llc | Display for immersive window effect |
| JP2018533062A (ja) * | 2015-10-08 | 2018-11-08 | コーニング インコーポレイテッド | 広視野ヘッドマウントディスプレイ |
| US10126551B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-11-13 | Bae Systems Plc | Display comprising an optical waveguide for displaying an image |
| JP2020501199A (ja) * | 2016-11-28 | 2020-01-16 | アマルガメイテッド ヴィジョン エルエルシー | ニアアイビューイング用ウェアラブルディスプレイ |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP3981983A patent/JPS59164518A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194421A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-28 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | デイスプレイ像供給用光学装置 |
| JPS62124592U (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | ||
| JPS63153576A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 | 株式会社島津製作所 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| US5526184A (en) * | 1992-12-10 | 1996-06-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Head-mounted display apparatus for observing an outside world image and/or a display image |
| DE102004050574B4 (de) * | 2004-10-15 | 2017-10-19 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zur Darstellung von optischen Informationen mittels eines virtuellen Bildes, insbesondere in einem Kraftfahrzeug |
| US7982688B2 (en) | 2004-10-15 | 2011-07-19 | Simens Aktiengesellschaft | Device for representing optical information by means of a virtual image, in particular in a motor vehicle |
| DE102004050574A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Darstellung von optischen Informationen mittels eines virtuellen Bildes, insbesondere in einem Kraftfahrzeug |
| GB2515520A (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Bae Systems Plc | Improvements in and relating to displays |
| GB2515520B (en) * | 2013-06-26 | 2017-10-04 | Bae Systems Plc | Improvements in and relating to displays |
| US10126551B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-11-13 | Bae Systems Plc | Display comprising an optical waveguide for displaying an image |
| US9509939B2 (en) | 2014-06-04 | 2016-11-29 | Universal City Studios Llc | Display for immersive window effect |
| JP2018533062A (ja) * | 2015-10-08 | 2018-11-08 | コーニング インコーポレイテッド | 広視野ヘッドマウントディスプレイ |
| JP2020501199A (ja) * | 2016-11-28 | 2020-01-16 | アマルガメイテッド ヴィジョン エルエルシー | ニアアイビューイング用ウェアラブルディスプレイ |
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