JPWO2016208194A1 - ヘッドアップディスプレイおよびヘッドアップディスプレイを搭載した移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1〜4を用いて、実施の形態1を説明する。
[1−1−1.ヘッドアップディスプレイの全体構成]
本開示のヘッドアップディスプレイ100の具体的な実施の形態及び実施例を、図面を参照して、以下、説明する。
ここで、
β:リレー光学系120の横倍率
である。
実施の形態1に係るヘッドアップディスプレイ100では、表示デバイス110の位置をリレー光学系120と投射光学系130よりも下方に配置している。また、表示デバイス110のスクリーン111の表示面を第1ミラー121の方向に向けている。このとき、表示デバイス110から射出する基準光線Lcはスクリーン111の表示面に対して傾いていることが望ましい。これにより、外光が筐体内に進入して、表示デバイス110の表示面に反射することによる迷光を防ぐことができる。表示デバイス110のスクリーン111は拡散特性を有する光学部材で構成される。また、スクリーン111の後方にはスクリーン111に画像を投影する走査型レーザ113が配置される。
以上のように、本実施の形態において、ヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110と、リレー光学系120と、投射光学系130と、を備える。リレー光学系120によって結像する像は、表示デバイス110がスクリーン111上で表示する表示画像よりも大きい。これにより、表示デバイス110の小型化を実現することができる。また、リレー光学系120を有することで、画面歪みを良好に補正しながら、スクリーン111を小型化しつつ、投射光学系130の正のパワーを抑えることができる。
以下、図3を用いて、実施の形態2を説明する。なお、本実施の形態においては、リレー光学系140の構成が実施の形態1のリレー光学系120と異なり、その他の構成は実施の形態1と同様である。そのため、以下、異なる点を中心に説明をし、同様の構成については説明を省略する。
[2−1−1.ヘッドアップディスプレイの全体構成]
図3は、実施の形態2に係るヘッドアップディスプレイ100を説明するための光学断面を示す模式図である。
ここで、
β:リレー光学系140の横倍率
である。
実施の形態2に係るヘッドアップディスプレイ100では、表示デバイス110の位置をリレー光学系140と投射光学系130よりも下方に配置している。また、表示デバイス110のスクリーン111の表示面を第1レンズ141の方向に向けている。このとき、表示デバイス110から射出する基準光線Lcは、スクリーン111の表示面に対して傾いていることが望ましい。これにより、太陽光などの外光がヘッドアップディスプレイ100の筐体内に進入して、スクリーン111の表示面に反射することによる迷光を防ぐことができる。表示デバイス110のスクリーン111は拡散特性を有する光学部材で構成される。また、スクリーン111の後方にはスクリーン111に画像を投影する走査型レーザ113が配置される。
以上のように、本実施の形態において、ヘッドアップディスプレイ100は、表示デバイス110と、リレー光学系140と、投射光学系130と、を備える。リレー光学系140によって結像する像は、表示デバイス110がスクリーン111上で表示する表示画像よりも大きい。これにより、表示デバイス110の小型化を実現することができる。また、リレー光学系140を有することで、画面歪みを良好に補正しながら、スクリーン111を小型にしつつ、投射光学系130の正のパワーを抑えることができる。
以下、図4を用いて、実施の形態3を説明する。なお、本実施の形態においては、リレー光学系120の配置位置が実施の形態1と異なり、その他の構成は実施の形態1と同様である。そのため、以下、異なる点を中心に説明をし、同様の構成については説明を省略する。
[3−1−1.投射光学系とリレー光学系と表示装置の配置構成]
実施の形態3に係るヘッドアップディスプレイ100においては、表示デバイス110の位置をリレー光学系120と投射光学系130よりも下方に配置している。また、表示デバイス110のスクリーン111の表示面を第1ミラー121の方向に向けている。このとき、表示デバイス110から射出する基準光線Lcは、スクリーン111の表示面に対して傾いていることが望ましい。これにより、太陽光等の外光がヘッドアップディスプレイ100の筐体内に進入して、スクリーン111の表示面に反射することによる迷光を防ぐことができる。スクリーン111は拡散特性を有する光学部材で構成される。また、スクリーン111の後方にはスクリーン111に画像を投影する走査型レーザ113が配置される。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜3を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1〜3で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
以下、図5から図15を用いて、実施の形態1〜2に対応する数値実施例を示す。
図5〜図9は、数値実施例1(実施の形態1)のヘッドアップディスプレイ100の光学系のデータである。数値実施例1は、実施の形態1の構成を採る。具体的な光学系のデータを図5〜図9に示す。図5は、ヘッドアップディスプレイ100の各光学要素における各面の偏心データを示す。図6は、各面の曲率半径を示す。図7〜9は、自由曲面の形状を表す多項式係数である。
図10〜図14は、数値実施例2(実施の形態1)のヘッドアップディスプレイ100の光学系のデータである。数値実施例2は、実施の形態1の構成を採る。具体的な光学経のデータを図10〜14に示す。図10は、ヘッドアップディスプレイ100の各光学要素における各面の偏心データを示す。図11は、曲率半径を示す。図12〜14は、自由曲面の形状を表す多項式係数である。
110 表示デバイス
111 スクリーン
112 駆動部
113 走査型レーザ
120 リレー光学系
121 第1ミラー
122 第2ミラー
130 投射光学系
131 第3ミラー
132 第4ミラー
140 リレー光学系
141 第1レンズ
142 第2レンズ
143 第3レンズ
200 車両
210 ダッシュボード
220 ウインドシールド
300 視点領域
Claims (11)
- 透過性の反射部材に画像を投射して観察者に虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
画像を表示する表示部と、
前記表示部により表示された画像を前記反射部材に投射する光学系と、
前記表示部を移動させる駆動部と、を備え、
前記光学系は、前記光学系の間に前記表示部の画像よりも大きい中間像を形成する、
ヘッドアップディスプレイ。 - 前記中間像は、空中で結像する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記表示部の移動量は、前記表示部の移動に伴う前記中間像の移動量よりも小さい、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記表示部は、光源の出射光が走査することで画像を表示し、
前記駆動部は、前記表示部の走査の位置に応じて移動する、
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記光学系は、前記表示部の画像から前記中間像を形成するリレー光学系と、
前記中間像を前記反射部材に投射する投射光学系と、を有する、
請求項4に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記光学系は、前記表示部の画像から前記中間像を形成するリレー光学系と、
前記中間像を前記反射部材に投射する投射光学系と、を有する、
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記表示部は、光源の出射光が走査することで画像を表示し、
前記駆動部は、前記表示部の走査の位置に応じて移動する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記光学系は、前記表示部の画像から前記中間像を形成するリレー光学系と、
前記中間像を前記反射部材に投射する投射光学系と、を有する、
請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 前記光学系は、前記表示部の画像から前記中間像を形成するリレー光学系と、
前記中間像を前記反射部材に投射する投射光学系と、を有する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 - 以下の条件式(1)を満足する、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ:
1.4 < β < 4.0 ・・・(1)
ただし、
β:リレー光学系の横倍率
である。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイを備えた、移動体。
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