JPWO2019239465A1 - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
a)2次元的な画像情報を含み、該画像上の各部位で角度が異なる平行光束を後記ライトガイドに入射させる画像出射部と、
b)互いに平行に対向する第一面及び第二面を有する透明な基板と、前記画像出射部から入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部と、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光の一部を前記第一面又は第二面のいずれかを通して前記基板の外部に射出させる、該基板内の画像光の全体的な伝搬方向に沿って配置された複数の射出部と、を有するライトガイドと、
c)前記ライトガイドの複数の射出部から出射された画像光が到達する位置で且つ使用者の眼前に配置され、それぞれ前記複数の射出部から射出された画像光の一部を反射させて使用者の眼に導く平板状である複数のコンバイナと、
を備え、前記複数のコンバイナは前記ライトガイドからの画像光の進行方向に互いに離して平行に配置され、該複数のコンバイナの離間距離は、前記ライトガイドの同一の射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像が重畳せず、前記ライトガイドの異なる射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像の縁端部が一致する又は該複数の画像の一部が重畳するような範囲に定められていることを特徴としている。
即ち、本発明に係る画像表示装置において、前記ライトガイドから前記複数のコンバイナに向かい該コンバイナの反射面で反射されて使用者の眼に向かう画像光の光路上で該コンバイナに入射する直前の画像光の光束と前記複数のコンバイナの反射面に直交する線とがなす角度をθ、一つの射出部から射出される画像光の光束幅をA1、全ての射出部から射出される画像光の光束幅をA2としたとき、前記複数のコンバイナの離間距離は、任意のθについて、A1/(2cosθ・tanθ)以上、A2/(2cosθ・tanθ)以下の範囲に定められていることを特徴としている。
前記ライトガイドは第一面及び第二面が共にx−y平面と平行になるように配置され、前記ライトガイドの基板内の画像光の全体的な伝搬方向はx軸方向であり、前記複数のコンバイナは、x−z平面に直交し、x−y平面に対し所定の角度を有して傾斜して配置されている構成とするとよい。
この構成では、使用者から見たときにコンバイナはライトガイドの上方又は下方のいずれかに配置されることになる。
図1は第1実施例の画像表示装置における光学系の概略構成図、図2は第2実施例の画像表示装置における光学系の概略構成図である。図2では図1で記載してある構成要素の一部を省略している。第1実施例の画像表示装置と第2実施例の画像表示装置とでは構成要素自体は同一であり、後述する2枚のコンバイナの離間距離が相違しているだけである。そのため、まず第1実施例、第2実施例に共通する構成について説明する。
図1に示す第1実施例の画像表示装置は、2枚のコンバイナ14、15の離間距離Dが最も小さいDminである場合の構成である。図3は、使用者がコンバイナ14、15を見たときの、2枚の射出側反射面102a、102bと2枚のコンバイナ14、15との組み合わせによる画像光により形成される画像を示す模式図である。なお、ここでは、図1(及び図2)に示すように、使用者の眼Eが概ねx軸方向にコンバイナ14、15の部分反射面14a、15aを向いている状況を想定している。
図2に示す第2実施例の画像表示装置は、2枚のコンバイナ14、15の離間距離Dが最も大きいDmaxである場合の構成である。図4は、使用者がコンバイナ14、15を見たときの、2枚の射出側反射面102a、102bと2枚のコンバイナ14、15との組み合わせによる画像光により形成される画像を示す模式図である。なお、ここでも、図1(及び図2)に示すように、使用者の眼Eが概ねx軸方向にコンバイナ14、15の部分反射面14a、15aを向いている状況を想定している。
100…基板
100a…第一面
100b…第二面
101…入射側反射面
102a、102b…射出側反射面
11…光源部
12…表示素子
13…コリメート光学系
14…第1コンバイナ
15…第2コンバイナ
14a、15a…部分反射面
a)2次元的な画像情報を含み、該画像上の各部位で角度が異なる平行光束を後記ライトガイドに入射させる画像出射部と、
b)互いに平行に対向する第一面及び第二面を有する透明な基板と、前記画像出射部から入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部と、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光の一部を前記第一面又は第二面のいずれかを通して前記基板の外部に射出させる、該基板内の画像光の全体的な伝搬方向に沿って配置された複数の射出部と、を有するライトガイドと、
c)前記ライトガイドの複数の射出部から出射された画像光が到達する位置で且つ使用者の眼前に配置され、それぞれ前記複数の射出部から射出された画像光の一部を反射させて使用者の眼に導く複数の平板状であるコンバイナと、
を備え、前記複数のコンバイナは前記ライトガイドからの画像光の進行方向に互いに離して平行に配置され、
該複数のコンバイナの離間距離は、前記ライトガイドの同一の射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像が重畳せず、前記ライトガイドの異なる射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像の縁端部が一致する又は該複数の画像の一部が重畳するような範囲であって、前記ライトガイドから前記複数のコンバイナに向かい該コンバイナの反射面で反射されて使用者の眼に向かう画像光の光路上で該コンバイナに入射する直前の画像光の光束と前記複数のコンバイナの反射面に直交する線とがなす角度をθ、一つの射出部から射出される画像光の光束幅をA1、全ての射出部から射出される画像光の光束幅をA2としたとき、任意のθについて、A1/(2cosθ・tanθ)以上、A2/(2cosθ・tanθ)以下である範囲に定められていることを特徴としている。
Claims (3)
- 使用者の眼前に虚像を表示する画像表示装置であって、
a)2次元的な画像情報を含み、該画像上の各部位で角度が異なる平行光束を後記ライトガイドに入射させる画像出射部と、
b)互いに平行に対向する第一面及び第二面を有する透明な基板と、前記画像出射部から入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部と、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光の一部を前記第一面又は第二面のいずれかを通して前記基板の外部に射出させる、該基板内の画像光の全体的な伝搬方向に沿って配置された複数の射出部と、を有するライトガイドと、
c)前記ライトガイドの複数の射出部から出射された画像光が到達する位置で且つ使用者の眼前に配置され、それぞれ前記複数の射出部から射出された画像光の一部を反射させて使用者の眼に導く複数の平板状であるコンバイナと、
を備え、前記複数のコンバイナは前記ライトガイドからの画像光の進行方向に互いに離して平行に配置され、該複数のコンバイナの離間距離は、前記ライトガイドの同一の射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像が重畳せず、前記ライトガイドの異なる射出部から射出され、互いに異なるコンバイナで反射されて使用者の眼に到達する画像光により形成される複数の画像の縁端部が一致する又は該複数の画像の一部が重畳するような範囲に定められていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記ライトガイドから前記複数のコンバイナに向かい該コンバイナの反射面で反射されて使用者の眼に向かう画像光の光路上で該コンバイナに入射する直前の画像光の光束と前記複数のコンバイナの反射面に直交する線とがなす角度をθ、一つの射出部から射出される画像光の光束幅をA1、全ての射出部から射出される画像光の光束幅をA2としたとき、前記複数のコンバイナの離間距離は、任意のθについて、A1/(2cosθ・tanθ)以上、A2/(2cosθ・tanθ)以下の範囲に定められていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1又は2に記載の画像表示装置であって、
使用者が画像を見るときの標準的な視線の方向に平行な軸をx軸、x軸に直交し使用者の両方の眼を結ぶ線に平行な軸をy軸、x軸及びy軸に共に直交する軸をz軸と定義したとき、前記ライトガイドは第一面及び第二面が共にx−y平面と平行になるように配置され、前記複数のコンバイナは、x−z平面に直交し、x−y平面に対し所定の角度を有して傾斜して配置されていることを特徴とする画像表示装置。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5278696A (en) * | 1992-05-22 | 1994-01-11 | Kaiser Aerospace & Electronics Corporation | Head-up display system |
JP2003536102A (ja) * | 2000-06-05 | 2003-12-02 | ラマス リミテッド | 基板によって誘導される光学ビーム拡大器 |
JP2007010830A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Nikon Corp | 画像表示光学系及び画像表示装置 |
JP2015118223A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社島津製作所 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
US9291821B1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-03-22 | Matvey Lvovskiy | Wide-angle head-up display with three-component combiner |
JP2016224464A (ja) * | 2016-09-15 | 2016-12-28 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
WO2018065975A1 (en) * | 2016-10-09 | 2018-04-12 | Lumus Ltd | Aperture multiplier using a rectangular waveguide |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2132376B (en) * | 1982-12-17 | 1986-07-30 | Ferranti Plc | Head-up display |
JP2002131692A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-05-09 | Central Glass Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ |
IL148804A (en) | 2002-03-21 | 2007-02-11 | Yaacov Amitai | Optical device |
US7158095B2 (en) * | 2003-07-17 | 2007-01-02 | Big Buddy Performance, Inc. | Visual display system for displaying virtual images onto a field of vision |
US10133067B2 (en) * | 2016-06-23 | 2018-11-20 | Shimadzu Corporation | Head-up display apparatus |
CN107238936A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 立体显示装置、系统及立体显示方法 |
-
2018
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5278696A (en) * | 1992-05-22 | 1994-01-11 | Kaiser Aerospace & Electronics Corporation | Head-up display system |
JP2003536102A (ja) * | 2000-06-05 | 2003-12-02 | ラマス リミテッド | 基板によって誘導される光学ビーム拡大器 |
JP2007010830A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Nikon Corp | 画像表示光学系及び画像表示装置 |
JP2015118223A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社島津製作所 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
US9291821B1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-03-22 | Matvey Lvovskiy | Wide-angle head-up display with three-component combiner |
JP2016224464A (ja) * | 2016-09-15 | 2016-12-28 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
WO2018065975A1 (en) * | 2016-10-09 | 2018-04-12 | Lumus Ltd | Aperture multiplier using a rectangular waveguide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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