WO2020003611A1 - 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

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 Download PDF

Info

Publication number
WO2020003611A1
WO2020003611A1 PCT/JP2019/007250 JP2019007250W WO2020003611A1 WO 2020003611 A1 WO2020003611 A1 WO 2020003611A1 JP 2019007250 W JP2019007250 W JP 2019007250W WO 2020003611 A1 WO2020003611 A1 WO 2020003611A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
display
head
image
optical element
display device
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/007250
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡 葛原
裕昭 岡山
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to JP2020527196A priority Critical patent/JP7190653B2/ja
Priority to EP19826989.6A priority patent/EP3816700B1/en
Publication of WO2020003611A1 publication Critical patent/WO2020003611A1/ja
Priority to US17/123,627 priority patent/US11275241B2/en

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/23—Optical features of instruments using reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0816—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • 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
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
    • 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
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view

Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display.
  • Patent Document 1 discloses a head-up display in which a first virtual image is compared with a second virtual image in order to allow a driver to correctly recognize that the first and second virtual images arranged three-dimensionally are independent of each other. Disclose technology that can greatly tilt.
  • Patent Literature 1 when a virtual image is tilted in a head-up display as in Patent Literature 1, there is a problem that a vertical use area of a display device for displaying an image is widened and the size of the display device is increased. Further, simply reducing the size of the display device in the vertical direction has a limitation in optical aberration characteristics, and cannot present a virtual image with good image quality. Thus, the present disclosure provides a head-up display that can present a virtual image with good image quality while being small.
  • the head-up display of the present disclosure A head-up display that displays an image as a virtual image to an observer,
  • the head-up display includes a display device that displays the image, and a projection optical system that enlarges and projects the image.
  • the projection optical system has a first optical element and a second optical element in the order of the optical path from the image,
  • the first optical element has a greater divergence in the horizontal direction than in the vertical direction
  • the second optical element has a greater convergence effect in the horizontal direction than in the vertical direction.
  • the image size of the display device can be small in the vertical direction where the focal length is short, and can be large in the horizontal direction where the focal length is long. Therefore, even when the virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer, it is possible to prevent the display device from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of a vehicle equipped with the head-up display according to the first embodiment. Schematic diagram showing the configuration of the head-up display in Embodiment 1.
  • FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a projection optical system of a head-up display according to the first embodiment
  • FIG. 2B is a schematic diagram illustrating an image size of a display device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a display device and a projection optical system of a head-up display according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a cross section of a vehicle 200 equipped with a head-up display 100 according to the present disclosure.
  • the head-up display 100 is disposed inside a dashboard 210 below a windshield 220 of a vehicle 200.
  • the observer D recognizes the image projected from the head-up display 100 as a virtual image I.
  • the virtual image I is displayed along the road surface R.
  • a natural AR Augmented Reality
  • a sense of depth can be realized, and the driver's recognition ability can be improved.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of the head-up display 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the projection optical system of the head-up display 100 according to the present embodiment
  • FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the size of the display device 110. .
  • the head-up display 100 includes a display device 110 and a projection optical system 140.
  • the display device 110 is an optical member having a diffusion characteristic, and projects an image displayed on the display device 110 to the windshield 220 via the projection optical system 140.
  • the projected light is reflected by the windshield 220 and guided to the viewpoint area 300 of the observer D.
  • the head-up display 100 makes the observer D visually recognize the virtual image I.
  • the viewpoint is a principal point when the eyes of the observer D are considered as a lens
  • the viewpoint area 300 is an area where the observer D's viewpoint is visible without missing the virtual image I. .
  • the front is a direction where the windshield 220 of the vehicle 200 is located when viewed from the observer D. Behind is the direction opposite to the front.
  • the lower side is the direction of the road surface R on which the vehicle 200 runs. Above is the opposite direction below.
  • the inside is the passenger seat side when viewed from the observer D in the driver seat.
  • the outside is the opposite direction of the inside.
  • a ray corresponding to the upper end I_u of the virtual image I is defined as an upper ray Lu, and a ray corresponding to the upper end I_l of the virtual image I. Is the lower ray Ll.
  • a light beam that passes through the center of the virtual image I and reaches the center of the viewpoint area 300 is defined as a reference light beam Lc. That is, when viewed from the observer D, the reference light beam Lc corresponds to an optical path from the center of the virtual image I to the viewpoint of the observer D.
  • the reference light beam Lc visually recognized by the observer D actually reaches the observer D from the display device 110 via the optical system. Therefore, a light beam from the display device 110 to the observer D corresponding to the reference light beam Lc emitted from the center of the virtual image I is also expressed as the reference light beam Lc. Further, the optical paths corresponding to these light beams are similarly expressed as reference light beams Lc. However, it is assumed that the viewpoint of the observer D is at the center of the viewpoint area 300.
  • the display device 110 displays a display image based on control by a control unit such as a CPU (not shown).
  • a control unit such as a CPU (not shown).
  • a liquid crystal display device with a backlight Liquid Crystal Display
  • an organic light emitting diode Organic Light-Emitting Diode
  • a plasma display or the like
  • an image may be generated using a screen that diffuses or reflects light, a projector, or a scanning laser.
  • the display device 110 can display various information such as a road progress guidance display, a distance to a preceding vehicle, a remaining battery power of a vehicle, and a current vehicle speed.
  • the display device 110 can electronically distort the image in advance in accordance with the distortion generated in the projection optical system 140 and the windshield 220 and the position of the observer D obtained by a camera (not shown).
  • the observer D can visually recognize the good virtual image I.
  • the display device 110 allows the observer D to visually recognize the good virtual image I by shifting the display pixels of a plurality of wavelengths for each display position in advance in accordance with the chromatic aberration generated in the projection optical system 140. it can.
  • the projection optical system 140 includes a free-form surface lens 123 as a first optical element having a negative power, and a free-form mirror 125 as a second optical element having a positive power.
  • the negative power means a diverging action
  • the positive power means a convergence action.
  • the projection optical system 140 projects the image enlarged by the free-form surface lens 123 onto the windshield 220 by reflecting the image through the free-form surface mirror 125.
  • the virtual image I is inclined with respect to the line of sight of the observer D, and is displayed along the road surface R.
  • the display device 110 is arranged at an angle
  • a free-form surface lens 123 having a negative power and a free-form surface mirror 125 having a positive power are arranged in the order of the optical path from the display device 110.
  • the projection optical system 140 is an optical system called a telephoto type by a free-form surface lens 123 and a free-form surface mirror 125.
  • the free-form surface lens 123 is designed such that the diverging effect in the horizontal direction indicated by the two-dot chain line is larger than that in the vertical direction indicated by the dotted line in FIG.
  • the free-form surface mirror 125 is designed such that the horizontal convergence action indicated by the two-dot chain line is larger than the vertical direction indicated by the dotted line in FIG.
  • the telephoto effect by the free-form surface lens 123 and the free-form surface mirror 125 is reduced and the focus becomes short, so that the combined power can be increased. Therefore, the magnification is increased, and the size of the image displayed on the display device 110 in the vertical direction can be reduced.
  • the telephoto effect by the free-form surface lens 123 and the free-form surface mirror 125 is increased, and a long focal point is obtained, so that the combined power can be reduced. Therefore, the magnification is reduced, and the size of the image displayed on the display device 110 in the horizontal direction can be increased.
  • the free-form lens 123 When the horizontal power of the free-form lens 123 is P1X and the vertical power of the free-form lens 123 is P1Y, the free-form lens 123 is designed to satisfy the following conditional expression (1).
  • the free-form mirror 125 When the horizontal power of the free-form mirror 125 is P2X and the vertical power of the free-form mirror 125 is P2Y, the free-form mirror 125 is designed to satisfy the following conditional expression (2). I have.
  • the image size of the display device 110 is reduced in the vertical direction where the focal length is short, and is increased in the horizontal direction where the focal length is long. Can be. Therefore, even when the virtual image I is inclined with respect to the line of sight of the observer D, it is possible to prevent the display device 110 from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device 110.
  • the state in which the virtual image I is tilted with respect to the line of sight of the observer D refers to the state in which the display device 110 is tilted counterclockwise by an angle
  • the relationship between the size of the image displayed by the display device 110 and the viewing angle is set as follows.
  • the horizontal viewing angle of the virtual image I in the present embodiment is XF
  • the vertical viewing angle of the virtual image is YF
  • the horizontal display size of the image on the display device 110 is XI
  • the horizontal display size of the image on the display device 110 is XI
  • the above conditional expression (3) satisfies the condition of the aspect ratio of the display image with respect to the aspect ratio of the viewing angle. Expressed as a ratio. Hereinafter, it is expressed as “ratio of aspect ratio”.
  • the upper limit of the aspect ratio is desirably set to 1, but as the aspect ratio approaches 1, the difference between the focal length in the vertical direction and the focal length in the horizontal direction increases, and the aberration characteristic limit is reached. Specifically, as the aspect ratio increases, the influence of decentered astigmatism increases. Therefore, in the present embodiment, the upper limit of the ratio is set to 0.90, and it is possible to present a virtual image with good image quality.
  • the lower limit of the aspect ratio is set to 0.62, so that the display device 110 can be prevented from increasing in size.
  • the free-form surface lens 123 has a larger divergence action in the horizontal direction than in the vertical direction, and the free-form surface mirror 125 has a larger convergence action in the horizontal direction than the vertical direction. It was constituted so that it might become. As a result, even when the display device 110 is inclined at an inclination angle
  • Head-up display 100 as an example of the head-up display according to Embodiment 1 displays an image as a virtual image I to observer D.
  • the head-up display 100 includes a display device 110 that displays an image, and a projection optical system 140 that enlarges and projects the image.
  • the projection optical system 140 has a free-form surface lens 123 and a free-form surface mirror 125 in the order of the optical path from the image.
  • the free-form surface lens 123 has a larger divergence action in the horizontal direction than in the vertical direction. The convergence in the horizontal direction is greater than in the vertical direction.
  • the image size of the display device 110 can be small in the vertical direction where the focal length is short and large in the horizontal direction where the focal length is long. Therefore, even when the virtual image I is inclined with respect to the line of sight of the observer D, it is possible to prevent the display device 110 from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device 110.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the display device 110 and the projection optical system 140 in the head-up display 100 according to the second embodiment.
  • the head-up display 100 of the present embodiment includes a free-form mirror 124 instead of the free-form lens 123 as the first optical element.
  • the free-form surface mirror 124 is designed so that the divergence in the horizontal direction is greater than in the vertical direction. Further, similarly to the first embodiment, the free-form surface mirror 125 is designed such that the horizontal convergence action indicated by a two-dot chain line is larger than that in the vertical direction.
  • the telephoto effect by the free-form surface mirror 124 and the free-form surface mirror 125 is reduced and the focus becomes short, so that the combined power can be increased. Therefore, the magnification is increased, and the size of the image displayed on the display device 110 in the vertical direction can be reduced.
  • the telephoto effect by the free-form mirror 124 and the free-form mirror 125 increases, and the focus becomes a long focus, so that the combined power can be reduced. Therefore, the magnification is reduced, and the size of the image displayed on the display device 110 in the horizontal direction can be increased.
  • the free-form mirror 124 when the horizontal power of the free-form mirror 124 is P1X ′ and the vertical power of the free-form mirror 124 is P1Y ′, the free-form mirror 124 has the following conditional expression (1) ′. It is designed to satisfy.
  • the free-form mirror 125 When the horizontal power of the free-form mirror 125 is P2X and the vertical power of the free-form mirror 125 is P2Y, the free-form mirror 125 is designed to satisfy the following conditional expression (2). I have.
  • the image size of the display device 110 can be reduced in the vertical direction where the focal length is short and increased in the horizontal direction where the focal length is long. Therefore, even when the virtual image I is inclined with respect to the line of sight of the observer D, it is possible to prevent the display device 110 from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device 110.
  • the relationship between the size of the image displayed by the display device 110 and the viewing angle is set as follows.
  • the horizontal viewing angle of the virtual image in the present embodiment is XF
  • the vertical viewing angle of the virtual image is YF
  • the horizontal display size of the image on the display device 110 is XI
  • the horizontal display size of the image on the display device 110 is XI
  • the above conditional expression is expressed as the ratio of the aspect ratio of the display image to the aspect ratio of the viewing angle. Is done. Hereinafter, it is expressed as “ratio of aspect ratio”.
  • the upper limit of the aspect ratio is desirably set to 1, but as the aspect ratio approaches 1, the difference between the focal length in the vertical direction and the focal length in the horizontal direction increases, and the aberration characteristic limit is reached. Specifically, as the aspect ratio increases, the influence of decentered astigmatism increases. Therefore, in the present embodiment, the upper limit of the ratio is set to 0.90, and it is possible to present a virtual image with good image quality.
  • the lower limit of the aspect ratio is set to 0.62, so that the display device 110 can be prevented from increasing in size.
  • the free-form surface mirror 124 has a larger divergence action in the horizontal direction than in the vertical direction, and the free-form mirror 125 has a larger convergence action in the horizontal direction than the vertical direction. It was constituted so that it might become. As a result, even when the virtual image I is inclined with respect to the line of sight of the observer D, it is possible to provide the head-up display 100 that is small but can present a virtual image with good image quality.
  • Head-up display 100 as an example of the head-up display according to Embodiment 2 displays an image as virtual image I to observer D.
  • the head-up display 100 includes a display device 110 that displays an image, and a projection optical system 140 that enlarges and projects the image.
  • the projection optical system 140 has a free-form surface mirror 124 and a free-form surface mirror 125 in the order of the optical path from the image.
  • the free-form surface mirror 124 has a larger diverging effect in the horizontal direction than in the vertical direction. The convergence in the horizontal direction is greater than in the vertical direction.
  • the image size of the display device 110 can be small in the vertical direction where the focal length is short and large in the horizontal direction where the focal length is long. Therefore, even when the virtual image I is tilted with respect to the line of sight of the observer D, it is possible to prevent the vertical size of the display device 110 from being increased, and to reduce the size of the display device 110.
  • the virtual image I is displayed along the road surface R, but a sense of depth can be expressed by inclining the line of sight of the observer D by 45 degrees or more.
  • the head-up display of the present disclosure is a head-up display that displays an image as a virtual image to a viewer, and the head-up display enlarges and projects the display device that displays the image.
  • a projection optical system wherein the projection optical system has a first optical element and a second optical element in the order of the optical path from the image, and the first optical element is in a horizontal direction rather than a vertical direction. Is large, and the second optical element has a larger convergence effect in the horizontal direction than in the vertical direction.
  • the image size of the display device can be small in the vertical direction where the focal length is short, and can be large in the horizontal direction where the focal length is long. Therefore, even when the virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer, it is possible to prevent the display device from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device.
  • the horizontal viewing angle of the virtual image is XF
  • the vertical viewing angle of the virtual image is YF
  • the horizontal display size of the image is XI
  • the horizontal display size of the image is XI.
  • the combined power of the first optical element and the second optical element is greater in the vertical direction than in the horizontal direction. Therefore, even when the virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer, it is possible to prevent the display device from increasing in size in the vertical direction, and to reduce the size of the display device.
  • the first optical element is a free-form surface lens. Therefore, the diverging action of the first optical element can be made larger in the horizontal direction than in the vertical direction, and the size of the display device in the vertical direction can be increased even when the virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer. Thus, the size of the display device can be reduced.
  • the first optical element is a free-form surface mirror. Therefore, the diverging action of the first optical element can be made larger in the horizontal direction than in the vertical direction, and the size of the display device in the vertical direction can be increased even when the front virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer. Can be prevented, and the size of the display device can be reduced.
  • the first optical element has a diverging effect. Therefore, the diverging action of the first optical element can be made larger in the horizontal direction than in the vertical direction, and the size of the display device in the vertical direction can be increased even when the virtual image is inclined with respect to the line of sight of the observer. Thus, the size of the display device can be reduced.
  • the present disclosure is applicable to a display device such as a liquid crystal display and a head-up display using a projection optical system such as a free-form surface lens or a free-form surface mirror. Specifically, the present disclosure is applicable to a head-up display for a vehicle or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

小型でありながら、良好な画質の虚像を提示することができるヘッドアップディスプレイを提供する。画像を虚像（Ｉ）として表示するヘッドアップディスプレイ（１００）であって、ヘッドアップディスプレイ（１００）は、画像を表示する表示デバイス（１１０）と、画像を拡大して投影する投射光学系（１４０）と、を有し、投射光学系（１４０）は、画像からの光路の順に、第１光学素子（１２３）、および第２光学素子（１２５）を有し、第１光学素子（１２３）は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、第２光学素子（１２５）は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい。

Description

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
　本開示は、ヘッドアップディスプレイに関する。
　特許文献１は、ヘッドアップディスプレイにおいて、立体的に配置された第１および第２の虚像がそれぞれ独立していることを運転者に正しく認識させるため、第１の虚像を第２の虚像に比べて大きく傾ける技術を開示する。
特開２０１７－２０６１９１号公報
　しかしながら、特許文献１のように、ヘッドアップディスプレイにおいて虚像を傾けると、画像を表示する表示デバイスの縦方向の使用領域が広がってしまい、表示デバイスのサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、表示デバイスの縦方向のサイズを単に短くするだけでは、光学の収差特性的に限界があり、良質な画質の虚像を提示することができない。そこで、本開示は、小型でありながら、良好な画質の虚像を提示することができるヘッドアップディスプレイを提供する。
　本開示のヘッドアップディスプレイは、
　画像を虚像として観察者に表示するヘッドアップディスプレイであって、
　前記ヘッドアップディスプレイは、前記画像を表示する表示デバイスと、前記画像を拡大して投影する投射光学系と、を有し、
　前記投射光学系は、前記画像からの光路の順に、第１光学素子、および第２光学素子を有し、
　前記第１光学素子は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、
　前記第２光学素子は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい。
　本開示におけるヘッドアップディスプレイは、表示デバイスの画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾けた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイを搭載した車両の断面を示す図 実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの構成を示す模式図 （Ａ）は実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの投射光学系を説明するための模式図、（Ｂ）は実施の形態１における表示デバイスの画像サイズを説明するための模式図である。 実施の形態２におけるヘッドアップディスプレイの表示デバイスおよび投射光学系の構成を示す図
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
　以下、図１～３を用いて、実施の形態１を説明する。
[１－１．構成]
[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。
　図１は、本開示に係るヘッドアップディスプレイ１００を搭載した車両２００の断面を示す図である。図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ１００は、車両２００のウインドシールド２２０下部のダッシュボード２１０内部に配置される。観察者Ｄは、ヘッドアップディスプレイ１００から投射される画像を虚像Ｉとして認識する。
　本実施の形態においては、虚像Ｉは、路面Ｒに沿って表示させる。このように、虚像Ｉを路面Ｒに沿って表示させることにより、奥行き感のある自然なＡＲ(Augmented Reality)表示を実現させることができ、ドライバーの認識力をアップさせることができる。
　図２は、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００の構成を示す模式図である。図３（Ａ）は、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００の投射光学系を説明するための模式図、図３（Ｂ）は、表示デバイス１１０のサイズを説明するための模式図である。
　図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０と、投射光学系１４０と、を備える。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０が拡散特性を有する光学部材となっており、表示デバイス１１０に表示する画像を投射光学系１４０を介してウインドシールド２２０に投射する。投射された光は、ウインドシールド２２０において反射され、観察者Ｄの視点領域３００に導かれる。これにより、ヘッドアップディスプレイ１００は、観察者Ｄに虚像Ｉを視認させる。ここで、視点とは、観察者Ｄの目をレンズと考えた場合の主点であり、視点領域３００とは、虚像Ｉを欠けることなく視認できる、観察者Ｄの視点の位置する領域である。
　ここで、本開示において、前方とは、観察者Ｄから見て車両２００のウインドシールド２２０のある方向である。後方とは、前方の反対の方向である。また、下方とは車両２００が走行する路面Ｒの方向である。上方とは、下方の反対の方向である。内側とは、運転席の観察者Ｄから見て助手席側である。外側とは、内側の反対方向である。
　図２に示すように、表示デバイス１１０から出射し、視点領域３００の中心に到達する光線のうち、虚像Ｉの上端Ｉ_ｕに相当する光線を上光線Ｌｕとし、虚像Ｉの上端Ｉ_ｌに相当する光線を下光線Ｌｌとする。また、表示デバイス１１０から出射する光線のうち、虚像Ｉの中心部を通り、視点領域３００の中心に到達する光線を基準光線Ｌｃとする。すなわち、観察者Ｄから見た場合、基準光線Ｌｃは、虚像Ｉの中心から観察者Ｄの視点までの光路に相当する。観察者Ｄが視認する基準光線Ｌｃは、実際には表示デバイス１１０から光学系を経て観察者Ｄに到達したものである。そのため、虚像Ｉの中心から出射する基準光線Ｌｃに対応する、表示デバイス１１０から観察者Ｄに到達するまでの光線も基準光線Ｌｃと表現される。また、これらの光線に対応する光路も同様に基準光線Ｌｃと表現される。ただし、観察者Ｄの視点が視点領域３００の中心にあるものとする。
　表示デバイス１１０は、図示しないＣＰＵ等の制御部による制御に基づき、表示画像を表示する。表示デバイス１１０には、例えば、バックライト付きの液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、プラズマディスプレイなどを用いることができる。また、表示デバイス１１０として、光を拡散または反射するスクリーンと、プロジェクタや走査型レーザを用いて画像を生成してもよい。表示デバイス１１０は、道路進行案内表示や、前方車両までの距離、車のバッテリー残量、現在の車速など、各種の情報を表示することができる。また、表示デバイス１１０は、投射光学系１４０やウインドシールド２２０で発生する歪みや、図示を省略するカメラで取得する観察者Ｄの位置に応じて、あらかじめ画像を電子的に歪ませておくことで、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させることができる。また、表示デバイス１１０は、投射光学系１４０で発生する色収差に応じて、あらかじめ複数波長の表示画素を表示位置毎にずらして表示することで、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させることができる。
　投射光学系１４０は、負のパワーを有する第１光学素子としての自由曲面レンズ１２３と、正のパワーを有する第２光学素子としての自由曲面ミラー１２５とを備える。ここで、負のパワーとは発散作用を意味し、正のパワーとは収束作用を意味する。投射光学系１４０は、自由曲面レンズ１２３によって拡大された画像を、自由曲面ミラー１２５を介して反射することにより、ウインドシールド２２０に投射する。
　本実施の形態においては、虚像Ｉは、観察者Ｄの視線に対して傾斜しており、路面Ｒに沿って表示される。このように虚像Ｉを傾斜して表示するため、表示デバイス１１０は、図２に示すように、基準光線Ｌｃに対して反時計回り方向に角度|θ１|傾けて配置されている。
[１－１－２．投射光学系の構成]
　投射光学系１４０は、表示デバイス１１０からの光路の順に、負のパワーを有する自由曲面レンズ１２３と、正のパワーを有する自由曲面ミラー１２５とが配置されている。投射光学系１４０は、自由曲面レンズ１２３と自由曲面ミラー１２５とにより、テレフォト型と呼ばれる光学系になっている。
　本実施形態においては、自由曲面レンズ１２３は、図３（Ａ）に点線で示す垂直方向よりも、二点鎖線で示す水平方向の発散作用が大きくなるように設計されている。また、自由曲面ミラー１２５は、図３（Ａ）に点線で示す垂直方向よりも、二点鎖線で示す水平方向の収束作用が大きくなるように設計されている。
　このように構成することにより、垂直方向においては、自由曲面レンズ１２３と自由曲面ミラー１２５とによるテレフォト作用が小さくなり、短焦点となるので、合成パワーを大きくすることができる。そのため、倍率が上がり、表示デバイス１１０に表示される画像の垂直方向のサイズを小さくすることができる。また、水平方向においては、自由曲面レンズ１２３と自由曲面ミラー１２５とによるテレフォト作用が大きくなり、長焦点となるので、合成パワーを小さくすることができる。そのため、倍率が下がり、表示デバイス１１０に表示される画像の水平方向のサイズを大きくすることができる。
　自由曲面レンズ１２３の水平方向のパワーをＰ１Ｘ、自由曲面レンズ１２３の垂直方向のパワーをＰ１Ｙとするとき、自由曲面レンズ１２３は、以下の条件式（１）を満足するように設計されている。
　１．０＜Ｐ１Ｘ／Ｐ１Ｙ＜１．５・・・（１）
　また、自由曲面ミラー１２５の水平方向のパワーをＰ２Ｘ、自由曲面ミラー１２５の垂直方向のパワーをＰ２Ｙとするとき、自由曲面ミラー１２５は、以下の条件式（２）を満足するように設計されている。
　１．０＜Ｐ２Ｘ／Ｐ２Ｙ＜２．０・・・（２）
　以上のような投射光学系１４０を用いることにより、図３（Ｂ）に示すように、表示デバイス１１０の画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって、虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾けた場合でも、表示デバイス１１０の垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイス１１０の小型化を図ることができる。ここで、虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾けた状態とは、図２に示すように表示デバイス１１０を基準光線Ｌｃに対して反時計回り方向に角度|θ１|だけ傾けた状態である。
　本実施の形態においては、表示デバイス１１０により表示される画像のサイズと、視野角との関係は、以下のように設定されている。
　本実施の形態における虚像Ｉの水平視野角をＸＦ、虚像の垂直視野角をＹＦ、表示デバイス１１０における画像の横表示サイズをＸＩ、および表示デバイス１１０における画像の横表示サイズをＸＩとする時、以下の条件式（３）を満足する。
　０．６２＜（ＸＩ×ＹＦ）／（ＹＩ×ＸＦ）＜０．９０・・・（３）
　視野角が持つアスペクト比を、ＸＦ／ＹＦで表し、表示画像のアスペクト比を、ＸＩ／ＹＩで表した時、上記条件式（３）は、視野角が持つアスペクト比に対する表示画像のアスペクト比の比として表される。以降、「アスペクト比の比」と表現する。
　上述したように、本実施の形態の投射光学系１４０では、垂直方向と水平方向とで焦点距離の差が出る。アスペクト比の比における上限は、１にすることは望ましいが、アスペクト比の比を１に近づける程、垂直方向と水平方向との焦点距離の差が大きくなり、収差特性的な限界に達する。具体的には、アスペクト比の比が大きくなると、偏心非点収差の影響が大きくなる。そこで、本実施の形態においては、上記比の上限を０．９０に設定し、良好な画質の虚像を提示することを可能としている。
　また、アスペクト比の比が小さくなると、表示デバイス１１０が大型化する。そこで、本実施の形態においては、アスペクト比の比の下限を０．６２に設定し、表示デバイス１１０が大型化の抑制を可能としている。
　このように、本実施の形態における投射光学系１４０は、自由曲面レンズ１２３は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、自由曲面ミラー１２５は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きくなるように構成した。その結果、表示デバイス１１０を基準光線Ｌｃに対して傾斜角|θ１|で傾斜させた場合でも、小型でありながら、良好な画質の虚像Ｉを提示することができるヘッドアップディスプレイ１００を提供することが可能となる。
[１－２．効果等]
　実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの一例としてのヘッドアップディスプレイ１００は、画像を虚像Ｉとして観察者Ｄに表示する。ヘッドアップディスプレイ１００は、画像を表示する表示デバイス１１０と、画像を拡大して投影する投射光学系１４０とを有する。投射光学系１４０は、画像からの光路の順に、自由曲面レンズ１２３、および自由曲面ミラー１２５を有し、自由曲面レンズ１２３は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、自由曲面ミラー１２５は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい。
　実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００によれば、表示デバイス１１０の画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって、虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾けた場合でも、表示デバイス１１０の垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイス１１０の小型化を図ることができる。
（実施の形態２）
　次に、図４を用いて、実施の形態２を説明する。
[２－１．構成]
　図４は、実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイ１００における表示デバイス１１０および投射光学系１４０の構成を示す図である。図４に示すように、本実施の形態のヘッドアップディスプレイ１００においては、第１光学素子として、自由曲面レンズ１２３の代わりに、自由曲面ミラー１２４を備える。
　本実施の形態においても、自由曲面ミラー１２４は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きくなるように設計されている。また、自由曲面ミラー１２５は、実施の形態１と同様に、垂直方向よりも、二点鎖線で示す水平方向の収束作用が大きくなるように設計されている。
　このように構成することにより、垂直方向においては、自由曲面ミラー１２４と自由曲面ミラー１２５とによるテレフォト作用が小さくなり、短焦点となるので、合成パワーを大きくすることができる。そのため、倍率が上がり、表示デバイス１１０に表示される画像の垂直方向のサイズを小さくすることができる。また、水平方向においては、自由曲面ミラー１２４と自由曲面ミラー１２５とによるテレフォト作用が大きくなり、長焦点となるので、合成パワーを小さくすることができる。そのため、倍率が下がり、表示デバイス１１０に表示される画像の水平方向のサイズを大きくすることができる。
　本実施の形態においても、自由曲面ミラー１２４の水平方向のパワーをＰ１Ｘ’、自由曲面ミラー１２４の垂直方向のパワーをＰ１Ｙ’とするとき、自由曲面ミラー１２４は、以下の条件式（１）’を満足するように設計されている。
　１．０＜Ｐ１Ｘ’／Ｐ１Ｙ’＜１．５・・・（１）’
　また、自由曲面ミラー１２５の水平方向のパワーをＰ２Ｘ、自由曲面ミラー１２５の垂直方向のパワーをＰ２Ｙとするとき、自由曲面ミラー１２５は、以下の条件式（２）を満足するように設計されている。
　１．０＜Ｐ２Ｘ／Ｐ２Ｙ＜２．０・・・（２）
　以上のような投射光学系１４０を用いることにより、表示デバイス１１０の画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって、虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾けた場合でも、表示デバイス１１０の垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイス１１０の小型化を図ることができる。
　また、本実施の形態においても、表示デバイス１１０により表示される画像のサイズと、視野角との関係は、以下のように設定されている。
　本実施の形態における虚像の水平視野角をＸＦ、虚像の垂直視野角をＹＦ、表示デバイス１１０における画像の横表示サイズをＸＩ、および表示デバイス１１０における画像の横表示サイズをＸＩとする時、以下の条件式（３）を満足する。
　０．６２＜（ＸＩ×ＹＦ）／（ＹＩ×ＸＦ）＜０．９０・・・（３）
　視野角が持つアスペクト比を、ＸＦ／ＹＦで表し、表示画像のアスペクト比を、ＸＩ／ＹＩで表した時、上記条件式は、視野角が持つアスペクト比に対する表示画像のアスペクト比の比として表される。以降、「アスペクト比の比」と表現する。
　上述したように、本実施の形態の投射光学系１４０では、垂直方向と水平方向とで焦点距離の差が出る。アスペクト比の比における上限は、１にすることは望ましいが、アスペクト比の比を１に近づける程、垂直方向と水平方向との焦点距離の差が大きくなり、収差特性的な限界に達する。具体的には、アスペクト比の比が大きくなると、偏心非点収差の影響が大きくなる。そこで、本実施の形態においては、上記比の上限を０．９０に設定し、良好な画質の虚像を提示することを可能としている。
　また、アスペクト比の比が小さくなると、表示デバイス１１０が大型化する。そこで、本実施の形態においては、アスペクト比の比の下限を０．６２に設定し、表示デバイス１１０が大型化の抑制を可能としている。
　このように、本実施の形態における投射光学系１４０は、自由曲面ミラー１２４は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、自由曲面ミラー１２５は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きくなるように構成した。その結果、虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾斜させた場合でも、小型でありながら、良好な画質の虚像を提示することができるヘッドアップディスプレイ１００を提供することが可能となる。
[２－２．　効果等]
　実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイの一例としてのヘッドアップディスプレイ１００は、画像を虚像Ｉとして観察者Ｄに表示する。ヘッドアップディスプレイ１００は、画像を表示する表示デバイス１１０と、画像を拡大して投影する投射光学系１４０とを有する。投射光学系１４０は、画像からの光路の順に、自由曲面ミラー１２４、および自由曲面ミラー１２５を有し、自由曲面ミラー１２４は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、自由曲面ミラー１２５は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい。
　実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイ１００によれば、表示デバイス１１０の画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって虚像Ｉを観察者Ｄの視線に対して傾けた場合でも、表示デバイス１１０の垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイス１１０の小型化を図ることができる。
　実施の形態１、２では、虚像Ｉは路面Ｒに沿って表示させているが、観察者Ｄの視線に対して４５度以上傾けることでも奥行き感を表現することができる。
（実施形態の概要）
　（１）本開示のヘッドアップディスプレイは、画像を虚像として観察者に表示するヘッドアップディスプレイであって、前記ヘッドアップディスプレイは、前記画像を表示する表示デバイスと、前記画像を拡大して投影する投射光学系と、を有し、前記投射光学系は、前記画像からの光路の順に、第１光学素子、および第２光学素子を有し、前記第１光学素子は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、前記第２光学素子は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい。
　本開示のヘッドアップディスプレイによれば、表示デバイスの画像サイズは、焦点距離が短い垂直方向において小さく、焦点距離が長い水平方向において大きくすることができる。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾けた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（２）（１）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記虚像の水平視野角をＸＦ、前記虚像の垂直視野角をＹＦ、前記画像の横表示サイズをＸＩ、および前記画像の横表示サイズをＸＩとする時、以下の条件式（３）、
　０．６２＜（ＸＩ×ＹＦ）／（ＹＩ×ＸＦ）＜０．９０・・・（３）
を満足する。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、小型でありながら、良好な画質の虚像を提示することができるヘッドアップディスプレイを提供することが可能となる。
　（３）（１）または（２）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第１光学素子と前記第２光学素子の合成パワーは、水平方向よりも垂直方向の方が大きい。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（４）（１）ないし（３）のいずれか一のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第１光学素子の水平方向のパワーをＰ１Ｘ、前記第１光学素子の垂直方向のパワーをＰ１Ｙとするとき、以下の条件式（１）、
　１．０＜Ｐ１Ｘ／Ｐ１Ｙ＜１．５・・・（１）
を満足する。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（５）（１）ないし（３）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第２光学素子の水平方向のパワーをＰ２Ｘ、前記第２光学素子の垂直方向のパワーをＰ２Ｙとするとき、以下の条件式（２）、
　１．０＜Ｐ２Ｘ／Ｐ２Ｙ＜２．０・・・（２）
を満足する。したがって、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（６）（１）ないし（５）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第１光学素子は自由曲面レンズである。したがって、第１光学素子の発散作用を垂直方向よりも水平方向において大きくすることができ、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（７）（１）ないし（５）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第１光学素子は自由曲面ミラーである。したがって、第１光学素子の発散作用を垂直方向よりも水平方向において大きくすることができ、表虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　（８）（１）ないし（７）のヘッドアップディスプレイにおいて、前記第１光学素子は発散作用を有する。したがって、第１光学素子の発散作用を垂直方向よりも水平方向において大きくすることができ、虚像を観察者の視線に対して傾斜させた場合でも、表示デバイスの垂直方向のサイズを大きくすることを防止し、表示デバイスの小型化を図ることができる。
　本開示は、液晶ディスプレイ等の表示デバイス、および自由曲面レンズまたは自由曲面ミラー等の投射光学系を用いたヘッドアップディスプレイに適用可能である。具体的には、車両用などのヘッドアップディスプレイに、本開示は適用可能である。
　１００　ヘッドアップディスプレイ
　１１０　表示デバイス
　１１１　表示画像
　１２３　自由曲面レンズ
　１２４　自由曲面ミラー
　１２５　自由曲面ミラー
　１４０　投射光学系
　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
　Ｄ　　　観察者
　Ｉ　　　虚像
　Ｒ　　　路面
　Ｌｃ　　基準光線
　Ｌｕ　　上光線
　Ｌｌ　　下光線

Claims (10)

  1. 　画像を虚像として観察者に表示するヘッドアップディスプレイであって、
    　前記ヘッドアップディスプレイは、前記画像を表示する表示デバイスと、前記画像を拡大して投影する投射光学系と、を有し、
    　前記投射光学系は、前記画像からの光路の順に、第１光学素子、および第２光学素子を有し、
    　前記第１光学素子は、垂直方向よりも水平方向の発散作用が大きく、
    　前記第２光学素子は、垂直方向よりも水平方向の収束作用が大きい、
    　ヘッドアップディスプレイ。
  2. 　前記虚像の水平視野角をＸＦ、前記虚像の垂直視野角をＹＦ、前記画像の横表示サイズをＸＩ、および前記画像の横表示サイズをＸＩとする時、以下の条件式（３）、
    　０．６２＜（ＸＩ×ＹＦ）／（ＹＩ×ＸＦ）＜０．９０・・・（３）
    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。
  3. 　前記第１光学素子と前記第２光学素子の合成パワーは、水平方向よりも垂直方向の方が大きい、
    　請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
  4. 　前記第１光学素子の水平方向のパワーをＰ１Ｘ、前記第１光学素子の垂直方向のパワーをＰ１Ｙとするとき、以下の条件式（１）、
    　１．０＜Ｐ１Ｘ／Ｐ１Ｙ＜１．５・・・（１）
    を満足する、
    　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
  5. 　前記第２光学素子の水平方向のパワーをＰ２Ｘ、前記第２光学素子の垂直方向のパワーをＰ２Ｙとするとき、以下の条件式（２）、
    　１．０＜Ｐ２Ｘ／Ｐ２Ｙ＜２．０・・・（２）
    を満足する、
    　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
  6. 　前記第１光学素子は自由曲面レンズである、
    　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
  7. 　前記第１光学素子は自由曲面ミラーである、
    　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
  8. 　前記第１光学素子は発散作用を有する、
    　請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。
  9. 　前記虚像は、前記観察者の視線に対して４５度以上傾斜している、
    請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
  10. 　請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイを搭載した移動体。
PCT/JP2019/007250 2018-06-27 2019-02-26 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 WO2020003611A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020527196A JP7190653B2 (ja) 2018-06-27 2019-02-26 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
EP19826989.6A EP3816700B1 (en) 2018-06-27 2019-02-26 Head-up display and moving object equipped with head-up display
US17/123,627 US11275241B2 (en) 2018-06-27 2020-12-16 Head-up display and moving object equipped with head-up display

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018122314 2018-06-27
JP2018-122314 2018-06-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/123,627 Continuation US11275241B2 (en) 2018-06-27 2020-12-16 Head-up display and moving object equipped with head-up display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020003611A1 true WO2020003611A1 (ja) 2020-01-02

Family

ID=68984966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/007250 WO2020003611A1 (ja) 2018-06-27 2019-02-26 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

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11275241B2 (ja)
EP (1) EP3816700B1 (ja)
JP (1) JP7190653B2 (ja)
WO (1) WO2020003611A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7152449B2 (ja) * 2020-08-05 2022-10-12 矢崎総業株式会社 車両用表示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09179060A (ja) * 1995-10-26 1997-07-11 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
WO2016208196A1 (ja) * 2015-06-26 2016-12-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 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
WO2017094427A1 (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2017206191A (ja) 2016-05-20 2017-11-24 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2018020678A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 マクセル株式会社 投影光学系およびヘッドアップディスプレイ装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748377A (en) 1995-10-26 1998-05-05 Fujitsu Limited Headup display
WO2015098076A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置および表示ユニット
WO2017061040A1 (ja) 2015-10-09 2017-04-13 日立マクセル株式会社 投影光学系及びヘッドアップディスプレイ装置
JP6808745B2 (ja) * 2016-10-04 2021-01-06 マクセル株式会社 投影光学系、及びヘッドアップディスプレイ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09179060A (ja) * 1995-10-26 1997-07-11 Fujitsu Ltd ヘッドアップディスプレイ
WO2016208196A1 (ja) * 2015-06-26 2016-12-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 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
WO2017094427A1 (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2017206191A (ja) 2016-05-20 2017-11-24 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2018020678A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 マクセル株式会社 投影光学系およびヘッドアップディスプレイ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3816700A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20210103144A1 (en) 2021-04-08
EP3816700B1 (en) 2023-11-22
JPWO2020003611A1 (ja) 2021-08-26
EP3816700A4 (en) 2021-07-28
US11275241B2 (en) 2022-03-15
JP7190653B2 (ja) 2022-12-16
EP3816700A1 (en) 2021-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10613321B2 (en) Image display apparatus
JP6650584B2 (ja) 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
US10705333B2 (en) Projection optical system and head-up display apparatus using the same
JP6630921B2 (ja) 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
JP2015232692A (ja) 画像表示装置及び物体
JP6644265B2 (ja) 虚像表示装置
US11703683B2 (en) Head-up display and mobile body equipped with head-up display
JP2018146882A (ja) 画像投写装置
JPWO2016208196A1 (ja) 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
JP6579180B2 (ja) 虚像表示装置
WO2019116730A1 (ja) 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
JP2017142284A (ja) 表示装置及びヘッドアップディスプレイ
US11275241B2 (en) Head-up display and moving object equipped with head-up display
JP2018146883A (ja) 画像投写装置
WO2019116731A1 (ja) 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
JP2020098236A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
US11415800B2 (en) Head-up display
US10782521B2 (en) Virtual image display device
JP2019045605A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19826989

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2020527196

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019826989

Country of ref document: EP

Effective date: 20210127