WO2020184506A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2020184506A1
WO2020184506A1 PCT/JP2020/009968 JP2020009968W WO2020184506A1 WO 2020184506 A1 WO2020184506 A1 WO 2020184506A1 JP 2020009968 W JP2020009968 W JP 2020009968W WO 2020184506 A1 WO2020184506 A1 WO 2020184506A1
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WO
WIPO (PCT)
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image
display
display device
screen
head
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/009968
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小嶋俊之
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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 コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Priority to JP2021505058A priority Critical patent/JPWO2020184506A1/ja
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device that displays a virtual image in front of the line of sight, and particularly to a head-up display device that is suitable for incorporation into an automobile or the like.
  • HUD Head-Up Display
  • three-dimensional AR Augmented Reality
  • an image formed on a display element is projected on an intermediate screen having a diffusing effect, and the intermediate screen is moved in the optical axis direction on the intermediate screen.
  • the image is projected as a virtual image in a predetermined distance range.
  • the intermediate screen may be housed in, for example, a hollow cover or a frame and rotated together with the frame for the purpose of dustproofing or the like (see, for example, FIG. 18A of Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above background technology, and an object of the present invention is to provide a head-up display device capable of suppressing the generation of a ghost image caused by the sun.
  • the head-up display device is a first optical system that projects an image display element, an intermediate screen, and an image formed on the display element as an intermediate image on the intermediate screen.
  • the intermediate screen is provided with a second optical system that magnifies and projects the intermediate image on the intermediate screen as a virtual image, and a projection distance changing device that moves the intermediate image on the intermediate screen in the optical axis direction.
  • the light emitting member is housed in a hollow frame provided with the light emitting member and rotates together with the frame body, and the light emitting surface of the frame body is inclined with respect to the optical axis.
  • FIG. 1A is a side sectional view showing a state in which the display device or the head-up display device of the first embodiment is mounted on the vehicle body
  • FIG. 1B is a front view from the inside of the vehicle for explaining the display device.
  • It is an enlarged side sectional view explaining the specific structural example of the optical system which constitutes a display device.
  • 3A and 3B are a partially broken plan view and a partially broken side view for explaining the structure of the diffusion portion incorporating the intermediate screen
  • FIG. 3C explains the movement of the functional region and the like accompanying the rotation of the intermediate screen. It is a figure. It is a figure which concretely exemplifies the change of the position of an intermediate image. It is a block diagram explaining the whole structure of a head-up display device.
  • FIG. 7A is a diagram corresponding to FIG. 4, and FIGS. 7B to 7D are diagrams corresponding to a display image or a frame in FIG. 8A and 8B are a partially broken plan view and a partially broken side view for explaining the structure of the diffusion portion in the head-up display device of the second embodiment.
  • the image display device 100 is mounted in, for example, the vehicle body 2 of an automobile, and includes a projection unit 10 and a display screen 20.
  • the image display device 100 displays the image information displayed on the display element 11 described later in the projection unit 10 as a virtual image toward the driver VD via the display screen 20, and is sometimes called a display device. ..
  • the projection unit 10 of the image display device 100 is installed so as to be embedded behind the display 50 in the dashboard 4 of the vehicle body 2, and displays a display light DL corresponding to an image including driving-related information and the like. Eject toward 20.
  • the display screen 20, also called a combiner, is a semitransparent concave mirror or plane mirror.
  • the display screen 20 is erected on the dashboard 4 by the support of the lower end, and reflects the display light DL from the projection unit 10 toward the rear of the vehicle body 2. That is, in the case of the illustration, the display screen 20 is a stand-alone type that is installed separately from the front window 8.
  • the display light DL reflected by the display screen 20 is guided to an eye box (not shown) corresponding to the pupil PU of the driver VD sitting in the driver's seat 6 and its peripheral position.
  • the driver VD can observe the display light DL reflected by the display screen 20, that is, the display image IM as a virtual image in front of the vehicle body 2.
  • the driver VD can observe the outside light transmitted through the display screen 20, that is, the front view, the real image of the automobile, and the like.
  • the driver VD superimposes the external world image or the see-through image behind the display screen 20 and includes various information such as driving-related information formed by the reflection of the display light DL on the display screen 20.
  • Virtual image) IM can be observed.
  • the display screen 20 is configured separately from the front window 8, but the front window 8 is used as a display screen, projection is performed on the display range set in the front window 8, and the driver VD displays the display image.
  • the configuration may be such that the IM can be observed.
  • the reflection region can be secured by changing the reflectance of a part of the glass of the front window 8 by a coat or the like. Further, if the reflection angle on the front window 8 is, for example, about 60 degrees, the reflectance is secured to about 15%, and it can be used as a reflective surface having transparency even if no coating is provided.
  • the display screen 20 may be sandwiched in the glass of the front window 8.
  • the projection unit 10 includes a main body optical system 13 which is a virtual image type magnifying imaging system including a display element 11 for displaying an image, a display control unit 18 for operating the main body optical system 13, and a main body.
  • a housing 14 for accommodating the optical system 13 and the like is provided.
  • the combination of the main body optical system 13 and the display screen 20 constitutes the display optical system 30.
  • the main body optical system 13 includes a first optical system 15 which is a projection optical system for forming an intermediate image TI in which an image formed on the display element 11 is enlarged, and a planned imaging position of the intermediate image TI.
  • the diffuser 16 arranged in the vicinity thereof hereinafter, also referred to as the imaging position
  • the intermediate image TI formed in the diffuser 16 in addition to the intermediate image TI itself, the position is slightly shifted from the intermediate image TI and the focus is slightly adjusted.
  • a second optical system 17 which is a magnifying optical system for enlarging (also referred to as a forced intermediate image TI') including a blurred one.
  • the display element 11 has a two-dimensional display surface 11a.
  • the image formed on the display surface 11a of the display element 11 is magnified by the first optical system 15 and projected onto the spiral surface-shaped intermediate screen 19 provided in the diffusion unit 16.
  • the first optical system 15 enlarges the image formed on the display surface 11a of the display element 11, so that the projected image on the intermediate screen 19 can be switched. That is, the switching of the display image IM displayed as a virtual image through the display screen 20 can be performed at a relatively high speed.
  • the display element 11 may be a reflective element such as DMD (Digital Mirror Device) or LCOS (Liquid crystal on silicon), or a transmissive element such as liquid crystal.
  • the light emitting body that illuminates the liquid crystal or the like a backlight, an LED (light emission diode), a semiconductor laser or the like can be used.
  • a DMD or LCOS is used as the display element 11
  • the display element 11 operates at a frame rate of 30 fps or more, more preferably 60 fps or more with respect to each virtual image distance. This makes it possible to make it appear to the driver VD that a plurality of display image (virtual image) IMs are simultaneously displayed at different virtual image distances.
  • the DMD or LCOS is a candidate for the display element 11.
  • the first optical system 15 is a fixed-focus lens system, and although not shown, it has a plurality of lens elements.
  • the first optical system 15 magnifies and projects an image formed on the display surface 11a of the display element 11 as an intermediate image TI or a forced intermediate image TI'on the intermediate screen 19 of the diffusion unit 16 at an appropriate magnification.
  • the diffusion unit 16 is a member arranged at the projection position or the imaging position by the first optical system 15 (that is, the planned imaging position of the intermediate image TI or its vicinity).
  • the diffusion unit 16 is driven by a rotation drive unit 64, which is a projection distance changing device, and rotates around a reference axis (rotation axis) SX at a constant speed, for example. That is, the rotation drive unit 64 causes the diffusion unit 16 (specifically, the intermediate screen 19 of the rotating body 16a described later) to perform periodic motion within a movable range along the optical axis AX direction.
  • the rotation drive unit (projection distance changing device) 64 operates under the control of the display control unit 18, and the rotation position and rotation speed of the intermediate screen 19 are measured by a sensor (not shown) at the projection timing (display timing) of the display element 11. ) Is adjusted.
  • the diffusion portion 16 has a spiral rotating body 16a having a contour close to a disk as a whole, and a cylindrical and hollow frame body 16b for accommodating the rotating body 16a.
  • the rotating body 16a and the frame body 16b are formed of, for example, a plastic material, but can also be formed of a glass material, a composite material, or the like.
  • the rotating body 16a has a central portion 16c and an outer peripheral optical portion 16p.
  • One surface 16f (in this embodiment, the surface on the first optical system 15 side or the + Y side) formed on the outer peripheral optical portion 16p of the rotating body 16a is formed on a smooth surface or an optical surface, and is formed on the surface 16f.
  • An intermediate screen 19 is formed over the entire area.
  • the intermediate screen 19 is a transmissive diffuser whose light distribution angle is controlled to a desired angle. That is, the transmission type intermediate screen 19 changes the emission angle of the display light DL transmitted through the intermediate screen 19.
  • the intermediate screen 19 can be a sheet attached to the rotating body 16a, but may be a fine uneven pattern formed on the surface of the rotating body 16a. Further, the intermediate screen 19 may be formed so as to be embedded inside the rotating body 16a.
  • the intermediate screen 19 forms an intermediate image TI or a forced intermediate image TI'by diffusing the incident display light DL (see FIG. 2).
  • the other surface 16s (the surface on the second optical system 17 side in this embodiment) formed on the outer peripheral optical portion 16p of the rotating body 16a is formed on a smooth surface or an optical surface.
  • the rotating body 16a is a spiral member having light transmission, and the pair of surfaces 16f and 16s are spiral surfaces having a reference axis SX as a spiral axis.
  • the intermediate screen 19 formed on one surface (helicoid surface) 16f is also formed along the continuous spiral surface.
  • the intermediate screen 19 is formed in a range corresponding to one cycle of the spiral. That is, the intermediate screen 19 is formed in the range of one pitch of the spiral.
  • a step portion 16j is formed at one location along the circumference of the rotating body 16a, and the step portion 16j has a distance difference of 30 mm or less in the optical axis AX direction or the reference axis SX direction at a position corresponding to the spiral end. It gives a pitch.
  • the step portion 16j is also a boundary portion of the intermediate screen 19.
  • the step portion 16j has a connecting surface 16k that connects the steps between the spiral ends and is inclined with respect to a plane including the reference axis SX that rotates the diffusion portion 16.
  • the rotating body 16a since the pair of surfaces 16f and 16s of the rotating body 16a are spiral surfaces having the reference axis SX as the spiral axis, the rotating body 16a has substantially the same thickness t with respect to the reference axis SX or the optical axis AX direction. Have.
  • one location along the circumferential direction is a functional region FA through which the optical axis AX of the main body optical system 13 passes, and an intermediate image TI is formed by a portion of the intermediate screen 19 in the functional region FA.
  • This functional area FA moves at a constant speed on the rotating body 16a as the rotating body 16a rotates. That is, by rotating the rotating body 16a and incident the display light DL on the functional region FA which is a part of the rotating body 16a, the position of the functional region FA or the intermediate image TI moves along the optical axis AX (display element 11). If the display is not working, an intermediate image as a display is not necessarily formed, but the position where the intermediate image will be formed is also called the position of the intermediate image).
  • the intermediate screen 19 is formed in a range corresponding to one cycle of the spiral, the intermediate screen 19 is spatially moved by one rotation of the rotating body 16a, and the functional area FA or the intermediate of the intermediate screen 19 is formed.
  • the image TI moves in the optical axis AX direction by a distance corresponding to a step.
  • the first optical system 15 has a predetermined depth of focus equal to or greater than the moving range of the functional region FA so that the position of the intermediate screen 19 does not cause out-of-focus. Further, by providing the first optical system 15 with a focusing function, it is possible to obtain an image without blurring.
  • the frame body 16b has a columnar outer contour, and is composed of a side surface member 16e, a light incident member 16g, and a light emitting member 16h.
  • Each member 16e, 16g, 16h is made of the same material having light transmittance. However, the side surface member 16e does not have to have light transmission.
  • the optical path of the display light can be simplified by providing the frame body 16b with the light incident member 16g facing the light emitting member 16h with the transmissive intermediate screen 19 interposed therebetween.
  • the light incident member 16g is a flat plate extending perpendicular to the optical axis AX.
  • the outer surface 63a and the inner surface 63b which are the main surfaces of the light incident member 16g, are smooth surfaces or optical surfaces parallel to each other. Since the light incident member 16g is a flat plate, the rotation of the intermediate screen 19 and the frame body 16b can be stabilized.
  • the outer surface 64a and the inner surface 64b of the light emitting member 16h have the same shape, and specifically, have a conical shape extending substantially along the conical surface. As a result, the thickness of the light emitting member 16h is uniform as a whole. As described above, since the light emitting member 16h has a uniform thickness, it is possible to suppress the occurrence of optical distortion due to the display light DL passing through the light emitting member 16h.
  • the light emitting member 16h has a substantially uniform thickness of about 1 mm to several mm over the entire surface, and chromatic aberration and other aberrations generated in the display light DL passing through the light emitting member 16h are slight. It has become a thing.
  • the outer surface 63a and the inner surface 63b of the light incident member 16g are not limited to a flat surface, and may have a free curved surface shape or an aspherical shape as needed. In this case, the outer surface 63a and the inner surface 63b can be provided with a function of correcting aberrations and the like of the main body optical system 13.
  • the outer surface 64a and the inner surface 64b of the light emitting member 16h are not limited to the conical surface, and a free curved surface shape or an aspherical surface shape may be superimposed on the conical surface as needed. Also in this case, the outer surface 64a and the inner surface 64b can be provided with a function of correcting aberrations and the like of the main body optical system 13. It should be noted that the light emitting member 16h having an outer surface 64a and an inner surface 64b having a shape in which a slightly free curved surface shape or an aspherical shape is superimposed on a conical surface has a substantially conical appearance and has a conical shape. deal with.
  • the rotating body 16a in the frame body 16b is fixed to the frame body 16b via a pair of central shaft portions 65, and the frame body 16b and the rotating body 16a rotate integrally around the reference axis SX.
  • the rotating body 16a provided with the intermediate screen 19 in the frame body 16b in this way, it is possible to suppress the adhesion of dust or the like to the rotating body 16a and suppress the generation of sound accompanying the rotation of the rotating body 16a. This makes it easy to stabilize the rotation of the rotating body 16a at high speed.
  • the side surface member 16e has a cylindrical shape and the light emitting member 16h has a conical outer surface 64a as the light emitting surface
  • the light emitting member 16h has a rotationally symmetric shape, and wind noise is generated. If the light emitting member 16h has a uniform thickness, the rotation of the intermediate screen 19 and the frame body 16b can be stabilized.
  • the rotating body 16a may be fixed to the hollow frame body 16b at its outer peripheral portion. In this case, it becomes easy to reduce the thickness t of the rotating body 16a.
  • the rotating drive unit 64 rotates the diffusion unit 16 around the reference axis SX at a constant speed, so that the rotating body 16a or the intermediate screen 19 intersects the optical axis AX (that is, the functional area FA). Also moves in the direction of the optical axis AX. That is, as shown in FIG. 3C, as the rotating body 16a rotates, the functional area FA on the intermediate screen 19 is set to a position deviated from the original functional area FA1 at an equal angle, for example, and the adjacent functional area FA2 is set. , FA3 is sequentially shifted and moved in the optical axis AX direction.
  • the position of the intermediate image TI can also be moved in the optical axis AX direction.
  • the details will be described later, for example, by moving the position of the intermediate image TI toward the second optical system 17, the virtual image distance or the projection distance to the display image IM can be reduced. Further, by moving the position of the intermediate image TI toward the display element 11, the virtual image distance or the projection distance to the display image IM can be increased.
  • the second optical system 17 magnifies the intermediate image TI formed by the first optical system 15 in cooperation with the display screen 20, and forms a display image IM as a virtual image through the display screen 20 in front of the driver VD. To do.
  • the second optical system 17 is composed of at least one mirror, but includes two mirrors 17a and 17b in the illustrated example.
  • the second optical system 17 can have optical characteristics that correct the curvature of the intermediate screen 19 (that is, the curvature of field of the intermediate image TI) in the functional region FA of the rotating body 16a.
  • the diffusion unit 16 rotates around the reference axis SX and is an intermediate image corresponding to the functional region FA.
  • the position of the TI repeatedly and periodically moves in the direction of the optical axis AX, and the distance between the display image IM as a virtual image formed behind the display screen 20 by the second optical system 17 and the driver VD who is the observer is increased. , Or can be made smaller.
  • the position of the projected display image IM is changed back and forth, and the display content by the display element 11 is set according to the position, so that the display image IM is reached.
  • the display content of the display image IM is changed while changing the virtual image distance or the projection distance of the above, and the display image IM as a series of projection images can be made three-dimensional. Even if the functional area FA moves in the optical axis AX direction, the curved state of the intermediate screen 19 in the functional area FA is maintained, so that the effect of the correction by the second optical system 17 is effective regardless of the position of the display image IM. Be maintained.
  • the rotation speed of the diffuser 16 or the rotating body 16a or the movement speed of the functional area FA may be a speed at which the display image IM as a virtual image can be displayed at a plurality of locations or at a plurality of projection distances at the same time. desirable.
  • the rotation drive unit 64 rotationally drives the rotating body 16a or the intermediate screen 19 at a speed of, for example, 30 Hz or more, and as a result, moves the intermediate screen 19 at a high speed in the optical axis AX direction.
  • By driving the intermediate screen 19 at high speed in synchronization with the display of the display element 11 having high speed it is possible to display a virtual image at a plurality of projection distances at such a high speed that it is difficult for the human eye to discriminate.
  • the display image (virtual image) IM can be made to appear to be displayed at a plurality of projection distances at the same time.
  • FIG. 4 is a diagram specifically exemplifying the change in the position of the intermediate image TI with the rotation of the diffusion unit 16.
  • the functional region FA of the diffusion unit 16 repeatedly and periodically moves along the optical axis AX direction in a serrated pattern PA, and the display element 11 continuously displays the center position of the intermediate image TI. In the case, as shown in the figure, it repeatedly and periodically moves along the optical axis AX direction in a serrated aging pattern PA. That is, the position of the intermediate image TI changes continuously and periodically with the rotation of the diffusion portion 16, although it is discontinuous at the portion corresponding to the step portion 16j.
  • the position of the display image (virtual image) IM also moves periodically and periodically along the optical axis AX direction in the same manner as the position of the intermediate image TI, although the scale is different, and the projection distance is continuous. Can be changed.
  • the display element 11 since the display element 11 does not perform continuous display but intermittently displays while switching the display contents, the display position of the intermediate image TI is also discrete on the serrated time pattern PA. It becomes the position.
  • the display position Pn on the shortest distance side and the display position Pf on the farthest distance side are set at both ends of the time-lapse pattern PA, for example.
  • the break PD of the time-dependent pattern PA corresponds to the step portion 16j provided on the rotating body 16a of the diffusion portion 16.
  • the stray light caused by the sun will be explained.
  • the light rays SL from the sun travel straight through the semitransparent display screen 20 and are incident on the mirror 17b.
  • the light ray SL is reflected by the mirror 17b and incident on the mirror 17a, and is reflected by the mirror 17a and incident on the diffusion unit 16. That is, the light ray SL from the sun travels backward in the optical path of the display light DL and enters the diffusing portion 16.
  • the ray SL forms a spot of the sun image.
  • the spots of the sun image are relatively small and have little blur.
  • the sun is at infinity and the display image (virtual image) IM is also set relatively far away.
  • the light rays SL incident on the diffusing portion 16 and forming spots are reflected by the outer surface 64a and the inner surface 64b of the light emitting member 16h. Since the light emitting member 16h has a conical shape, the return light SL1 reflected by the diffusing portion 16 deviates in a direction far away from the optical axis AX and does not enter the mirror 17a. As shown in FIG.
  • the inclination of the light emitting member 16h that is, the inclination angle ⁇ of the outer surface 64a and the inner surface 64b with respect to the orthogonal plane (XZ plane) of the optical axis AX is about 10 ° to 30 °.
  • the inclination angle ⁇ of the light emitting member 16h is set to 30 ° or less, deterioration of optical performance such as a decrease in transmittance of the light emitting member 16h and thickness of the diffusion portion 16 in the optical axis direction can be reduced.
  • the return light SL1 reflected by the diffuser 16 is incident on the mirror 17a, reflected by the mirror 17a and incident on the mirror 17b, and is incident on the mirror 17b. Is reflected and incident on the display screen 20, and is partially reflected by the display screen 20 to reach the eye box. Since the light ray SL from the sun is extremely strong, the return light SL1 also becomes equal to or higher than the display light DL, and the possibility of causing a remarkable ghost superimposed on the display image IM increases.
  • FIG. 5 is a conceptual block diagram illustrating the overall structure of the head-up display device 200, and the head-up display device 200 includes an image display device 100 as a part thereof.
  • the image display device 100 has the structure shown in FIG. 2, and description thereof will be omitted here.
  • the head-up display device 200 includes an environment monitoring unit 72 and a main control device 90 in addition to the image display device 100.
  • the environment monitoring unit 72 is an object detection unit that detects an object existing in the detection area, and identifies a moving object or a person, specifically a car, a bicycle, a pedestrian, or the like that exists close to the front as an object. , Has a three-dimensional measuring instrument that extracts three-dimensional position information of an object.
  • the environment monitoring unit 72 includes an external camera 72a, an external image processing unit 72b, and an external image determination unit 72c as three-dimensional measuring instruments.
  • the external camera 72a enables the acquisition of an external image in the visible or infrared region.
  • the external camera 72a is installed at an appropriate position inside and outside the vehicle body 2, and captures the driver VD or the detection area VF in front of the front window 8 (see FIG. 6 described later) as an external image.
  • the external image processing unit 72b performs various image processing such as brightness correction on the external image captured by the external camera 72a to facilitate the processing by the external image determination unit 72c.
  • the external image determination unit 72c extracts or cuts out an object image from the external image that has passed through the external image processing unit 72b to obtain an object such as an automobile, a bicycle, or a pedestrian (specifically, an object in FIG. 6 described later).
  • OB1, OB2, and OB3 are detected, and the spatial position of the object in front of the vehicle body 2 is calculated from the depth information attached to the external image and stored in the storage unit 72m as three-dimensional position information.
  • the external camera 72a is, for example, a compound eye type three-dimensional camera. That is, the external camera 72a is a matrix of camera elements in which a lens for imaging and a CMOS or other imaging element are arranged in a matrix, and each has a drive circuit for the imaging element.
  • the plurality of camera elements that make up the camera are designed to focus on different positions in the depth direction, for example, or can detect relative parallax, and the state of the image obtained from each camera element ( By analyzing the focus state, the position of the object, etc.), the distance to each area or object in the image can be determined.
  • each part (area or object) in the captured screen is used. It is possible to obtain distance information in the depth direction with respect to.
  • a stereo camera in which two two-dimensional cameras are separately arranged can obtain distance information in the depth direction with respect to each part (area or object) in the captured screen.
  • distance information in the depth direction can be obtained for each part (area or object) in the captured screen by performing imaging while changing the focal length at high speed.
  • the display control unit 18 operates the display optical system 30 under the control of the main control device 90 to display a three-dimensional display image IM in which the virtual image distance or the projection distance changes behind the display screen 20. Display it.
  • the main control device 90 has a role of harmonizing the operations of the image display device 100, the environment monitoring unit 72, and the like.
  • the main control device 90 periodically changes the projection distance of the virtual image, which is the display image IM, by the display optical system 30 by operating the rotation drive unit 64 via, for example, the display control unit 18. That is, the main control device 90 and the like periodically change the projection position of the virtual image, which is the display image IM, with respect to the depth direction. Further, the main control device 90 adjusts the spatial arrangement of the frame frame HW (see FIG. 6) projected by the display optical system 30 so as to correspond to the spatial position of the object detected by the environment monitoring unit 72. To do.
  • the main control device 90 generates a display image IM to be displayed on the display optical system 30 from the display information including the display shape and the display distance received from the environment monitoring unit 72.
  • the display content of the display image IM is synchronized with the operation of the rotation drive unit 64, that is, synchronized with the movement of the intermediate image TI.
  • the display image IM is, for example, a sign such as a frame frame HW (see FIG. 6) located around the car, bicycle, pedestrian, or other object existing behind the display screen 20 in the depth position direction. Can be done. Although this frame frame HW is shown in a state without depth for convenience of explanation, it actually has a constant depth width corresponding to the depth width of the display zone.
  • the main control device 90 functions as an image addition unit in cooperation with the display control unit 18, and at the timing when the target distance to the detected object substantially matches the projection distance, the detected object is displayed.
  • the display optical system 30 adds a related information image as a virtual image.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a specific display state.
  • the front of the driver VD is a detection area VF corresponding to the observation field of view. It is considered that the objects OB1 and OB3 of a person such as a pedestrian and the object OB2 of a moving object such as an automobile exist in the detection area VF, that is, in the road and its surroundings.
  • the main control device 90 projects a three-dimensional display image (virtual image) IM by the image display device 100, and frame frames HW1, HW2, HW3 as related information images for each object OB1, OB2, OB3. Is added.
  • the virtual image distance from the driver VD to each object is the virtual image distance to the display images IM1, IM2, IM3 for displaying the frame frames HW1, HW2, HW3. It corresponds to the distance to OB1, OB2, and OB3.
  • the virtual image distances of the displayed images IM1, IM2, and IM3 are discrete, and cannot always be exactly matched with the actual distances to the objects OB1, OB2, and OB3.
  • the difference between the virtual image distance of the displayed images IM1, IM2, IM3 and the actual distance to the objects OB1, OB2, OB3 is not large, parallax is unlikely to occur even if the viewpoint of the driver VD moves, and the object OB1,
  • the arrangement relationship between the OB2 and OB3 and the frame frames HW1, HW2 and HW3 can be substantially maintained.
  • FIG. 7A corresponds to FIG. 4
  • FIG. 7B corresponds to the display image IM3 or frame HW3 in FIG. 6
  • FIG. 7C corresponds to the display image IM2 or frame HW2 in FIG. 6D.
  • the display image IM1 or the frame frame HW1 in FIG. corresponds to a display image when the functional region FA or the intermediate image TI of the rotating body 16a is within a predetermined range centered on the display position P1.
  • the display image IM2 corresponds to a display image when the functional region FA or the intermediate image TI of the rotating body 16a is within a predetermined range centered on the display position P2, and the display image IM3 corresponds to the rotating body 16a.
  • the display image when the functional area FA or the intermediate image TI of is within a predetermined range centered on the display position P3.
  • the display image IM1 or the frame frame HW1 corresponding to the display position P1 is displayed, and the display image IM2 or the frame frame HW2 corresponding to the display position P2 is displayed in order.
  • the display image IM3 or the frame frame HW3 corresponding to the display position P3 is displayed. If the above one cycle is visually short, the switching between the display images IM1, IM2, and IM3 becomes very fast, and the driver VD, who is the observer, simultaneously observes the frame frames HW1, HW2, and HW3 as images with depth. Recognize that you are doing.
  • the spot of sunlight is the frame body 16b. Even if it is formed on the outer surface (light emitting surface) 64a, the possibility that the return light SL1 from the frame body 16b deviates from the original optical path and the return light SL1 from the frame body 16b is observed as a ghost is reduced. Can be done.
  • the head-up display device of the second embodiment is a modification of the head-up display device of the first embodiment, and items not particularly described are the same as those of the first embodiment.
  • the rotating body 16a of the diffusion portion 16 is divided into a plurality of discrete supports 16aa to 16ad around the reference axis SX, which is a rotating axis extending parallel to the optical axis AX. There is. These supports 16aa to 16ad have a thickness equal to that in the optical axis AX direction. Intermediate screens 19a to 19d are formed on these supports 16aa to 16ad as rectangular diffusion regions, respectively. The intermediate screens 19a to 19d have the same functions as the intermediate screen 19 although the shape is different from that of the intermediate screen 19 of the first embodiment.
  • the supports 16aa to 16ad are plate-like bodies extending perpendicularly to the optical axis AX, and are supported on the side surface of the central portion 16c formed around the central shaft portion 65.
  • the intermediate screens 19a to 19d are supported by the supports 16aa to 16ad and extend parallel to the XZ plane perpendicular to the reference axis SX or the optical axis AX.
  • the supports 16aa to 16ad of the rotating body 16a and the intermediate screens 19a to 19d formed on the supports 16a to 16ad also rotate around the reference axis SX.
  • the intermediate screens 19a to 19d move so as to cross the effective region EA around the optical axis AX so that their centers are sequentially arranged on the optical axis AX, and the position of the intermediate image TI is positioned on the optical axis AX. The operation of moving stepwise in the direction is repeated.
  • the display image IM as a virtual image formed behind the display screen 20 by the second optical system 17 and the driver's operation.
  • the distance to the person VD can be increased or decreased.
  • the case where four intermediate screens 19a to 19d are provided in the diffusion unit 16 has been described, but 2, 3, or 5 or more intermediate screens can be provided in the diffusion unit 16.
  • the projection distance can be further subdivided by providing a large number of intermediate screens in the diffusion unit 16.
  • the functional regions FA are discretely provided for each of the supports 16aa to 16ad without duplication.
  • the intermediate screens 19a to 19d are placed on a plurality of supports 16aa to 16ad separately arranged around the reference axis (rotation axis) SX or a plurality of compartmentalized regions corresponding to their surfaces.
  • the rotation drive unit (projection distance changing device) 64 is formed, and the position of the intermediate image TI is changed stepwise by rotating the intermediate screens 19a to 19d.
  • the operation of gradually changing the projection distance of the virtual image according to the position of the intermediate image TI is performed. It can be done periodically.
  • the rotating body 16a is provided with a single intermediate screen 19, but the rotating body 16a may be divided into a plurality of parts each having a spiral surface, and an intermediate screen may be provided in each part. it can. In this case, one rotation of the rotating body 16a can repeat the perspective of the projection distance a plurality of times.
  • the functional area FA set in the rotating body 16a is not limited to the one shown in FIG. 3A, and may be arranged in various ways.
  • the functional area FA does not need to be set at overlapping positions on the rotating body 16a, and can be set at a separate desired position on the rotating body 16a.
  • the number of divisions of the projection distance of the display image IM is not limited to the three shown in FIG. 6 and the like, and four or more can be variously set depending on the application.
  • the outline of the display screen 20 is not limited to a rectangle, and may have various shapes.
  • the rotating body 16a and the frame body 16b do not have to be separate bodies, and the space inside the frame body 16b can be filled with some member.
  • the intermediate screen 19 is embedded in the diffusion portion 16 and spatially arranged.
  • the first optical system 15 and the second optical system 17 are merely examples, and the optical configurations of the first optical system 15 and the second optical system 17 can be appropriately changed.
  • the display device of the present invention can be applied not only to a head-up display device mounted on a car or other moving body, but also to a head-mounted device, a wearable display device, or the like that performs three-dimensional display.

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Abstract

太陽に起因するゴースト像の発生を抑制できるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。ヘッドアップディスプレイ装置２００は、画像を表示する表示素子１１と、中間スクリーン１９と、表示素子１１に形成された像を中間スクリーン１９上に中間像ＴＩとして投影する第１光学系１５と、中間スクリーン１９上の中間像ＴＩを虚像として拡大投影する第２光学系１７と、中間スクリーン１９上の中間像ＴＩを光軸ＡＸ方向に移動させる投影距離変更装置である回転駆動部６４と、を備え、中間スクリーン１９は、光透過性を有する光射出部材１６ｈが設けられた中空の枠体１６ｂに収納されて枠体１６ｂとともに回転し、枠体１６ｂの光射出面である外面６４ａは、光軸ＡＸに対して傾斜している。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、視線の先に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に自動車等への組み込みに適するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
　自動車等の移動体に組み込まれるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置については、運転支援等の目的で３次元的なＡＲ（Augmented Reality）表示に対するニーズが生じている。この場合、道路を横断している歩行者等への重畳を考えると、虚像の投影距離として、１０ｍ以上の遠距離を確保することが望ましい。
　ＨＵＤ装置において、虚像の投影距離を変更する手法として、表示素子に形成された像を拡散作用を持たせた中間スクリーン上に投影し、中間スクリーンを光軸方向に移動させつつ、中間スクリーン上の像を虚像として所定の距離範囲に投影することが行われている。中間スクリーンは、防塵等の目的で例えば中空のカバー又は枠体内に収納されて枠体とともに回転される場合がある（例えば特許文献１の図１８Ａ参照）。
　ＨＵＤ装置に組み込まれるＨＵＤ光学系の構成にもよるが、太陽光がフロントウインドウ、又はフロントウインドウに付随して設けた半透過性を有するコンバイナー越しにＨＵＤ光学系に入射し、中間スクリーンの枠体に達する可能性がある。ここで、虚像の投影距離が長くなればなるほど、無限遠の太陽像として絞られたスポットが中間スクリーンの枠体上に形成され、枠体からの戻り光がドライバーにゴーストとして観察されやすくなる可能性がある。
国際公開第２０１８／０７９７９４号
　本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、太陽に起因するゴースト像の発生を抑制できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、画像を表示する表示素子と、中間スクリーンと、表示素子に形成された像を中間スクリーン上に中間像として投影する第１光学系と、中間スクリーン上の中間像を虚像として拡大投影する第２光学系と、中間スクリーン上の中間像を光軸方向に移動させる投影距離変更装置と、を備え、中間スクリーンは、光透過性を有する光射出部材が設けられた中空の枠体に収納されて枠体とともに回転し、枠体の光射出面は、光軸に対して傾斜している。
図１Ａは、第１実施形態の表示装置又はヘッドアップディスプレイ装置を車体に搭載した状態を示す側方断面図であり、図１Ｂは、表示装置を説明する車内側からの正面図である。 表示装置を構成する光学系の具体的な構成例を説明する拡大側方断面図である。 図３Ａ及び３Ｂは、中間スクリーンを組み込んだ拡散部の構造を説明する一部破断平面図及び一部破断側面図であり、図３Ｃは、中間スクリーンの回転に伴う機能領域の移動等を説明する図である。 中間像の位置の変化を具体的に例示する図である。 ヘッドアップディスプレイ装置の全体構造を説明するブロック図である。 具体的な表示状態を説明する斜視図である。 図７Ａは、図４に対応する図であり、図７Ｂ～７Ｄは、図６中の表示像又はフレーム枠に対応する図である。 図８Ａ及び８Ｂは、第２実施形態のヘッドアップディスプレイ装置における拡散部の構造を説明する一部破断平面図及び一部破断側面図である。
〔第１実施形態〕
　以下、図面を参照しつつ、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の第１実施形態について説明する。
　図１Ａ及び１Ｂは、ヘッドアップディスプレイ装置のうち画像表示装置１００を説明する概念的な側方断面図及び正面図である。この画像表示装置１００は、例えば自動車の車体２内に搭載されるものであり、投影ユニット１０と表示スクリーン２０とを備える。画像表示装置１００は、投影ユニット１０中の後述する表示素子１１に表示されている画像情報を表示スクリーン２０を介して運転者ＶＤに向けて虚像表示するものであり、表示装置と呼ぶこともある。
　画像表示装置１００のうち投影ユニット１０は、車体２のダッシュボード４内であってディスプレイ５０の背後に埋め込むように設置されており、運転関連情報等を含む画像に対応する表示光ＤＬを表示スクリーン２０に向けて射出する。表示スクリーン２０は、コンバイナーとも呼ばれ、半透過性を有する凹面鏡又は平面鏡である。表示スクリーン２０は、下端の支持によってダッシュボード４上に立設され、投影ユニット１０からの表示光ＤＬを車体２の後方に向けて反射する。つまり、図示の場合、表示スクリーン２０は、フロントウインドウ８とは別体で設置される独立型のものとなっている。表示スクリーン２０で反射された表示光ＤＬは、運転席６に座った運転者ＶＤの瞳ＰＵ及びその周辺位置に対応するアイボックス（不図示）に導かれる。運転者ＶＤは、表示スクリーン２０で反射された表示光ＤＬ、つまり車体２の前方にある虚像としての表示像ＩＭを観察することができる。一方、運転者ＶＤは、表示スクリーン２０を透過した外界光、つまり前方景色、自動車等の実像を観察することができる。結果的に、運転者ＶＤは、表示スクリーン２０の背後の外界像又はシースルー像に重ねて、表示スクリーン２０での表示光ＤＬの反射によって形成される運転関連情報等の各種情報を含む表示像（虚像）ＩＭを観察することができる。
　ここで、表示スクリーン２０をフロントウインドウ８と別体で構成しているが、フロントウインドウ８を表示スクリーンとして用い、フロントウインドウ８内に設定した表示範囲に投影を行って、運転者ＶＤが表示像ＩＭを観察できる構成としてもよい。この際、フロントウインドウ８のガラスの一部領域の反射率をコート等によって変更することで、反射領域を確保することができる。また、フロントウインドウ８での反射角度が例えば６０度程度であれば、反射率が１５％程度確保され、特にコートを設けなくても透過性を有する反射面として用いることができる。これら以外に、表示スクリーン２０をフロントウインドウ８のガラス中に挟む構成とすることもできる。
　図２に示すように、投影ユニット１０は、画像を表示する表示素子１１を含む虚像型の拡大結像系である本体光学系１３と、本体光学系１３を動作させる表示制御部１８と、本体光学系１３等を収納するハウジング１４とを備える。これらのうち本体光学系１３と表示スクリーン２０とを組み合わせたものは、表示光学系３０を構成する。
　本体光学系１３は、表示素子１１のほかに、表示素子１１に形成された画像を拡大した中間像ＴＩを形成する投影光学系である第１光学系１５と、中間像ＴＩの結像予定位置又はその近傍（以下では結像位置とも呼ぶ）に配置される拡散部１６と、拡散部１６において形成された中間像ＴＩ（中間像ＴＩそのものの他、中間像ＴＩから位置ずれして僅かにピントがぼけたものも含み、強制中間像ＴＩ’とも呼ぶ）を拡大する拡大光学系である第２光学系１７とを備える。
　表示素子１１は、２次元的な表示面１１ａを有する。表示素子１１の表示面１１ａに形成された像は、第１光学系１５で拡大されて拡散部１６に設けた螺旋面状の中間スクリーン１９に投影される。この際、２次元表示が可能な表示素子１１を用いることで、第１光学系１５が表示素子１１の表示面１１ａに形成された像を拡大するので、中間スクリーン１９への投影像の切替え、つまり表示スクリーン２０越しに虚像として表示される表示像ＩＭの切替えを比較的高速とできる。表示素子１１は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）やＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）等の反射型の素子であっても、液晶等の透過型の素子であってもよい。なお、液晶等を照明する発光体としては、バックライト、ＬＥＤ（light emitting diode）、半導体レーザー等を用いることができる。特に、表示素子１１としてＤＭＤやＬＣＯＳを用いると、明るさを維持しつつ画像を高速で切替えること（高速の間欠表示を含む）が容易になり、虚像距離又は投影距離を変化させる表示に有利である。なお、表示素子１１は、虚像距離を変化させる場合には、それぞれの虚像距離に対して３０ｆｐｓ以上、さらに望ましくは６０ｆｐｓ以上のフレームレートで動作する。これにより、異なる虚像距離に複数の表示像（虚像）ＩＭを運転者ＶＤに対して同時に表示されているように見せることが可能になる。特に、９０ｆｐｓ以上で表示の切替えを行う場合、ＤＭＤやＬＣＯＳが表示素子１１の候補となる。
　第１光学系１５は、固定焦点のレンズ系であり、図示を省略するが、複数のレンズ要素を有する。第１光学系１５は、表示素子１１の表示面１１ａに形成された画像を、中間像ＴＩ又は強制中間像ＴＩ’として、拡散部１６の中間スクリーン１９上に適当な倍率で拡大投影する。
　拡散部１６は、第１光学系１５による投影位置又は結像位置（つまり、中間像ＴＩの結像予定位置又はその近傍）に配置される部材である。拡散部１６は、投影距離変更装置である回転駆動部６４に駆動されて例えば一定速度で基準軸（回転軸）ＳＸの周りに回転する。つまり、回転駆動部６４は、拡散部１６（具体的には、後述する回転体１６ａの中間スクリーン１９）に、光軸ＡＸ方向に沿った可動範囲内において周期運動を行わせる。
　回転駆動部（投影距離変更装置）６４は、表示制御部１８の制御下で動作しており、不図示のセンサーにより、中間スクリーン１９の回転位置や回転速度を表示素子１１の投影タイミング（表示タイミング）に合わせて調整している。
　図３Ａ及び３Ｂに示すように、拡散部１６は、全体として円板に近い輪郭を有する螺旋状の回転体１６ａと、回転体１６ａを収納する円筒状で中空の枠体１６ｂとを有する。回転体１６ａや枠体１６ｂは、例えばプラスチック材料で形成されるが、ガラス材料、複合材料等で形成することもできる。
　回転体１６ａは、中央部１６ｃと外周光学部１６ｐとを有する。回転体１６ａの外周光学部１６ｐに形成された一方の表面１６ｆ（本実施形態では、第１光学系１５側又は＋Ｙ側の面）は、平滑面又は光学面に形成されており、表面１６ｆ上には、全域に亘って中間スクリーン１９が形成されている。
　中間スクリーン１９は、配光角を所望の角度に制御した透過型の拡散板である。つまり、透過型の中間スクリーン１９によって、中間スクリーン１９を透過する表示光ＤＬの射出角を変化させる。中間スクリーン１９は、回転体１６ａに貼り付けられるシートとできるが、回転体１６ａの表面に形成された微細な凹凸パターンであってもよい。さらに、中間スクリーン１９は、回転体１６ａの内部に埋め込むように形成されたものであってもよい。中間スクリーン１９は、入射した表示光ＤＬを拡散させることによって中間像ＴＩ又は強制中間像ＴＩ’を形成する（図２参照）。
　回転体１６ａの外周光学部１６ｐに形成された他方の表面１６ｓ（本実施形態では、第２光学系１７側の面）は、平滑面又は光学面に形成されている。回転体１６ａは、光透過性を有する螺旋状の部材であり、一対の表面１６ｆ，１６ｓは、基準軸ＳＸを螺旋軸とする螺旋面となっている。結果的に、一方の表面（螺旋面）１６ｆ上に形成された中間スクリーン１９も連続的な螺旋面に沿って形成されたものとなっている。中間スクリーン１９は、螺旋の１周期に対応する範囲に形成されている。つまり、中間スクリーン１９は、螺旋の１ピッチ分の範囲に形成されている。この結果、回転体１６ａの周に沿った１箇所に段差部１６ｊが形成され、この段差部１６ｊは、螺旋端に対応する位置で光軸ＡＸ方向又は基準軸ＳＸ方向に３０ｍｍ以下の距離差又はピッチを与えるものとなっている。段差部１６ｊは、中間スクリーン１９の境界部でもある。段差部１６ｊは、螺旋端間の段差を繋ぐとともに、拡散部１６を回転させる基準軸ＳＸを含む平面に対して傾斜した接続面１６ｋを有する。上記のように、回転体１６ａの一対の表面１６ｆ，１６ｓが基準軸ＳＸを螺旋軸とする螺旋面であることから、回転体１６ａは、基準軸ＳＸ又は光軸ＡＸ方向に関して略等しい厚みｔを有する。
　回転体１６ａにおいて、周方向に沿った１箇所は、本体光学系１３の光軸ＡＸが通る機能領域ＦＡとなっており、機能領域ＦＡにおける中間スクリーン１９の部分によって中間像ＴＩが形成される。この機能領域ＦＡは、回転体１６ａの回転に伴って回転体１６ａ上において一定速度で移動する。つまり、回転体１６ａを回転させつつその一部である機能領域ＦＡに表示光ＤＬを入射させることで、機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩの位置が光軸ＡＸに沿って移動する（表示素子１１の表示が動作していなければ、必ずしも表示としての中間像は形成されないが、中間像が形成されるであろう位置も中間像の位置と呼ぶ）。図示の例では、中間スクリーン１９が螺旋の１周期に対応する範囲に形成されているので、回転体１６ａの１回転で中間スクリーン１９が空間的に移動し、中間スクリーン１９の機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩは、光軸ＡＸ方向に段差に相当する距離だけ移動することになる。なお、第１光学系１５は、中間スクリーン１９の位置によってピントぼけが生じないように、機能領域ＦＡの移動範囲以上の所定の焦点深度を有している。また、第１光学系１５にフォーカシングする機能を持たせることで、ぼけのない像を得ることも可能である。
　枠体１６ｂは、円柱状の外形輪郭を有し、側面部材１６ｅと、光入射部材１６ｇと、光射出部材１６ｈとで構成される。各部材１６ｅ，１６ｇ，１６ｈは、光透過性を有する同一の材料で形成されている。ただし、側面部材１６ｅは、光透過性を有していなくてもよい。枠体１６ｂにおいて、透過型の中間スクリーン１９を挟んで光射出部材１６ｈに対向する光入射部材１６ｇを設ける構成にすることにより、表示光の光路を簡潔なものとすることができる。光入射部材１６ｇは、光軸ＡＸに垂直に延びる平板である。つまり、光入射部材１６ｇの主面である外面６３ａ及び内面６３ｂは、互いに平行な平滑面又は光学面となっている。光入射部材１６ｇが平板であることにより、中間スクリーン１９及び枠体１６ｂの回転を安定させることができる。光射出部材１６ｈの外面６４ａ及び内面６４ｂは、同一形状を有し、具体的には円錐面に略沿って延びる円錐形状を有するものとなっている。結果的に、光射出部材１６ｈの厚みは全体で一様なものとなっている。このように、光射出部材１６ｈが一様な厚みを有していることにより、表示光ＤＬが光射出部材１６ｈを通過することによって光学的な歪みが発生することを抑制できる。より詳細には、光射出部材１６ｈは、全体に亘って略均一な１ｍｍ～数ｍｍ程度の厚みを有しており、光射出部材１６ｈを通過する表示光ＤＬに生じる色収差その他の収差は僅かなものとなっている。ここで、光入射部材１６ｇの外面６３ａ及び内面６３ｂは、平面に限らず、必要に応じて自由曲面形状や非球面形状とすることができる。この場合、外面６３ａ及び内面６３ｂに本体光学系１３の収差等を補正する機能を持たせることができる。同様に、光射出部材１６ｈの外面６４ａ及び内面６４ｂは、円錐面に限らず、必要に応じて円錐面に自由曲面形状や非球面形状を重畳したものとすることができる。この場合も、外面６４ａ及び内面６４ｂに本体光学系１３の収差等を補正する機能を持たせることができる。なお、円錐面に若干の自由曲面形状や非球面形状を重畳した形状の外面６４ａ及び内面６４ｂを有する光射出部材１６ｈは、略円錐状の外観を有するものとなり、円錐形状を有するものであるとして扱う。
　枠体１６ｂ中の回転体１６ａは、一対の中心軸部６５を介して枠体１６ｂに固定されており、枠体１６ｂと回転体１６ａとは基準軸ＳＸの周りに一体的に回転する。このように、中間スクリーン１９を設けた回転体１６ａを枠体１６ｂ中に配置することで、回転体１６ａに塵等が付着することを抑制でき、回転体１６ａの回転に伴う音の発生を抑制することができ、回転体１６ａの高速での回転を安定化させることが容易になる。特に、側面部材１６ｅが円筒状であり、光射出部材１６ｈが光射出面として円錐面状の外面６４ａを有する場合、光射出部材１６ｈが回転対称な形状を有することになり、風切り音が発生することを抑制でき、さらに光射出部材１６ｈが一様な厚みを有するものであれば、中間スクリーン１９及び枠体１６ｂの回転を安定させることができる。
　なお、回転体１６ａは、その外周部分において中空の枠体１６ｂに固定されるものであってもよい。この場合、回転体１６ａの厚みｔを薄くすることが容易になる。
　図２に戻って、回転駆動部６４によって拡散部１６を一定速度で基準軸ＳＸの周りに回転させることで、回転体１６ａ又は中間スクリーン１９が光軸ＡＸと交差する位置（つまり機能領域ＦＡ）も光軸ＡＸ方向に移動する。つまり、図３Ｃに示すように、回転体１６ａの回転に伴って、中間スクリーン１９上の機能領域ＦＡは、例えば元の機能領域ＦＡ１から等角度でずれた位置に設定された隣接する機能領域ＦＡ２，ＦＡ３に順次シフトし、光軸ＡＸ方向に移動する。このような機能領域ＦＡの光軸ＡＸ方向への移動により、中間像ＴＩの位置も光軸ＡＸ方向に移動させることができる。詳細は後述するが、例えば中間像ＴＩの位置を第２光学系１７側に移動させることにより、表示像ＩＭまでの虚像距離又は投影距離を減少させることができる。また、中間像ＴＩの位置を表示素子１１側に移動させることにより、表示像ＩＭまでの虚像距離又は投影距離を増加させることができる。
　第２光学系１７は、第１光学系１５によって形成された中間像ＴＩを表示スクリーン２０と協働して拡大し、運転者ＶＤの前方の表示スクリーン２０越しに虚像としての表示像ＩＭを形成する。第２光学系１７は、少なくとも１枚のミラーで構成されるが、図示の例では２枚のミラー１７ａ，１７ｂを含む。第２光学系１７は、回転体１６ａの機能領域ＦＡにおける中間スクリーン１９の湾曲（つまり中間像ＴＩの像面湾曲）を補正するような光学特性を有するものとできる。
　図２等に示す画像表示装置１００において、表示制御部１８の制御下で回転駆動部６４を動作させることで、拡散部１６が基準軸ＳＸの周りに回転して機能領域ＦＡに対応する中間像ＴＩの位置が光軸ＡＸ方向に繰り返し周期的に移動し、第２光学系１７によって表示スクリーン２０の背後に形成される虚像としての表示像ＩＭと観察者である運転者ＶＤとの距離を大きく、又は小さくすることができる。このように、表示制御部１８の制御下で、投影される表示像ＩＭの位置を前後に変化させるとともに、表示素子１１による表示内容をその位置に応じたものとすることで、表示像ＩＭまでの虚像距離又は投影距離を変化させつつ表示像ＩＭの表示内容を変化させることになり、一連の投影像としての表示像ＩＭを３次元的なものとすることができる。なお、機能領域ＦＡが光軸ＡＸ方向に移動しても、機能領域ＦＡにおける中間スクリーン１９の湾曲状態は維持されるので、表示像ＩＭの位置に関わらず第２光学系１７による補正の効果は維持される。
　拡散部１６又は回転体１６ａの回転速度又は機能領域ＦＡの移動速度は、虚像としての表示像ＩＭが複数個所又は複数投影距離に同時に表示されているかのように見せることができる速度であることが望ましい。回転駆動部６４は、例えば３０Ｈｚ以上の速度で回転体１６ａ又は中間スクリーン１９を回転駆動させ、結果的に中間スクリーン１９を光軸ＡＸ方向に高速に移動させる。高速性を有する表示素子１１の表示と同期して高速で中間スクリーン１９を駆動することにより、人間の目で判別が困難なほど高速に複数の投影距離に虚像を表示することができる。これにより、表示像（虚像）ＩＭが複数の投影距離に同時に表示されているように見せることができる。
　図４は、拡散部１６の回転に伴う中間像ＴＩの位置の変化を具体的に例示する図である。拡散部１６の機能領域ＦＡは、光軸ＡＸ方向に沿って鋸歯状の経時パターンＰＡで繰り返し周期的に移動しており、中間像ＴＩの中心位置も、表示素子１１が連続表示を行っている場合、図示のように光軸ＡＸ方向に沿って鋸歯状の経時パターンＰＡで繰り返し周期的に移動する。つまり、中間像ＴＩの位置は、段差部１６ｊに対応する箇所で不連続的ながら、拡散部１６の回転に伴って連続的かつ周期的に変化する。この結果、図示を省略するが、表示像（虚像）ＩＭの位置も、スケールは異なるが、中間像ＴＩの位置と同様に光軸ＡＸ方向に沿って繰り返し周期的に移動し、投影距離を連続的に変化させることができる。ここで、表示素子１１は、連続表示を行うものでなく、表示内容を切り替えつつ間欠的な表示を行うものであるから、中間像ＴＩの表示位置も鋸歯状の経時パターンＰＡ上における離散的な位置となる。経時パターンＰＡにおいて、最も近距離側の表示位置Ｐｎと最も遠距離側の表示位置Ｐｆとは、例えば経時パターンＰＡの両端に設定される。また、経時パターンＰＡの途切れ目ＰＤは、拡散部１６の回転体１６ａに設けた段差部１６ｊに対応する。
　図２に戻って、太陽による迷光について説明する。車体２が太陽に対して特定の姿勢をとった場合、太陽からの光線ＳＬは、半透過性を有する表示スクリーン２０を透過して直進し、ミラー１７ｂに入射する。この場合、光線ＳＬは、ミラー１７ｂで反射されてミラー１７ａに入射し、ミラー１７ａで反射されて拡散部１６に入射する。つまり、太陽からの光線ＳＬは、表示光ＤＬの光路を逆進して拡散部１６に入射する。この際、光線ＳＬは、太陽像のスポットを形成する。太陽像のスポットは、比較的小さくボケが少ないものとなっている。太陽が無限遠にあり、表示像（虚像）ＩＭも比較的遠方に設定されることに起因する。拡散部１６に入射してスポットを形成した光線ＳＬは、光射出部材１６ｈの外面６４ａや内面６４ｂで反射される。拡散部１６で反射された戻り光ＳＬ１は、光射出部材１６ｈが円錐形状を有することから、光軸ＡＸから大きく離れる方向に逸れて、ミラー１７ａに入射しなくなる。図３Ｂに示すように、光射出部材１６ｈの傾き、つまり、光軸ＡＸの直交平面（ＸＺ面）に対する外面６４ａ及び内面６４ｂの傾斜角αは、１０°～３０°程度となっている。光射出部材１６ｈの傾斜角αを１０°以上とすることで、外面（光射出面）６４ａで反射された戻り光ＳＬ１を表示光ＤＬの光路から確実に逸らすことができる。また、光射出部材１６ｈの傾斜角αを３０°以下とすることで、光射出部材１６ｈにおける透過率の低下などの光学性能の劣化や、拡散部１６の光軸方向の厚みを低減できる。
　仮に、光射出部材１６ｈの傾斜角αが０°であった場合、拡散部１６で反射された戻り光ＳＬ１は、ミラー１７ａに入射し、ミラー１７ａで反射されてミラー１７ｂに入射し、ミラー１７ｂで反射されて表示スクリーン２０に入射し、表示スクリーン２０で部分的に反射されてアイボックスに至る。太陽からの光線ＳＬは、極めて強いので、戻り光ＳＬ１も、表示光ＤＬに匹敵し或いはそれ以上となって、表示像ＩＭに重畳する顕著なゴーストの原因となる可能性が高まる。
　図５は、ヘッドアップディスプレイ装置２００の全体構造を説明する概念的ブロック図であり、ヘッドアップディスプレイ装置２００は、その一部として画像表示装置１００を含む。画像表示装置１００は、図２に示す構造を有するものであり、ここでは説明を省略する。
　ヘッドアップディスプレイ装置２００は、画像表示装置１００のほかに、環境監視部７２と、主制御装置９０とを備える。
　環境監視部７２は、検出領域内に存在するオブジェクトを検出するオブジェクト検出部であり、前方に近接して存在する移動体や人、具体的には自動車、自転車、歩行者等をオブジェクトとして識別し、オブジェクトの３次元的な位置情報を抽出する３次元計測器を有する。環境監視部７２は、３次元計測器として、外部用カメラ７２ａと、外部用画像処理部７２ｂと、外部画像判断部７２ｃとを備える。外部用カメラ７２ａは、可視又は赤外域において外界像の撮影を可能にする。外部用カメラ７２ａは、車体２内外の適所に設置されており、運転者ＶＤ又はフロントウインドウ８の前方の検出領域ＶＦ（後述する図６参照）を外部画像として撮影する。外部用画像処理部７２ｂは、外部用カメラ７２ａで撮影した外部画像に対して明るさ補正等の各種画像処理を行って外部画像判断部７２ｃでの処理を容易にする。外部画像判断部７２ｃは、外部用画像処理部７２ｂを経た外部画像からオブジェクト画像の抽出又は切り出しを行うことによって自動車、自転車、歩行者等のオブジェクト（具体的には、後述する図６中のオブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３参照）の存否を検出するとともに、外部画像に付随する奥行情報から車体２前方におけるオブジェクトの空間的な位置を算出し３次元的な位置情報として記憶部７２ｍに保管する。
　外部用カメラ７２ａは、図示を省略しているが、例えば複眼型の３次元カメラである。つまり、外部用カメラ７２ａは、結像用のレンズと、ＣＭＯＳその他の撮像素子とを一組とするカメラ素子をマトリックス状に配列したものであり、撮像素子用の駆動回路をそれぞれ有する。カメラを構成する複数のカメラ素子は、例えば奥行方向の異なる位置にピントを合わせるようになっており、又は相対的な視差を検出できるようになっており、各カメラ素子から得た画像の状態（フォーカス状態、オブジェクトの位置等）を解析することで、画像内の各領域又はオブジェクトまでの距離を判定できる。
　なお、上記のような複眼型の外部用カメラ７２ａに代えて、２次元カメラと赤外距離センサーとを組み合わせたもの、又はＴＯＦカメラを用いても、撮影した画面内の各部（領域又はオブジェクト）に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。また、複眼型の外部用カメラ７２ａに代えて、２つの２次元カメラを分離配置したステレオカメラによって、撮影した画面内の各部（領域又はオブジェクト）に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。その他、単一の２次元カメラにおいて、焦点距離を高速で変化させながら撮像を行うことによっても、撮影した画面内の各部（領域又はオブジェクト）に関して奥行方向の距離情報を得ることができる。
　画像表示装置１００において表示制御部１８は、主制御装置９０の制御下で表示光学系３０を動作させて、表示スクリーン２０の背後に虚像距離又は投影距離が変化する３次元的な表示像ＩＭを表示させる。
　主制御装置９０は、画像表示装置１００、環境監視部７２等の動作を調和させる役割を有する。主制御装置９０は、例えば表示制御部１８を介して回転駆動部６４を動作させることによって、表示光学系３０による表示像ＩＭである虚像の投影距離を周期的に変化させる。つまり、主制御装置９０等は、表示像ＩＭである虚像の奥行き方向に関する投影位置を周期的に変化させる。また、主制御装置９０は、環境監視部７２によって検出したオブジェクトの空間的な位置に対応するように、表示光学系３０によって投影されるフレーム枠ＨＷ（図６参照）の空間的な配置を調整する。すなわち、主制御装置９０は、環境監視部７２から受信した表示形状や表示距離を含む表示情報から、表示光学系３０に表示させる表示像ＩＭを生成する。表示像ＩＭの表示内容は、回転駆動部６４の動作に同期したもの、つまり中間像ＴＩの移動に同期させたものとなっている。表示像ＩＭは、例えば表示スクリーン２０の背後に存在する自動車、自転車、歩行者その他のオブジェクトに対してその奥行き位置方向に関して周辺に位置するフレーム枠ＨＷ（図６参照）のような標識とすることができる。このフレーム枠ＨＷは、説明の便宜上奥行きのない状態で示されているが、実際は表示ゾーンの奥行き幅に対応して一定の奥行き幅を有するものとなっている。以上のように、主制御装置９０は、表示制御部１８と協働して像付加部として機能し、検出されたオブジェクトまでの目標距離が投影距離と略一致するタイミングで、検出されたオブジェクトに対して表示光学系３０によって虚像として関連情報像を付加する。
　図６は、具体的な表示状態を説明する斜視図である。運転者ＶＤの前方は観察視野に相当する検出領域ＶＦとなっている。検出領域ＶＦ内、つまり道路及びその周辺に、歩行者等である人のオブジェクトＯＢ１，ＯＢ３や、自動車等である移動体のオブジェクトＯＢ２が存在すると考える。この場合、主制御装置９０は、画像表示装置１００によって３次元的な表示像（虚像）ＩＭを投影させ、各オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３に対して関連情報像としてのフレーム枠ＨＷ１，ＨＷ２，ＨＷ３を付加する。この際、運転者ＶＤから各オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３までの距離が異なるので、フレーム枠ＨＷ１，ＨＷ２，ＨＷ３を表示させる表示像ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３までの虚像距離は、運転者ＶＤから各オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３までの距離に相当するものとなっている。
　なお、表示像ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３の虚像距離は、離散的であり、オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３までの現実の距離に対して常に正確に一致させるということはできない。ただし、表示像ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３の虚像距離と、オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３までの現実の距離との差が大きくなければ、運転者ＶＤの視点が動いても視差が生じにくく、オブジェクトＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３とフレーム枠ＨＷ１，ＨＷ２，ＨＷ３との配置関係を略維持することができる。
　図７Ａは、図４に対応し、図７Ｂは、図６中の表示像ＩＭ３又はフレーム枠ＨＷ３に対応し、図７Ｃは、図６中の表示像ＩＭ２又はフレーム枠ＨＷ２に対応し、図７Ｄは、図６中の表示像ＩＭ１又はフレーム枠ＨＷ１に対応している。図７Ａ～７Ｄより明らかなように、表示像ＩＭ１は、回転体１６ａの機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩが表示位置Ｐ１を中心とする所定範囲内の位置にあるときの表示像に対応する。同様に、表示像ＩＭ２は、回転体１６ａの機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩが表示位置Ｐ２を中心とする所定範囲内の位置にあるときの表示像に対応し、表示像ＩＭ３は、回転体１６ａの機能領域ＦＡ又は中間像ＴＩが表示位置Ｐ３を中心とする所定範囲内の位置にあるときの表示像に対応する。中間像ＴＩの移動を基準とする１周期でみた場合、順に、表示位置Ｐ１に対応する表示像ＩＭ１又はフレーム枠ＨＷ１が表示され、表示位置Ｐ２に対応する表示像ＩＭ２又はフレーム枠ＨＷ２が表示され、表示位置Ｐ３に対応する表示像ＩＭ３又はフレーム枠ＨＷ３が表示される。以上の１周期が視覚的に短ければ、表示像ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３の切替えが非常に速くなり、観察者である運転者ＶＤは、フレーム枠ＨＷ１，ＨＷ２，ＨＷ３を奥行きがある画像として同時に観察していると認識する。
　以上で説明したヘッドアップディスプレイ装置２００又は画像表示装置１００によれば、枠体１６ｂの外面（光射出面）６４ａが光軸ＡＸに対して傾斜しているので、太陽光のスポットが枠体１６ｂの外面（光射出面）６４ａ上に形成されても、枠体１６ｂからの戻り光ＳＬ１が本来の光路から逸れ、枠体１６ｂからの戻り光ＳＬ１がゴーストとして観察される可能性を低減することができる。
〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置について説明する。なお、第２実施形態のヘッドアップディスプレイ装置は第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図８Ａ及び８Ｂに示すように、拡散部１６の回転体１６ａは、光軸ＡＸに平行に延びる回転軸である基準軸ＳＸの周りにおいて、複数の離散的な支持体１６ａａ～１６ａｄに分割されている。これらの支持体１６ａａ～１６ａｄは、光軸ＡＸ方向に等しい厚みを有する。これらの支持体１６ａａ～１６ａｄには、矩形の拡散領域として中間スクリーン１９ａ～１９ｄがそれぞれ形成されている。中間スクリーン１９ａ～１９ｄは、第１実施形態の中間スクリーン１９とは形状が異なるが、中間スクリーン１９と同一の機能を有する。この場合、支持体１６ａａ～１６ａｄは、光軸ＡＸに垂直に延びる板状体であり、中心軸部６５の周りに形成された中央部１６ｃの側面に支持されている。中間スクリーン１９ａ～１９ｄは、支持体１６ａａ～１６ａｄに支持されて基準軸ＳＸ又は光軸ＡＸに垂直なＸＺ平面に平行に延びる。
　回転駆動部６４によって中心軸部６５を介して拡散部１６を回転させることで、回転体１６ａの支持体１６ａａ～１６ａｄやこれに形成した中間スクリーン１９ａ～１９ｄも基準軸ＳＸの周りに回転する。結果的に、中間スクリーン１９ａ～１９ｄは、その中心が光軸ＡＸ上に順次配置されるように、光軸ＡＸ周辺の有効領域ＥＡを横切るように移動し、中間像ＴＩの位置が光軸ＡＸ方向に段階的に移動する動作が繰り返される。このように、中間像ＴＩの位置を段階的に所定の周期で繰り返し移動させることで、第２光学系１７によって表示スクリーン２０の背後に形成される虚像としての表示像ＩＭと観察者である運転者ＶＤとの距離を大きく、又は小さくすることができる。以上では、拡散部１６に４つの中間スクリーン１９ａ～１９ｄを設けた場合を説明しているが、拡散部１６に２、３、又は５以上の中間スクリーンを設けることができる。拡散部１６に多数の中間スクリーンを設けることで投影距離をより細分化することができる。この場合、回転体１６ａにおいて、機能領域ＦＡが支持体１６ａａ～１６ａｄごとに重複なく離散的に設けられていることになる。
　第２実施形態の場合、中間スクリーン１９ａ～１９ｄは、基準軸（回転軸）ＳＸの周りに分離して配置された複数の支持体１６ａａ～１６ａｄ又はそれらの表面に対応する複数の区分領域上に形成され、回転駆動部（投影距離変更装置）６４は、中間スクリーン１９ａ～１９ｄを回転させることによって、中間像ＴＩの位置を段階的に変化させる。この場合、基準軸ＳＸの周りに分割して配置された中間スクリーン１９ａ～１９ｄを枠体１６ｂとともに回転させることで、中間像ＴＩの位置に応じて虚像の投影距離を段階的に変化させる動作を周期的に行うことができる。
〔その他〕
　以上では、具体的な実施形態としての表示装置について説明したが、本発明に係る表示装置は、上記のものには限られない。例えば上記第１実施形態では、回転体１６ａに単一の中間スクリーン１９を設けているが、回転体１６ａをそれぞれが螺旋面を有する複数部分に分割して、各部分に中間スクリーンを設けることができる。この場合、回転体１６ａの一回転で、投影距離の遠近を複数回繰り返すことができる。
　上記実施形態において、回転体１６ａに設定する機能領域ＦＡは、図３Ａに示すものに限らず、様々な配置等とすることができる。例えば、機能領域ＦＡは、回転体１６ａ上の重複した位置に設定する必要がなく、回転体１６ａ上の分離した所望の位置に設定することができる。
　上記実施形態において、表示像ＩＭの投影距離の分割数も、図６等に示す３つに限らず、用途に応じて４つ以上の様々な設定とすることができる。
　上記実施形態において、表示スクリーン２０の輪郭は、矩形に限らず、様々な形状とすることができる。
　回転体１６ａと枠体１６ｂとは、別体である必要はなく、枠体１６ｂ内の空間を何らかの部材で充填することもできる。この場合、拡散部１６中に中間スクリーン１９が埋め込まれて空間的に配置されたものとなる。
　上記実施形態において、第１光学系１５や第２光学系１７は、単なる例示であり、これら第１光学系１５及び第２光学系１７の光学的構成については適宜変更することができる。
　本発明の表示装置は、車その他の移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に限らず、３次元表示を行うヘッドマウント装置、ウェアラブルディスプレイ装置等に適用することができる。

Claims (8)

  1. 　画像を表示する表示素子と、
    　中間スクリーンと、
    　前記表示素子に形成された像を前記中間スクリーン上に中間像として投影する第１光学系と、
    　前記中間スクリーン上の前記中間像を虚像として拡大投影する第２光学系と、
    　前記中間スクリーン上の前記中間像を光軸方向に移動させる投影距離変更装置と、を備え、
    　前記中間スクリーンは、光透過性を有する光射出部材が設けられた中空の枠体に収納されて前記枠体とともに回転し、
    　前記枠体の前記光射出面は、光軸に対して傾斜しているヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記中間スクリーンは、回転軸の周りに配置された螺旋面上に形成され、
    　前記投影距離変更装置は、前記中間スクリーンを回転させることによって、前記中間像の位置を連続的に変化させる、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記中間スクリーンは、回転軸の周りに分離して配置された複数の区分領域上に形成され、
    　前記投影距離変更装置は、前記中間スクリーンを回転させることによって、前記中間像の位置を段階的に変化させる、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　前記光射出部材は、円錐形状を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記中間スクリーンは、透過型であり、枠体には、前記中間スクリーンを挟んで光射出部材に対向する光入射部材が設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　前記光入射部材は、平板である、請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 　前記光射出部材は、略一様な厚みを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 　前記光射出部材の傾斜角は、１０°～３０°である、請求項１～７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195406A (ja) * 1988-01-30 1989-08-07 Konica Corp 光ビーム偏向器
JPH0781136A (ja) * 1993-06-30 1995-03-28 Canon Inc 光源装置
JP2013073229A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Seiko Epson Corp 表示装置およびその駆動方法
US20140036374A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Microvision Inc. Bifocal Head-up Display System
JP2015158631A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社リコー 光量調整装置並びにこれを用いた光照射装置及び画像表示装置
WO2018079794A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 コニカミノルタ株式会社 虚像表示光学系及び画像表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195406A (ja) * 1988-01-30 1989-08-07 Konica Corp 光ビーム偏向器
JPH0781136A (ja) * 1993-06-30 1995-03-28 Canon Inc 光源装置
JP2013073229A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Seiko Epson Corp 表示装置およびその駆動方法
US20140036374A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Microvision Inc. Bifocal Head-up Display System
JP2015158631A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社リコー 光量調整装置並びにこれを用いた光照射装置及び画像表示装置
WO2018079794A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 コニカミノルタ株式会社 虚像表示光学系及び画像表示装置

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