JP2017226251A - 画像表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、第1反射光学素子の光路内への配置、および、光路外への退避を容易に行うことができる。
これにより、第1反射光学素子からの反射光を第2反射光学素子から所望の方向に反射させることができる。さらに、第2反射光学素子の角度を変えることができるため、第2状態においては、装置内への外光の入射を抑えることが可能となり、これにより、外光が入射することによるノイズ画像の発生を抑えることができる。
これにより、第2状態において、外光の入射に起因するノイズ画像の発生を抑えることができる。
これにより、筐体が1つになることからコストの低減となる。さらに、中間画像表示体と反射光学系を別個の筐体におさめる場合に発生する組み付け誤差を抑えることができるため、組み付け誤差に起因する、投影距離や投影位置のばらつきを抑えることが可能となる。
これにより、投影距離が異なる複数の画像を表示する第1状態と、投影距離が等しい情報を大画面で表示する第2状態とを低コストで容易に切換えることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を実現することができる。
<第1実施形態>
第1実施形態は、画像表示装置10と、この画像表示装置10における被投影体をウインドシールド50としたヘッドアップディスプレイ装置とに関する。図1は、第1実施形態に係る画像表示装置10およびヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示す側面図である。図2は、画像表示装置10の構成を示すブロック図である。図3は、ディフューザ12、第1ミラー21、第2ミラー22、および、駆動モータ23の配置を示す斜視図である。図4(A)は、第1状態における、ディフューザ12、第1ミラー21、および第2ミラー22の関係を示す側面図、図4(B)は、第2状態における、ディフューザ12、第1ミラー21、および第2ミラー22の関係を示す側面図である。図1および図3は、第1ミラー21が第1状態にあるとき、すなわち図4(A)に対応する状態を示している。また、図1、図3、および図4には、基準座標としてX−Y−Z座標が示されている。Z方向は、ディフューザ12の光軸12cの方向に沿っており、X−Y面はZ方向に直交する面である。
また、光学エンジン11は、ディフューザ12上に形成される画像に対応する、予めメモリ41に保存された制御データにしたがって駆動される。
なお、第1ミラー21と第2ミラー22の配置は、ディフューザ12からの出射光が、ディフューザ12にもどることなく、第1ミラー21、第2ミラー22の順に反射されて投影ミラー30へ入射すれば任意に設定可能である。
図4(A)に示すように、第1状態においては、ディフューザ12の出射面12aから垂直な方向(Z方向)に沿って出射するディフューザ12の出射光の光路P内に、第1ミラー21の反射面21rが配置され、かつ、第1ミラー21の反射面21rは、ディフューザ12の光軸12cに対して所定の角度をなしている。この所定の角度は、0よりも大きく90よりも小さな角度であって、第2ミラー22の位置と角度に合わせて設定され、本実施形態では、Y方向下方に配置された第2ミラー22の反射面22rと平行になるように設定されている。このような第1状態において、ディフューザ12からの出射光のうち、第1ミラー21に入射した光L11は反射面21rによって反射され、第2ミラー22に入射する。第2ミラー22に入射した光は、第2ミラー22の反射面22rで反射され、Z方向に沿った反射光L13として投影ミラー30へ入射する。
一方、第1ミラー21に入射しなかった光L21は投影ミラー30へ直接入射する。
上記第1実施形態においては、駆動モータ23によって第1ミラー21を回動軸21cを中心として回動させていたが、第1ミラー21の回動は、駆動モータ23以外のアクチュエータ、例えば、ばねやソレノイドを用いて行っても良い。
図5を参照しつつ、第2実施形態に係る画像表示装置について説明する。図5は、第2実施形態における、ディフューザ112、第1ミラー121、第2ミラー122、およびリンク部材125の関係を示す側面図である。図5では、第1ミラー121、第2ミラー122、およびリンク部材125の第1状態を実線で示し、第2状態を破線で示している。図5には、基準座標としてX−Y−Z座標が示されている。Z方向は、ディフューザ112の光軸112cの方向に沿っており、X−Y面はZ方向に直交する面である。
なお、第1ミラー121と第2ミラー122の配置は、ディフューザ112からの出射光が、ディフューザ112にもどることなく、第1ミラー121、第2ミラー122の順に反射されて投影ミラー30へ入射すれば任意に設定可能である。
一方、第1ミラー121に入射しなかった光L121は投影ミラー30へ直接入射する。
なお、その他の作用、効果、変形例は第1実施形態と同様である。
図6と図7を参照しつつ、第3実施形態に係る画像表示装置について説明する。図6は、第3実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。図7は、図6に示す筐体220の構成を示す斜視図である。図6では、第1状態における、ディフューザ212、第1ミラー221、および、第2ミラー222の関係を示しており、図7では、第2状態におけるディフューザ212、第1ミラー221、および、第2ミラー222の関係を示している。図6と図7には、基準座標としてX−Y−Z座標が示されている。Z方向は、ディフューザ212の光軸212cの方向に沿っており、X−Y面はZ方向に直交する面である。
また、筐体220には、X方向において互いに対向する2つの側面220c、220dが、Z方向に沿って延びるように設けられ、筐体220の外部から外光が入射することを防ぐ。
このような構成によって、筐体220内において、Z方向に沿って、ディフューザ212の出射面212aから開口部220pへ向かう光路が形成される。
なお、第1ミラー221と第2ミラー222は、それぞれを回動させるための駆動モータの動作を同期させることが好ましく、これにより、投影画像の切り替えを適切なタイミングで行うことが可能となる。
一方、第1ミラー221に入射しなかった光L221は第1投影ミラー231へ直接入射する。
なお、第1投影ミラー231と第2投影ミラー232の一方を、拡大機能を有しないミラーとしてもよい。また、3枚以上の凹面鏡やミラーによって投影光学系を構成してもよい。
なお、その他の作用、効果、変形例は第1実施形態と同様である。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
11 光学エンジン
12、112 ディフューザ
12a、112a 出射面
12c、112c 光軸
21、121 第1ミラー
21c、121c 回動軸
21g、121g 歯車
21r、121r 反射面
21w、121w カウンターウエイト
22、122 第2ミラー
22r、122r 反射面
23、123 駆動モータ
23c、123c 駆動軸
23g、123g 歯車
24 ダンパー部材
30 投影ミラー
30r 反射面
40 制御部
41 メモリ
50 ウインドシールド
51、52 虚像
121e、122e 端部
122c 回動軸
125 リンク部材
200b ベース部材
211 光学エンジン
212 ディフューザ
212a 出射面
212c 光軸
220 筐体
220p 開口部
221 第1ミラー
221c 回動軸
221r 反射面
222 第2ミラー
222c 回動軸
222r 反射面
231 第1投影ミラー
232 第2投影ミラー
Claims (6)
- 中間画像が形成される中間画像表示体と、
前記中間画像表示体からの出射光の光路の内外へ進退可能な第1反射光学素子、および、前記中間画像表示体からの出射光の光路外に配置された第2反射光学素子を有する反射光学系と、
前記第1反射光学素子を前記中間画像表示体からの出射光の光路内へ配置し、または、前記第1反射光学素子を前記光路外へ退避させる進退機構とを備え、
前記第1反射光学素子が前記光路内へ配置された第1状態では、前記中間画像表示体からの出射光の一部は、前記第1反射光学素子で反射され、その反射光は前記第2反射光学素子で反射されて投影光学系に入射し、さらに前記投影光学系によって被投影体に投影され、
前記第1反射光学素子が前記光路外へ退避した第2状態では、前記中間画像表示体からの出射光は、前記投影光学系に直接入射し、前記投影光学系によって前記被投影体に投影されることを特徴とする画像表示装置。 - 前記進退機構は、前記第1反射光学素子を回動させることにより、前記第1反射光学素子を前記光路内へ配置し、または、前記光路外へ退避させることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記第2反射光学素子は、前記反射光学素子の回動に連動し、前記第1反射光学素子の角度に対応した角度に設定されることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記反射光学系は、前記第2状態において、前記光路内への外光の入射を遮る角度とされていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記中間画像表示体と前記反射光学系は、1つの筐体内に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置を備え、
前記被投影体は、車両のウインドシールド、または、前記ウインドシールドの内側に配置されるコンバイナであることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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