JP2018010138A - 表示装置、投影装置、及び表示装置または投影装置を備えた移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る表示装置や投影装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の実施形態であるHUD1について説明する。
図1に示すように、HUD1は、自動車や航空機、船舶などの移動体に搭載される装置である。HUD1は、当該移動体の操縦者の視界内に情報を表示する。この「情報」とは、当該移動体の移動に関連する情報、当該移動体の動作に関連する情報等である。また、移動体の動作状態を報知する警報なども含まれる。
図1に示すように、HUD1は、入射光学系の例である光源部100と、走査光学系200と、観察光学系300と、を備えている。本実施形態では、HUD1を自動車に搭載した場合を例に用いて説明する。
光源部100は、虚像2の元になる中間像の形成に用いる光束を出射する。虚像2をカラー画像にするのであれば、光源部100からはカラー画像に必要な光の三原色に相当する光束が出射される。
走査光学系200は、光源部100から出射された光束に基づいて、像形成部22に中間像を形成する。
光偏向器20は、光源部100から出射される像形成用ビームを偏向走査し、像形成部22上を二次元偏向走査する像形成素子である。光偏向器20は、半導体プロセス等で微小揺動ミラー素子として作製されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーである。MEMSミラーは単一の微小なミラーである。MEMSミラーは、ミラー面を直交する2軸、すなわち主走査方向、副走査方向に対して揺動し、二次元走査を行う。
走査用ビームにより像形成部22を二次元偏向走査することで、中間像が形成される。なお、ここで作成された中間像は、カラーの二次元像である。本実施形態では、カラー画像を前提として説明するが、像形成部22においてモノクロの中間像を作成するものでもよい。
観察光学系300は、凹面ミラー31と、光コンバイナ32と、透過部材45と、を有してなる。
本実施の形態に係る透過部材45について説明する。比較例として透過部材145を用いる。
まず、比較例である透過部材145の凹面145bの形状について説明する。
比較例である透過部材145の凹面145bの形状は、放物線形状である。この比較例の透過部材145の凹面145bの放物線形状が有する放物線の軸(対称軸)を基準軸146とする。
次に、本実施の形態に係る透過部材45の凹面45bの形状について説明する。
放物線を描いた際の対称軸をこの凹面45bの基準軸46と定義すると、凹面45bの形状は、この描かれた放物線(基準軸46を対称軸とする放物線)よりも、基準軸46から離れるほど曲率が緩くなる非円弧形状である。
(式1)
cは近軸曲率、kはコーニック係数を表す。本実施の形態ではc=0.01、k=−1.15としており、十分な効果を得られている。
そして、反射光62の最小光束径はある程度大きさを有しているので、エネルギーが一点に集中することはなく、予期せぬ不具合が発生することはない。
22 像形成部
45 透過部材
46 基準軸
100 光源部
200 走査光学系
300 観察光学系
Claims (16)
- 表示する像を形成する光束を外部へ射出する開口部を備える表示装置であって、
前記開口部には、前記光束が透過する透過部材が設けられ、
前記透過部材の射出面側は凹面であり、
放物線を描いた際の対称軸を前記凹面の基準軸と定義すると、前記凹面の形状は、この放物線よりも、前記基準軸から離れるほど曲率が緩くなる非円弧形状である、表示装置。 - 前記凹面の形状は、この凹面と前記基準軸との交点が極値である、請求項1記載の表示装置。
- 前記表示装置が表示する像の垂直方向をY軸、水平方向をX軸、前記X軸と前記Y軸とで表現されるXY平面に垂直な軸をZ軸とし、前記像を見る観察者がいる側を+Z方向と定義すると、
前記透過部材における射出面は、YZ平面において凹面であり、
前記凹面の極値は、前記凹面において前記観察者と反対側の端部に近い側に位置する、請求項2記載の表示装置。 - 前記表示装置が表示する像の垂直方向をY軸、水平方向をX軸、前記X軸と前記Y軸とで表現されるXY平面に垂直な軸をZ軸とし、前記像を見る観察者がいる側を+Z方向と定義すると、
前記透過部材における射出面は、YZ平面において凹面であり、
前記透過部材は、前記凹面の基準軸が前記Y軸方向に対して+Z側に傾いて配置されている、請求項1乃至3のいずれかに記載の表示装置。 - 前記表示装置の外部からの光束が前記凹面に至る光路上に、前記外部からの光束の少なくとも一部が前記凹面へ至らないように遮光する遮光部材が配置されている、請求項1乃至4のいずれかに記載の表示装置。
- 移動体に搭載された請求項3記載の表示装置であって、
前記Y軸は前記移動体の高さ方向であり、前記X軸は前記移動体の横幅方向であり、前記Z軸は、前記移動体の長さ方向であり、
前記移動体のウインドシールドを光コンバイナとして、前記光コンバイナに前記表示装置が表示する像が表示され、
前記凹面の極値は、前記凹面において前記光コンバイナに近い側に位置する、表示装置。 - 移動体に搭載された請求項4記載の表示装置であって、
前記Y軸は前記移動体の高さ方向であり、前記X軸は前記移動体の横幅方向であり、前記Z軸は、前記移動体の長さ方向であり、
前記移動体のウインドシールドを光コンバイナとして、この光コンバイナにこの表示装置が表示する像が表示され、
前記透過部材は、前記凹面の基準軸が前記Y軸方向に対して、YZ平面において前記光コンバイナと反対側に傾いている、表示装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の表示装置を備えた移動体。
- 投影する像を形成する光束を外部へ射出する開口部を備える投影装置であって、
前記開口部には、前記光束が透過する透過部材が設けられ、
前記透過部材の射出面側は凹面であり、
放物線を描いた際の対称軸を前記凹面の基準軸と定義すると、前記凹面の形状は、この放物線よりも、前記基準軸から離れるほど曲率が緩くなる非円弧形状である、投影装置。 - 前記凹面の形状は、この凹面と前記基準軸との交点が極値である、請求項9記載の投影装置。
- 前記投影装置が投影する像の垂直方向をY軸、水平方向をX軸、前記X軸と前記Y軸とで表現されるXY平面に垂直な軸をZ軸とし、前記像を見る観察者がいる側を+Z方向と定義すると、
前記透過部材における射出面は、YZ平面において凹面であり、
前記凹面の極値は、前記凹面において前記観察者と反対側の端部に近い側に位置する、請求項10記載の投影装置。 - 前記投影装置が投影する像の垂直方向をY軸、水平方向をX軸、前記X軸と前記Y軸とで表現されるXY平面に垂直な軸をZ軸とし、前記像を見る観察者がいる側を+Z方向と定義すると、
前記透過部材における射出面は、YZ平面において凹面であり、
前記透過部材は、前記凹面の基準軸が前記Y軸方向に対して+Z側に傾いて配置されている、請求項9乃至11のいずれかに記載の投影装置。 - 前記投影装置の外部からの光束が前記凹面に至る光路上に、前記外部からの光束の少なくとも一部が前記凹面へ至らないように遮光する遮光部材が配置されている、請求項9乃至12のいずれかに記載の投影装置。
- 移動体に搭載された請求項11記載の投影装置であって、
前記Y軸は前記移動体の高さ方向であり、前記X軸は前記移動体の横幅方向であり、前記Z軸は、前記移動体の長さ方向であり、
前記移動体のウインドシールドを光コンバイナとして、前記光コンバイナに前記投影装置が投影する像が形成され、
前記凹面の極値は、前記凹面において前記光コンバイナに近い側に位置する、投影装置。 - 移動体に搭載された請求項12記載の投影装置であって、
前記Y軸は前記移動体の高さ方向であり、前記X軸は前記移動体の横幅方向であり、前記Z軸は、前記移動体の長さ方向であり、
前記移動体のウインドシールドを光コンバイナとして、前記光コンバイナに前記投影装置が投影する像が形成され、
前記透過部材は、前記凹面の基準軸が前記Y軸方向に対して、YZ平面において前記光コンバイナと反対側に傾いている、投影装置。 - 請求項9乃至13のいずれかに記載の投影装置を備えた移動体。
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- 2016-07-13 JP JP2016138658A patent/JP2018010138A/ja active Pending
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