JP2827759B2 - ヘッドアップディスプレー装置 - Google Patents
ヘッドアップディスプレー装置Info
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Description
プレーに関し、さらに詳しくは観察者の片目の至近距離
にコンバイナを設けたヘッドアップディスプレーに関す
る。
器からの光学像は反射させるコンバイナを用いて、表示
情報と外界の自然風景等の画像情報とを同一視野内で空
間的に重畳して観察するようにした装置が提供されてい
る。これらは一般にヘッドアップディスプレー装置と呼
ばれ、車両、航空機等の移動体に使用した場合には、前
方視界を見続けながら、各種情報をも得ることができる
ので、外界を常に視認することができ、急速な状況変化
を把握する上で有効であり、各方面で多用されている。
おいて、観察者の視程に設けられ、外界視界は透過さ
せ、表示部からの表示情報は反射させることにより、観
察者に対し前記外界視界と、前記表示情報とを同一視界
内にあらわすコンバイナ、を有するヘッドアップディス
プレーであって、観察者の至近距離に設けられた内凹面
コンバイナと、直接視認可能な前記表示部と、のみによ
り光学系を構成可能としたヘッドアップディスプレイを
提供した。
ィスプレーは、両目全面にコンバイナを有するものとな
っており、第三者から見るとフルフェイスのヘルメット
をかぶっているようなもので、観察者の表情が見ずら
く、またヘルメットの風防面をコンバイナとするような
構造は焦点調節機構としての空間を占有することも考慮
すると、大型で複雑なものになり、当然に高価になって
しまう。
成で、コンバイナが至近距離であっても有効に反射像の
焦点距離を調節することができるヘッドアップディスプ
レーを得ることを第1の目的とし、表示器による表示内
容を第3者が確認できる至近距離用ヘッドアップディス
プレーを得ることを第2の目的としている。
めに、本発明に係るヘッドアップディスプレー装置は、
観察者の片目の視程に設けられ、該視程内の外界視界は
透過させ、表示部からの表示情報は反射させることによ
り、観察者に対し前記外界視界と前記反射させた表示情
報とを同一視界内にあらわすコンバイナを有し、前記コ
ンバイナは、観察者の片目の至近距離に設けられ、観察
者側に内凹面形状を有し、前記表示部は、前記コンバイ
ナを通さずに観察者の略正面から視認可能な位置に配置
され、前記コンバイナと前記表示部のみから光学系が構
成された装置とした。
プディスプレー装置は、観察者の額に、バンド部をもっ
て固定される本体部と、前記本体部に固定された表示部
と、前記本体部に支持され、観察者の片目の視程に位置
し、外界視界は透過させ、前記表示部からの表示情報は
反射させることにより、観察者に対し前記外界視界と前
記反射させた表示情報とを同一視界内にあらわすコンバ
イナと、を有し、前記表示部と前記コンバイナのみから
光学系が構成されている。そして、前記コンバイナは、
観察者の片目の至近距離に設けられ、観察者側に内凹面
形状を有し、前記表示部は、前記コンバイナを通さず観
察者の略正面から視認可能な位置に配置される装置とし
た。
00mmの球面を有するハーフミラーとすることができ
る。なお、直接視認可能とは、表示器上に表示される像
を肉眼にて把握できることを意味し、投影膜、レンズ等
を要せずに視認できることである。ハーフミラーとは、
反射機能(鏡の作用)と透光機能(透明体の作用)とを
合わせ持つ薄面体であり、反射と透光との割合は50:
50を含む任意の値であり、例えば10:90でもよ
い。
(表示情報)は、コンバイナの内凹面にて反射される際
に焦点が伸び、遠方に表れた虚像として観察者の片目に
認識される。これにより外界視界との焦点が近接する。
また表示器からの像は、直接的に非観察者側から観察さ
れる。
ップディスプレー装置の一実施例を説明する。図1は構
成の概要であり、観察者の視点1の片目の視程の至近距
離にはコンバイナ3が設けられている。このコンバイナ
3はハーフミラーを構成しているので、視点1から外界
視界である景色5を透過させて視ることができる。一
方、表示器7からの像8は、コンバイナ3によって一部
が反射され、視点1に達する、この際にはコンバイナ3
の内凹面9によって、像8は焦点距離が伸ばされるの
で、視点1による焦点調整は、コンバイナ3が平面であ
る場合に比べ少なくすることができる。このため視点1
から景色5と像8とを同時に視る場合(合体像)でも、
表示器7とコンバイナ3との間に焦点調整のための装置
を必要としない。
be)、LCD(液晶ディスプレー)、LED(発光ダイ
オード)表示器、等、通常の発光型(または投光型)表
示器で良い。この際、表示器7とコンバイナ3との間に
焦点調整のための装置を必要としないので、外部視点1
0から、コンバイナ3を透過した表示器7からの像8を
確認することができる。尚、表示器7の取付位置、表示
器面積、明るさ、コンバイナ3との間隔、コンバイナ3
の反射率(透過率)視点1の位置等は、使用目的に応
じ、適宜選択決定すれば良い。この際、内凹面9の曲率
半径を80mmから150mmの球面とすることによ
り、好適なヘッドアップディスプレー装置を得ることが
できる。
察者の頭に装着した使用状態図を示す。ヘッドアップデ
ィスプレー装置1は観察者の額100に本体部2をあて
がいバンド部2aで頭110に巻着して装着される。像
8は表示器7に表示され、反射部6で反射して目120
に入るのである。図3にヘッドアップディスプレー装置
の平面図を示し、図4に同正面図を示し、図5は同側面
図である。本体部2内側は額の曲面にあわせた略U字状
になっており、額全体を覆い、本体底面の左右の耳側に
はスピーカ4が内蔵され、本体正面左側には下方に凹み
が設けられて、該凹みには表示器7があり、その左側に
はスイッチ6がある。本体内部には電子回路基板11が収
められており、表示器7に映し出す画像を外部から供給
されて生成する。バンド部2aの後頭部は電池ケース12
となっている。
曲面を内側にしたコンバイナ3が回動軸13に軸着されて
おり、コンバイナ3は回動軸にて前後左右に振ってコン
バイナの位置調整ができ、該コンバイナ3は硬質樹脂製
のハーフミラーである。コバイナ3は表示器7の手前下
方に位置させ、表示器5の像8を左眼で見ることができ
るようになっている。左眼前方には凹曲面のコンバイナ
3が位置しているので、凹みにある表示器7に表示され
る像8は左右逆転した像を反転して通常の像を見ること
になる。ここで凹曲面に映る虚像の焦点距離は長く延び
て実距離よりも遠くあるように見えるのである。
ら、外部の景色も見ることができ、左眼には景色5に像
8が浮き上がって見えるのである。図6及び図7は、図
1に於ける内凹面9の焦点延長作用を説明している。コ
ンバイナ23は平面であり、表示器7による像8の、虚
像26の焦点距離は、B+Cである。これはA+Bに等
しく、像25からの焦点距離は伸びることが無い。した
がって虚像26と景色5とを同一視界で確認するには、
視点1による焦点調整(目の焦点調整)が必要となり、
同一視は容易でない。
有している(すなわち本発明の場合)。したがって表示
器7による像8の、虚像36の焦点距離は、B+Cであ
る。これはA+Bより十分に長い。すなわち像8から視
点1までの焦点距離が、十分に伸びたことになる。した
がって虚像36と景色5とを同一視界で確認することが
できる。
ことにより、ワイヤレスヘッドアップディスプレー装置
とすることができ、今までに無いシミュレータ等の映像
装置とすることもできる。また、VR(仮想現実)体験
用の簡易表示装置としての使用も可能である。
の主旨を逸脱しない範囲に於て、目的、用途に応じ各種
変形例を持ち得るものである。
アップディスプレー装置によれば、(1)観察者の片目
の至近距離に設けられた内凹面コンバイナと、直接視認
可能な前記表示部と、のみにより光学系を構成可能であ
るので、複雑な焦点調整用等の光学系を必要とせず、し
たがって簡易、軽量、小型、安価なヘッドアップディス
プレー装置を得ることができる。(2)またコンバイナ
を観察者の片目の至近距離に設けることができるので、
観察者の視点変動が少なく、コンバイナ、表示器等の設
置、調整が容易となる。(3)表示器とコンバイナとの
間に光学系を要しないので、非観察者側から表示器の内
容を視認することができ、さらに観察者の他方の目は直
視することができ、調整等を容易になし得る、等の効果
を有する。
概要構成図である。
装着した使用状態図である。
る。
る。
る。
ある。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 観察者の片目の視程に設けられ、該視程
内の外界視界は透過させ、表示部からの表示情報は反射
させることにより、観察者に対し前記外界視界と、前記
反射させた表示情報とを同一視界内にあらわすコンバイ
ナ、を有するヘッドアップディスプレー装置であって、前記コンバイナは、 観察者の片目の至近距離に設けら
れ、観察者側に内凹面形状を有し、 前記表示部は、前記コンバイナを通さずに観察者の略正
面から視認可能な位置に配置され、 前記コンバイナと前記表示部のみから光学系が構成され
た、 ヘッドアップディスプレー装置。 - 【請求項2】 観察者の額に、バンド部をもって固定さ
れる本体部と、 前記本体部に固定された表示部と、 前記本体部に支持され、観察者の片目の視程に位置し、
外界視界は透過させ、前記表示部からの表示情報は反射
させることにより、観察者に対し前記外界視界と前記反
射させた表示情報とを同一視界内にあらわすコンバイナ
と、 を有し、前記表示部と前記コンバイナのみから光学系が
構成されたヘッドアップディスプレー装置であって、 前記コンバイナは、観察者の片目の至近距離に設けら
れ、観察者側に内凹面形状を有し、 前記表示部は、前記コンバイナを通さずに観察者の略正
面から視認可能な位置に配置される、 ヘッドアップディスプレー装置。
Priority Applications (9)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1992
- 1992-09-30 JP JP28664992A patent/JP2827759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH06118336A (ja) | 1994-04-28 |
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