JP2020008869A - On-vehicle display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両内の視認者がハーフミラー部を透してその前方に形成された虚像を目視できるように構成された車載用表示装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle display device configured so that a viewer in a vehicle can see a virtual image formed in front of the half mirror portion through the half mirror portion.
特許文献1と特許文献2に、ヘッドアップディスプレイ装置として使用される車載用表示装置に関する発明が記載されている。 Patent Literatures 1 and 2 disclose inventions relating to an in-vehicle display device used as a head-up display device.
特許文献1に記載された車載用表示装置は、映像投射器の前方に透過スクリーンである第一スクリーンと第二スクリーンが設けられており、第一スクリーンと第二スクリーンは、映像投影器からの距離が相違している。第一スクリーンと第二スクリーンの前方に凹面鏡の光学部が設けられている。映像投射器から投影された像が第一スクリーンと第二スクリーンのそれぞれに結像され、その像が光学部で反射されて、車両のウインドシールドやコンバイナーに投影される。 The on-vehicle display device described in Patent Literature 1 is provided with a first screen and a second screen which are transmission screens in front of an image projector, and the first screen and the second screen are provided from the image projector. The distance is different. An optical part of a concave mirror is provided in front of the first screen and the second screen. An image projected from the video projector is formed on each of the first screen and the second screen, and the images are reflected by the optical unit and projected on a windshield or a combiner of the vehicle.
第一スクリーンに結像された像と、第二スクリーンに結像された像はウインドシールドやコンバイナーの前方に虚像を形成し、車両の搭乗者がこの虚像を見ることになる。ただし、第一スクリーンと第二スクリーンの配置位置が相違しているため、この虚像は、車両の前方の異なる位置に存在しているように見える。 The image formed on the first screen and the image formed on the second screen form a virtual image in front of the windshield and the combiner, and the occupant of the vehicle sees this virtual image. However, since the arrangement positions of the first screen and the second screen are different, this virtual image appears to exist at different positions in front of the vehicle.
映像投射器には、赤色光源と緑色光源と青色光源、およびそれぞれの光源からの光が与えられる液晶ディスプレイが設けられている。さらに、映像投影器に可変焦点レンズが設けられている。映像投影器から第一スクリーンと第二スクリーンに対し映像が時分割されて投影されるが、第一スクリーンと第二スクリーンは映像投影器からの距離が相違しているため、前記可変焦点レンズが常に動作して、第一スクリーンと第二スクリーンの双方に合焦できるようにしている。 The image projector is provided with a red light source, a green light source, a blue light source, and a liquid crystal display to which light from each light source is applied. Further, the video projector is provided with a variable focus lens. The image is projected from the image projector to the first screen and the second screen in a time-division manner.However, since the first screen and the second screen are different in distance from the image projector, the varifocal lens is It is always running so that it can focus on both the first and second screens.
引用文献2に記載された車載用表示装置は、プロジェクタの前方に第1投射レンズと第2投射レンズとが設けられ、さらに前方に第1スクリーンと第2スクリーンが設けられている。第1投射レンズを経て第1スクリーンに投影される映像は、反射ミラーで反射されて車両前方の第1虚像となり、第2投射レンズを経て第2スクリーンに投影される映像は、反射ミラーで反射されて車両前方の第2虚像となる。 The on-vehicle display device described in Patent Literature 2 includes a first projection lens and a second projection lens provided in front of a projector, and a first screen and a second screen provided further in front of the projector. The image projected on the first screen via the first projection lens is reflected by the reflection mirror to become a first virtual image in front of the vehicle, and the image projected on the second screen via the second projection lens is reflected by the reflection mirror. Thus, a second virtual image ahead of the vehicle is formed.
第1投射レンズと第1スクリーンの位置は固定されているため、第1虚像の表示位置は固定されている。一方、第2スクリーンはモータによって光軸方向へ移動させられ、これに追従して第2投射レンズも光軸方向へ移動させられて、車両の前方において、第2虚像の表示位置が、第2スクリーンの移動に連動して前後に移動する。 Since the positions of the first projection lens and the first screen are fixed, the display position of the first virtual image is fixed. On the other hand, the second screen is moved in the optical axis direction by the motor, and the second projection lens is also moved in the optical axis direction following the motor, so that the display position of the second virtual image is shifted to the second position in front of the vehicle. Moves back and forth in conjunction with screen movement.
特許文献1に記載されている車載用表示装置は、車両走行時に、固定位置の第1虚像によって車両の現在車速などを表示し、第2虚像によって割り込み車両に対する警告表示が行われる。この警告表示では、割り込み車両を囲む枠が表示され、自分の車両と割り込み車両との距離に応じて第2スクリーンが前後し、警告表示である枠(第2虚像)の表示位置が、自車両と割り込み車両との距離に応じて前後に移動する。 The on-vehicle display device described in Patent Literature 1 displays the current vehicle speed of the vehicle using a first virtual image at a fixed position during traveling of the vehicle, and displays a warning for an interrupted vehicle using a second virtual image. In this warning display, a frame surrounding the interrupted vehicle is displayed, the second screen moves back and forth according to the distance between the own vehicle and the interrupted vehicle, and the display position of the warning display frame (second virtual image) is determined by the own vehicle. And move back and forth according to the distance between the vehicle and the interrupt.
特許文献1と特許文献2に記載された車載用表示装置は、いずれも車両の前方の異なる位置に形成された虚像を目視することができる。 Both of the on-vehicle display devices described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 can visually observe virtual images formed at different positions in front of the vehicle.
しかし、特許文献1に記載された車載用表示装置では、映像投射器から第一スクリーンと第二スクリーンに時分割で映像を投影し、さらに可変焦点レンズを常に動作させていなくてはならない。そのため、映像投射器が複雑な構造であり、映像投射器の制御も複雑である。 However, in the in-vehicle display device described in Patent Literature 1, it is necessary to project an image from the image projector to the first screen and the second screen in a time-division manner, and to always operate the variable focus lens. Therefore, the video projector has a complicated structure, and the control of the video projector is also complicated.
特許文献2に記載された車載用表示装置は、円形のレンズを2つに分割したものを第1投影レンズと第2投影レンズとしているが、円形のレンズを2つに分割した形状の投影レンズを製造するのは容易ではなく、高価なレンズを使用しなくてはならない。また、第1投影レンズと第2投影レンズは密着しており、プロジェクタから2つの投影レンズに投影光が与えられるため、第1投影レンズと第2投影レンズの位置を光軸方向へ相違させたときに、いずれかのレンズによりゴーストが形成されるおそれがある。 The on-vehicle display device described in Patent Literature 2 has a first projection lens and a second projection lens in which a circular lens is divided into two, but a projection lens in which a circular lens is divided into two. Is not easy to manufacture, and expensive lenses must be used. Further, since the first projection lens and the second projection lens are in close contact with each other and projection light is given to the two projection lenses from the projector, the positions of the first projection lens and the second projection lens are made different in the optical axis direction. Sometimes, a ghost may be formed by any of the lenses.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光学装置を複雑にすることなく、車両の前方の異なる位置に、虚像を安定して結像させることができる車載用表示装置を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides an in-vehicle display device capable of stably forming a virtual image at different positions in front of a vehicle without complicating an optical device. It is an object.
本発明は、透過型の中間像スクリーンと、前記中間像スクリーンに中間像を投影するとともに前記中間像をハーフミラー部に投影する画像投影部と、を有する車載用表示装置において、
前記中間像スクリーンが複数設けられて、それぞれの前記中間像スクリーンは前記画像投影部からの距離が相違しており、
少なくとも1つの前記中間像スクリーンと前記画像投影部との間に、光路長を補正する補正光学素子が配置されていることを特徴とするものである。
The present invention is directed to a vehicle-mounted display device having a transmission type intermediate image screen and an image projection unit that projects an intermediate image onto the intermediate image screen and projects the intermediate image onto a half mirror unit.
A plurality of the intermediate image screens are provided, and each of the intermediate image screens has a different distance from the image projection unit,
A correction optical element for correcting an optical path length is disposed between at least one of the intermediate image screen and the image projection unit.
本発明の車載用表示装置は、1つの前記中間像スクリーンが、前記画像投影部の合焦位置に配置され、他の前記中間像スクリーンと前記画像投影部との間に前記補正光学素子が設けられているものとして構成できる。 In the in-vehicle display device according to the present invention, one intermediate image screen is disposed at a focus position of the image projection unit, and the correction optical element is provided between the other intermediate image screen and the image projection unit. Can be configured.
例えば、他の前記中間像スクリーンは、合焦位置よりも前記画像投影部から離れた位置にあり、前記補正光学素子が、所定厚さの透光性部材である。 For example, the other intermediate image screen is located at a position farther from the image projection unit than the in-focus position, and the correction optical element is a translucent member having a predetermined thickness.
または、他の前記中間像スクリーンは、合焦位置よりも前記画像投影部から離れた位置にあり、前記補正光学素子が負のレンズである。 Alternatively, the other intermediate image screen is located at a position farther from the image projection unit than the in-focus position, and the correction optical element is a negative lens.
あるいは、他の前記中間像スクリーンは、合焦位置よりも前記画像投影部に接近した位置にあり、前記補正光学素子が正のレンズである。 Alternatively, the other intermediate image screen is located closer to the image projection unit than the in-focus position, and the correction optical element is a positive lens.
本発明の車載用表示装置は、前記画像投影部で投影できる画像の1画面の範囲内に、前記第1の中間像スクリーンと前記第2の中間像スクリーンが配置されているものとなる。 In the vehicle-mounted display device according to the present invention, the first intermediate image screen and the second intermediate image screen are arranged within a range of one screen of an image that can be projected by the image projection unit.
本発明の車載用表示装置は、画像投影部から複数の中間像スクリーンに中間像を結像し
ている。ここでは、画像投影部で形成できる中間像の表示可能領域(1画面の範囲:1フレーム領域)の中に複数の中間像スクリーンが存在し、それぞれの中間像スクリーンに、別々の画像が投影される。
The display device for vehicle according to the present invention forms an intermediate image on the plurality of intermediate image screens from the image projection unit. Here, a plurality of intermediate image screens exist in a displayable area of an intermediate image (a range of one screen: one frame area) which can be formed by the image projection unit, and different images are projected on each intermediate image screen. You.
また、それぞれの中間像スクリーンの位置が相違するため、中間像スクリーンを透過した像で、車両の前方の異なる位置に虚像を結像することができ、車両内の視認者は、それぞれの虚像を車両の前方の異なる位置に存在しているものとして認識できるようになる。 Further, since the positions of the respective intermediate image screens are different, virtual images can be formed at different positions in front of the vehicle with images transmitted through the intermediate image screen, and a viewer in the vehicle can view each virtual image. It can be recognized as existing at a different position in front of the vehicle.
しかも、画像投影部と中間像スクリーンの間に、光路長を補正する補正光学素子を配置することで、複数の中間像スクリーンのそれぞれに中間像を鮮明に結像することが可能になる。 In addition, by disposing a correction optical element for correcting the optical path length between the image projection unit and the intermediate image screen, it becomes possible to form an intermediate image clearly on each of the plurality of intermediate image screens.
図1には、本発明の実施の形態の車載用表示装置10が、車両の一例である自動車1に搭載された状態で示されている。
FIG. 1 shows a state in which an in-
自動車1は、ボンネット部2と天井部3との間にウインドシールドガラス4が装着されており、ウインドシールドガラス4で、車室空間5と、車両の前方の外部空間6とが仕切られている。ウインドシールドガラス4は湾曲しており、車室空間5にウインドシールドガラス4の内面4aが向けられ、前方の外部空間6にウインドシールドガラス4の外面4bが向けられている。図2に示す第1の実施の形態と図3に示す第2の実施の形態では、ウインドシールドガラス4が凹曲面を有するハーフミラー部として機能する。
In the automobile 1, a
なお、図4に示す第3の実施の形態と図5に示す第4の実施の形態では、コンバイナーがハーフミラー部として機能している。コンバイナーは、ウインドシールドガラス4よりも車室内側に配置される。
In the third embodiment shown in FIG. 4 and the fourth embodiment shown in FIG. 5, the combiner functions as a half mirror unit. The combiner is disposed closer to the vehicle interior than the
車室空間5には運転席7が設けられ、その前方にステアリングホイール8が設けられている。車室空間5の前方にダッシボード9が設けられており、このダッシュボード9の内部に、本発明の実施の形態の車載用表示装置10が埋め込まれて設けられている。車載用表示装置10は、いわゆるヘッドアップディスプレイ(HUD)装置である。
A driver's seat 7 is provided in the vehicle interior space 5, and a
以下、車載用表示装置10の光学部品の配置を実施の形態ごとに説明する。
図2に本発明の第1の実施の形態の車載用表示装置10Aの概略構造が示されている。
車載用表示装置10Aに、画像投影部(プロジェクタ)11が設けられている。画像投影部11は、画像生成部材12と投影レンズ13とを有している。画像生成部材12は、DLP(Digital Light Processing)素子(DLPは登録商標)である。DLP素子は、光源と、光源からの光を画素毎に制御するデジタルミラーデバイス(DMD)を備えている。また、三原色の光源を備え、またはカラーフィルターを備えることで多色表示の画像を生成することができる。
Hereinafter, the arrangement of the optical components of the in-
FIG. 2 shows a schematic structure of a vehicle-mounted
An image projection unit (projector) 11 is provided on the in-
投影レンズ13は、非球面の凸レンズで構成され、または複数のレンズを組み合わせて構成されている。
The
画像投影部11の前方に複数の中間像スクリーンが設けられている。以下の実施の形態では、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の2個の中間像スクリーンが設けられている。第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16は、透過スクリーンである。中間像スクリーン15,16は、マイクロレンズアレイやデフューザで構成される。
A plurality of intermediate image screens are provided in front of the
図2に示すように、画像投影部11から第1の中間像スクリーン15までの投影光軸Oに沿う距離は、画像投影部11から第2の中間像スクリーン16までの投影光軸Oに沿う距離よりも長くなっている。
As shown in FIG. 2, the distance along the projection optical axis O from the
第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16は、画像投影部11からの距離が相違しているが、この2つの中間像スクリーン15,16は、画像生成部材12で生成されて投影レンズ13で投影される中間像の画像の表示可能領域内、すなわち中間像の1画面の領域内(中間像の1フレーム領域内)に入るように配置されている。
The first
第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16は、図2の上下方向(Y方向)に位置ずれして配置されてもよいし、図2の紙面の直交する方向(X方向)に位置ずれして配置されてもよい。画像投影部11側から見たときに、第1の中間像スクリーン15の下端部と第2の中間像スクリーン16の上端部が接触していてもよい。あるいは、画像投影部11側から見たときに、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16が互いに離れていてもよい。また、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16は、面積が同じであってもよいし面積が相違してもよい。
The first
図6には、ウインドシールドガラス4の前方に形成される2つの虚像25a,25bの表示例が示されている。この表示例では、近方虚像25bを形成するための第1の中間像スクリーン15と、遠方虚像25aを生成するための第2の中間像スクリーン16の面積が相違し、さらに、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16がX方向とY方向の双方に離れて配置されている。
FIG. 6 shows a display example of two
画像投影部11では、この画像投影部11に接近した位置にある第2の中間像スクリーン16に合焦するように、投影レンズ13などが設計されている。そのため、画像投影部11と、これから離れた位置にある第1の中間像スクリーン15との間に、光路差を補正する補正光学素子17が配置されている。
In the
図2に示す補正光学素子17は、投影光軸Oに沿う方向に所定の厚さtを有するガラスまたは透明な合成樹脂などの透光性部材である。画像投影部11から第1の中間像スクリーン15までの距離と、画像投影部11から第2の中間像スクリーン16までの距離の差をΔLとし、補正光学素子17の屈折率をnとし、補正光学素子17の投影光軸Oに沿う方向の厚さをtとする。前記厚さtをt=ΔL・n/(n−1)とすることで、前記光路差ΔLを補正することができ、画像投影部11によって、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に中間像を鮮明に結像させることができる。
The correction
補正光学素子17として所定厚さtの当構成部材を使用することで、高価なレンズを使用する必要がなくなり、例えば、ユニット化された画像投影部11のカバー部材を補正光学素子17として使用することも可能である。
By using the component having the predetermined thickness t as the correction
ただし、図2の実施の形態において、離れた位置にある第1の中間像スクリーン15の
光路差を補正する補正光学素子17として凹レンズまたは凹レンズを含む複合レンズで構成された負のレンズが使用されて、第1の中間像スクリーン15と第2の中間層スクリーン16の双方を合焦させることができるようにしてもよい。
However, in the embodiment of FIG. 2, a negative lens constituted by a concave lens or a compound lens including a concave lens is used as the correction
図2に示すように、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の前方に、反射部材18が設けられている。反射部材18は、凹面鏡であり、反射機能と集光機能および画像の拡大機能を有する。
As shown in FIG. 2, a
前記ダッシボード9内に設けられている車載用表示装置10には、図2に示す画像投影部11と補正光学素子17と第1の中間像スクリーン15および第2の中間像スクリーン16、さらに反射部材18が収納されている。そして反射部材18が、車両のウインドシールドガラス4に下側から対面している。
The on-
自動車1に搭載された状態での車載用表示装置10Aの表示動作は以下の通りである。
画像投影部11では、DLP素子である画像生成部材12で中間像が生成され、投影レンズ13によって、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16に中間像が投影される。中間像は、画像投影部11で投影される画像の表示可能領域内において第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に投影される。すなわち、1画面の領域内(1フレームの範囲内)において、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16に中間像が投影される。
The display operation of the in-
In the
第1の中間像スクリーン15は、画像投影部11の合焦位置にあり、第2の中間像スクリーン16に対しては補正光学素子17で光路長が調整されて画像が投影されるために、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に中間像が鮮明に結像する。
The first
第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16を透過した表示光は、反射部材18で画像が拡大されながら全反射されて、ウインドシールドガラス4に向けられる。
The display light transmitted through the first
ウインドシールドガラス4はやや湾曲したハーフミラー部として機能する。反射部材18で全反射された光は、ウインドシールドガラスの内面4aで照射されて、光の一部が運転席7に着席している視認者(運転者)20の眼21に向けて集光される。その結果、眼21でウインドシールドガラス4の前方の外部空間6に虚像25を目視することが可能になる。虚像25の結像位置は投影レンズ13の焦点距離と反射部材18の曲率などで決められる。
The
第1の中間像スクリーン15から反射部材18を経てウインドシールドガラス4に至る投影経路L1は、第2の中間像スクリーン16から反射部材18を経てウインドシールドガラス4に至る投影経路L2よりも短くなっている。そのため、第1の中間像スクリーン15を透過し投影経路L1を経てウインドシールドガラス4に向けられた表示光によって、ウインドシールドガラス4から外部空間6の前方に接近した位置に近方虚像25bが結像する。また、第2の中間像スクリーン16を透過し、投影経路L2を経てウインドシールドガラス4に向けられた表示光によって、ウインドシールドガラス4から前方の外部空間6の離れた位置に遠方虚像25aが結像する。
The projection path L1 from the first
なお、車載用表示装置10に用いられる画像生成部材12としては、DLP素子の代わりに、LCOSなどの空間光学変調素子を使用したものであって、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16にホログラム画像を生成するものであってもよい。また、画像生成部材12として、MEMS素子で構成された微細なガルバノミラーを使用することができる。このガルバノミラーは、可視光レーザを縦横に走査することで1画面分(1フレーム分)の画像が生成される。
The
図6に遠方虚像25aと近方虚像25bの画像の表示例が示されている。
図6において、X方向は視認者20から見た左右方向であり、Y方向は視認者20から見た上下方向である。
FIG. 6 shows a display example of images of the far
In FIG. 6, the X direction is a horizontal direction as viewed from the
図6には、表示可能領域31が一転鎖線で囲まれた領域として示されている。この表示可能領域31は、画像投影部11によって投影される画像の1画面分(1フレーム分)に相当している。1画面分の表示可能領域31に遠方虚像25aと近方虚像25bを含ませることで、両虚像25a,25bを鮮明な画像とすることができる。
FIG. 6 shows the
図6に示す表示例では、遠方虚像25aが、ステアリングホイール8の中心を通って車両の前後方向に延びる中心線Fの前方延長線上に表示されている。これは視認者20が正面を見たときの視野範囲の中心に一致している。近方虚像25bは、前記中心線Fから外れた位置、すなわち視認者20が正面を見たときの視野範囲の中心から外れた位置にある。
In the display example shown in FIG. 6, the distant
また、視認者20が視認する近方虚像25bの表示領域の面積は、遠方虚像25aの表示領域の面積よりも小さくなっている。
Further, the area of the display area of the near
遠方虚像25aとして表示される情報の一例は、車両走行速度の表示41や、車両の進行指示を示す矢印表示42である。近方虚像25bとして表示される情報の一例は、カーナビゲーション表示43などである。あるいは、近方虚像25bに、ガソリン残量や電力残量を示すエネルギー表示、累計走行距離表示、エンジンの回転数表示(タコメータ表示)、時計表示、車内と車外の温度表示、シートベルト着用警告表示などを表示してもよい。
Examples of the information displayed as the distant
図3に本発明の第2の実施の形態の車載用表示装置10Bの概略構造が示されている。
以下の各実施の形態において、第1の実施の形態の車載用表示装置10Aと同じ構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
FIG. 3 shows a schematic structure of an in-vehicle display device 10B according to a second embodiment of the present invention.
In the following embodiments, the same components as those of the in-
図3に示す車載用表示装置10Bでは、第1の中間像スクリーン15が、画像投影部11による投影光の結像位置、すなわち合焦位置に配置されている。そして、第2の中間像スクリーン16と画像投影部11との間に光路長を補正する補正光学素子27として凸レンズや凸レンズを含む複合レンズで構成された正のレンズが使用されている。
In the in-vehicle display device 10B shown in FIG. 3, the first
この車載用表示装置10Bにおいても、画像投影部11からの距離が相違する第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に、合焦状態の鮮明な中間像を結像させることができる。
Also in the in-vehicle display device 10B, a clear intermediate image in a focused state is formed on both the first
図4に本発明の第3の実施の形態の車載用表示装置10Cの概略構造が示されている。
この車載用表示装置10Cは、車両の車室空間5内において、ウインドシールドガラス4よりも内側にハーフミラー部としてコンバイナー28が配置されている。コンバイナー28は、フレネルレンズとハーフミラーを組み合わせるなどの構造を有している。コンバイナー28は反射側に集光点を有しており、その結果、視認者20の眼21で、外部空間6の遠方虚像25aと近方虚像25bを見ることができる。
FIG. 4 shows a schematic structure of a vehicle-mounted display device 10C according to a third embodiment of the present invention.
In the in-vehicle display device 10C, a
画像投影部11の投影光軸Oは斜め上向きで、コンバイナー28に向けられている。第2の中間像スクリーン16は、画像投影部11の合焦位置に配置されており、第1の中間像スクリーン15は、第2の中間像スクリーン16よりも画像投影部11から前方へ離れた位置にある。そして、画像投影部11と第1の中間像スクリーン15との間に、図2に示したのと同じ補正光学素子17である透光性部材が配置されている。これにより、画像投影部11から投影される中間像が第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に合焦して結像できるようになる。
The projection optical axis O of the
なお、図4において、補正光学素子17とした負のレンズを用いてもよい。
図4に示す車載用表示装置10Cにおいても、第1の中間像スクリーン15に結像した中間像で近方虚像25bが形成され、第2の中間像スクリーン16に結像した中間像で遠方虚像25aが形成される。
In FIG. 4, a negative lens serving as the correction
In the in-vehicle display device 10C shown in FIG. 4 as well, a near
図5に本発明の第4の実施の形態の車載用表示装置10Dの概略構造が示されている。
この車載用表示装置10Dでは、第1の中間像スクリーン15が、画像投影部11の合焦位置にあり、画像投影部11と第2の中間像スクリーン16との間に補正光学素子27として図3の実施の形態と同じ正のレンズが設けられている。
FIG. 5 shows a schematic structure of an in-
In the in-
前記各実施の形態の車載用表示素子10は、画像投影部11で投影される画像の表示可能領域すなわち1画面領域(1フレーム領域)内に、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16が対向しているため、両中間像スクリーン15,16にほぼ同時に中間像を投影することができる。そのため、複数の中間像スクリーンに対して交互に映像を投影するなどの複雑な制御が不要になる。また、遠方虚像25aと近方虚像25bを形成するために画像投影部11と中間像スクリーン15,16の距離を変えた状態でも、補正光学素子17,27を使用することで、全ての中間像スクリーンに鮮明な中間像を生成することができる。
The on-
なお、前記実施の形態では、2個の中間像スクリーンが使用されているが、中間像スクリーンが3個以上使用されていてもよい。 In the above embodiment, two intermediate image screens are used, but three or more intermediate image screens may be used.
1 自動車
4 ウインドシールドガラス
5 車室空間
6 外部空間
10,10A,10B,10C,10D 車載用表示装置
11 画像投影部
12 画像生成部材
13 投影レンズ
15 第1の中間像スクリーン
16 第2の中間像スクリーン
17,27 補正光学素子
18 反射部材
20 視認者
25 虚像
25a 遠方画像
25b 近方画像
31 表示可能領域
Reference Signs List 1
本発明は、透過型の中間像スクリーンと、前記中間像スクリーンに中間像を投影するとともに前記中間像をハーフミラー部に投影する画像投影部と、を有する車載用表示装置において、
前記中間像スクリーンが複数設けられて、それぞれの前記中間像スクリーンは前記画像投影部からの距離が相違し、少なくとも1つの前記中間像スクリーンと前記画像投影部との間に、光路長を補正する補正光学素子が配置されており、
複数の前記中間像スクリーンが、前記画像投影部で投影できる画像の1画面の範囲内において、上下方向と左右方向の少なくとも一方で位置ずれしていることを特徴とするものである。
また、本発明は、透過型の中間像スクリーンと、前記中間像スクリーンに中間像を投影するとともに前記中間像をハーフミラー部に投影する画像投影部と、を有する車載用表示装置において、
前記中間像スクリーンが複数設けられて、それぞれの前記中間像スクリーンは前記画像投影部からの距離が相違し、少なくとも1つの前記中間像スクリーンと前記画像投影部との間に、光路長を補正する補正光学素子が配置されて、それぞれの前記中間像スクリーンによって前記ハーフミラーの前方に表示される複数の虚像の前記ハーフミラー部からの距離が互いに相違しており、
複数の前記虚像が、前記画像投影部で投影できる画像の1画面の範囲内において、上下方向と左右方向の少なくとも一方で位置ずれしていることを特徴とするものである。
The present invention is directed to a vehicle-mounted display device having a transmission type intermediate image screen and an image projection unit that projects an intermediate image onto the intermediate image screen and projects the intermediate image onto a half mirror unit.
Said intermediate image screen is provided with a plurality, each of the intermediate image screen is the distance differences from the image projection unit, between at least one of said intermediate image screen wherein the image projection unit, to correct the optical path length Correction optics are arranged,
A plurality of the intermediate image screens are displaced in at least one of a vertical direction and a horizontal direction within a range of one screen of an image that can be projected by the image projection unit .
In addition, the present invention is a transmission type intermediate image screen, and an image projection unit that projects an intermediate image onto the intermediate image screen and projects the intermediate image onto a half mirror unit,
A plurality of the intermediate image screens are provided, each of the intermediate image screens has a different distance from the image projection unit, and an optical path length is corrected between at least one of the intermediate image screens and the image projection unit. Correction optical elements are arranged, and distances from the half mirror portion of a plurality of virtual images displayed in front of the half mirror by the respective intermediate image screens are different from each other,
The plurality of virtual images are displaced in at least one of the vertical direction and the horizontal direction within a range of one screen of an image that can be projected by the image projection unit.
第2の中間像スクリーン16は、画像投影部11の合焦位置にあり、第1の中間像スクリーン15に対しては補正光学素子17で光路長が調整されて画像が投影されるために、第1の中間像スクリーン15と第2の中間像スクリーン16の双方に中間像が鮮明に結像する。
The second
Claims (6)
前記中間像スクリーンが複数設けられて、それぞれの前記中間像スクリーンは前記画像投影部からの距離が相違しており、
少なくとも1つの前記中間像スクリーンと前記画像投影部との間に、光路長を補正する補正光学素子が配置されていることを特徴とする車載用表示装置。 A transmission type intermediate image screen, and an image projection unit that projects the intermediate image onto the intermediate image screen and projects the intermediate image onto a half mirror unit,
A plurality of the intermediate image screens are provided, and each of the intermediate image screens has a different distance from the image projection unit,
A vehicle-mounted display device, wherein a correction optical element for correcting an optical path length is disposed between at least one of the intermediate image screen and the image projection unit.
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