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JP2018010138A - Display, projection device, and movable body including display or projection device - Google Patents

Display, projection device, and movable body including display or projection device Download PDF

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JP2018010138A
JP2018010138A JP2016138658A JP2016138658A JP2018010138A JP 2018010138 A JP2018010138 A JP 2018010138A JP 2016138658 A JP2016138658 A JP 2016138658A JP 2016138658 A JP2016138658 A JP 2016138658A JP 2018010138 A JP2018010138 A JP 2018010138A
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Japan
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axis
concave surface
moving body
image
display device
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JP2016138658A
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Japanese (ja)
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平川 真
Makoto Hirakawa
真 平川
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display in which light reflected by a transmission member is not condensed at a specific on point.SOLUTION: A display comprises an opening through which light beams forming an image to be displayed is emitted to the outside. The opening is provided with a transmission member through which the light beams pass; the transmission member has a concave surface on an emission surface side; when a symmetry axis when a parabola is drawn is defined as a reference axis of the concave surface, the shape of the concave surface is a non-circular-arc shape in which its curvature is reduced as being separated from the reference axis.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、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に関する。   The present invention relates to a display device, a projection device, and a moving body including the display device or the projection device.

表示装置や投影装置として、例えば、プロジェクタやヘッドアップディスプレイ(以下「HUD」という。)などが知られている。HUDは、自動車、航空機、船舶などの移動体に搭載され、操縦者に情報を視認させる装置である。   As display devices and projection devices, for example, projectors and head-up displays (hereinafter referred to as “HUD”) are known. The HUD is a device that is mounted on a moving body such as an automobile, an aircraft, or a ship, and allows the operator to visually recognize information.

表示装置及び投影装置は、像を形成する光を装置外部へ射出するための開口部を備える。そして開口部には、この開口部から装置内部への埃等の侵入を防ぐために、像を形成する光を透過する透過部材が設置されることが一般的である。つまり、透過部材は、防塵機能を兼ね備えた部材である。   The display device and the projection device include an opening for emitting light that forms an image to the outside of the device. In order to prevent dust and the like from entering the inside of the apparatus from the opening, a transmissive member that transmits light for forming an image is generally installed in the opening. That is, the transmissive member is a member having a dustproof function.

従来、表示装置の透過部材について、この透過部材を透過する光束と平行な断面において、射出面側の形状を凹面とするものが知られている。例えば、透過部材で反射した外来光がドライバーに到達しないように、この透過部材を透過する光束と平行な断面において射出面側の形状を凹面とするとともに透過部材の近傍に反射光を遮光するための遮光部材を備えた車両用表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a transmissive member of a display device is known in which a shape on the exit surface side is a concave surface in a cross section parallel to a light beam transmitted through the transmissive member. For example, in order to prevent extraneous light reflected by the transmission member from reaching the driver, the shape on the exit surface side is concave in the cross section parallel to the light beam transmitted through the transmission member, and the reflected light is shielded in the vicinity of the transmission member. 2. Description of the Related Art A vehicle display device having a light shielding member is known (see, for example, Patent Document 1).

ところで、放物線の軸(対称軸)と平行な平行光が入射すると、入射した光はこの軸上の一点に集光する。そのため、例えば射出面を放物線形状の凹面とした場合、射出面の外部から射出面に対して、射出面の形状である凹面の基準軸(放物線の軸(対称軸))と平行な平行光が入射すると、射出面で反射された反射光は、この軸上の一点に集光する。   By the way, when parallel light parallel to the parabola axis (symmetry axis) is incident, the incident light is collected at one point on this axis. Therefore, for example, when the exit surface is a parabolic concave surface, parallel light parallel to the reference axis (parabolic axis (symmetric axis)) of the concave surface, which is the shape of the exit surface, from the outside of the exit surface to the exit surface. When incident, the reflected light reflected by the exit surface is collected at one point on this axis.

ここで、太陽光は平行光と考えられる。そして、屋外で使用する表示措置や投影装置における開口部に設置された透過部材には、太陽光が入射する可能性がある。例えば、車のダッシュボードに搭載するHUDの場合、装置外部へ投光するための開口部はウインドシールドの近傍へ配置されることとなるので、開口部に設置された透過部材により太陽光が反射される可能性がある。そして、開口部に設置された透過部材により反射された太陽光が特定の一点に集光すると、エネルギーが一点に集中することになるので、予期せぬ不具合が発生することが懸念される。   Here, sunlight is considered as parallel light. And sunlight may enter the display member used outdoors and the transmissive member installed in the opening of the projection apparatus. For example, in the case of a HUD mounted on a dashboard of a car, an opening for projecting light to the outside of the device is arranged in the vicinity of the windshield, so that sunlight is reflected by a transmissive member installed in the opening. There is a possibility that. And if the sunlight reflected by the transmissive member installed in the opening is condensed at one specific point, the energy is concentrated at one point, so there is a concern that an unexpected failure may occur.

本発明は、透過部材により反射された光が特定の一点に集光しない表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a display device in which light reflected by a transmissive member is not collected at a specific point.

本発明に係る表示装置は、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、である。   The display device according to the present invention is a display device that includes an opening that emits a light beam that forms an image to be displayed to the outside, and the transmission member that transmits the light beam is provided in the opening. The exit surface side is a concave surface, and if the axis of symmetry when a parabola is drawn is defined as the reference axis of the concave surface, the shape of the concave surface is a non-circular arc whose curvature becomes looser as it is farther from the reference axis than the parabola. A display device having a shape.

本発明によれば、表示装置において透過部材により反射された光が特定の一点に集光することがない。   According to the present invention, the light reflected by the transmissive member in the display device does not collect at a specific point.

本発明に係る装置の実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows embodiment of the apparatus which concerns on this invention. 比較例における透過部材の凹面と本実施の形態に係る透過部材の凹面とを、xy平面上で重ねて示した図である。It is the figure which showed the concave surface of the transparent member in a comparative example, and the concave surface of the transparent member which concerns on this Embodiment on the xy plane. 本実施の形態に係る透過部材の凹面の形状をxy平面で示した図である。It is the figure which showed the shape of the concave surface of the permeation | transmission member which concerns on this Embodiment on xy plane. (a)比較例における透過部材の凹面に入射する太陽光、太陽光が凹面を透過した透過光、太陽光が凹面により反射された反射光の様子を示す図である、(b)図2(a)の太陽光が凹面により反射された反射光の光路の一部を拡大した拡大図である、(c)本実施の形態に係る透過部材の凹面に入射する太陽光、太陽光が凹面を透過した透過光、太陽光が凹面により反射された反射光の様子を示す図である、(d)図2(c)の太陽光が凹面により反射された反射光の光路の一部を拡大した拡大図である。(A) It is a figure which shows the mode of the sunlight which injects into the concave surface of the transmissive member in a comparative example, the transmitted light which sunlight permeate | transmitted the concave surface, and the reflected light which sunlight reflected by the concave surface, (b) FIG. It is the enlarged view which expanded a part of optical path of the reflected light in which the sunlight of a) was reflected by the concave surface, (c) The sunlight and sunlight which are incident on the concave surface of the transmission member according to the present embodiment It is a figure which shows the mode of the reflected light which permeate | transmitted the transmitted light and sunlight reflected by the concave surface, (d) Part of the optical path of the reflected light which the sunlight of FIG.2 (c) reflected by the concave surface was expanded. It is an enlarged view. (a)本発明の実施形態であるHUDが備える透過部材の配置を示す図、(b)比較例2におけるHUDが備える透過部材の配置を示す図である。(A) The figure which shows arrangement | positioning of the permeation | transmission member with which HUD which is embodiment of this invention is provided, (b) The figure which shows arrangement | positioning of the permeation | transmission member with which HUD in the comparative example 2 is provided. (a)本実施の形態として、凹面の基準軸を、YZ平面において、+Z側に傾けて配置した様子を示した図である、(b)比較例3として、凹面の基準軸を、YZ平面において、+Z側に傾けないで配置した様子を示した図である。(A) It is the figure which showed a mode that the concave reference axis was inclined and arrange | positioned in the + Z side in the YZ plane as this Embodiment. (B) As a comparative example 3, the concave reference axis is set to the YZ plane. FIG. 3 is a diagram showing a state in which they are arranged without tilting to the + Z side. 太陽光が透過部材の凹面に至る光路上に、遮光部材を設けた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the light-shielding member was provided on the optical path where sunlight reaches the concave surface of a transmissive member.

●表示装置(1)●
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。
● Display device (1) ●
Hereinafter, embodiments of a display device and a projection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, HUD1 which is embodiment of this invention is demonstrated.

●表示装置の概要
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。
Overview of Display Device As shown in FIG. 1, the HUD 1 is a device that is mounted on a moving body such as an automobile, an aircraft, or a ship. The HUD 1 displays information within the field of view of the operator of the moving body. This “information” is information related to the movement of the moving object, information related to the operation of the moving object, and the like. Also included are alarms for notifying the operating state of the moving body.

HUD1は、後述する像形成部に中間像を形成し、操縦者の視界に投射することで、中間像に対応する虚像2を視認させる装置である。   The HUD 1 is a device that forms an intermediate image in an image forming unit, which will be described later, and projects the image onto the driver's field of view, thereby visually recognizing the virtual image 2 corresponding to the intermediate image.

ここで、本発明に係る実施形態の説明に共通して用いる3次元直交座標系を説明する。図1に示すように、観察者3の視野方向である移動体の前進方向をZ軸とする。この場合、虚像2から観察者3へ向かう方向、すなわち移動体の後退方向を+Z方向とし、観察者3の視線方向、すなわち移動体の前進方向を−Z方向とする。観察者3の視野の左右方向をX方向とする。この場合、観察者3の右方向、すなわち紙面奥方向を+X方向とし、観察者3の左方向、すなわち紙面手前方向を−X方向、とする。また観察者3の視野の上下方向をY方向とする。観察者3の上方向を+Y方向とし、観察者3の下方向を−Y方向とする。   Here, a three-dimensional orthogonal coordinate system used in common with the description of the embodiment according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the forward direction of the moving body, which is the visual field direction of the observer 3, is the Z axis. In this case, the direction from the virtual image 2 toward the observer 3, that is, the backward direction of the moving body is defined as the + Z direction, and the line-of-sight direction of the observer 3, that is, the forward direction of the moving body is defined as the -Z direction. The left-right direction of the visual field of the observer 3 is defined as the X direction. In this case, the right direction of the viewer 3, that is, the depth direction on the paper surface is defined as the + X direction, and the left direction of the viewer 3, that is, the front side of the paper surface is defined as the −X direction. The vertical direction of the visual field of the observer 3 is defined as the Y direction. The upward direction of the observer 3 is defined as + Y direction, and the downward direction of the observer 3 is defined as -Y direction.

以上をまとめて言い換えると、本発明に係る実施形態の説明に用いる移動体を自動車とした場合に、自動車の幅方向をX方向、自動車の高さ方向をY方向、自動車の長さ方向をZ方向とする。観察者3からみて左手方向が−X方向であって、右手方向が+X方向である。観察者3からみて上方向が+Y方向である。自動車の後退方向、すなわち後方が+Z方向であって、進行方向すなわち前方が−Z方向である。   In other words, when the mobile body used for the description of the embodiment according to the present invention is an automobile, the width direction of the automobile is the X direction, the height direction of the automobile is the Y direction, and the longitudinal direction of the automobile is Z. The direction. From the viewpoint of the observer 3, the left hand direction is the -X direction, and the right hand direction is the + X direction. The upward direction when viewed from the observer 3 is the + Y direction. The backward direction of the automobile, that is, the rear is the + Z direction, and the traveling direction, that is, the front is the -Z direction.

●表示装置の構成
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。
Configuration of Display Device As shown in FIG. 1, the HUD 1 includes a light source unit 100 that is an example of an incident optical system, a scanning optical system 200, and an observation optical system 300. In the present embodiment, a case where the HUD 1 is mounted on an automobile will be described as an example.

●光源部100の概要
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。
Outline of the light source unit 100 The light source unit 100 emits a light beam used for forming an intermediate image from which the virtual image 2 is based. If the virtual image 2 is to be a color image, a light beam corresponding to the three primary colors of light necessary for the color image is emitted from the light source unit 100.

光源部100は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3種のレーザー光束を合成して像形成用ビームを出力する。像形成用ビームは、光偏向器20の反射面に照射される。   The light source unit 100 synthesizes three kinds of laser light beams of R (red), G (green), and B (blue) and outputs an image forming beam. The image forming beam is applied to the reflecting surface of the optical deflector 20.

各色のレーザー光束は、表示対象である「二次元のカラー画像」に係る画像信号に応じて、または、当該画像情報を示す画像データに応じて強度変調される。このレーザー光束の強度変調は、各色の半導体レーザーを直接変調する方式、すなわち直接変調方式でも良いし、各色の半導体レーザーから出射されたレーザー光束を変調する方式、すなわち外部変調方式でも良い。すなわち、各半導体レーザー素子は、それぞれを駆動する駆動手段によって、R、G、Bの各色成分の画像信号により発光強度を変調された各色のレーザー光を出射する。   The laser beam of each color is intensity-modulated according to an image signal related to a “two-dimensional color image” to be displayed or according to image data indicating the image information. The intensity modulation of the laser beam may be a method of directly modulating the semiconductor laser of each color, that is, a direct modulation method, or a method of modulating the laser beam emitted from the semiconductor laser of each color, that is, an external modulation method. That is, each semiconductor laser element emits a laser beam of each color whose emission intensity is modulated by an image signal of each color component of R, G, and B by a driving unit that drives each semiconductor laser element.

なお、各レーザー素子には、上記のような半導体レーザー素子に代えて端面発光レーザーと呼ばれるレーザーダイオード(LD)を用いることができる。また、端面発光レーザーに代えて、面発光レーザーを用いることもできる。さらに、各レーザー素子にはLED素子を用いてもよい。   For each laser element, a laser diode (LD) called an edge emitting laser can be used instead of the semiconductor laser element as described above. Further, a surface emitting laser can be used instead of the edge emitting laser. Further, an LED element may be used for each laser element.

光源部100は、図1では光軸がYZ平面上において斜め下に向くように設置されていたが、これに限られるものではない。光源部100の設置位置に応じて、走査光学系200及び観察光学系300の各部品の位置や角度は異なる。   In FIG. 1, the light source unit 100 is installed so that the optical axis is obliquely downward on the YZ plane. However, the light source unit 100 is not limited to this. The positions and angles of the components of the scanning optical system 200 and the observation optical system 300 differ depending on the installation position of the light source unit 100.

●走査光学系200の概要
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。
Overview of Scanning Optical System 200 The scanning optical system 200 forms an intermediate image on the image forming unit 22 based on the light beam emitted from the light source unit 100.

走査光学系200は、光偏向器20と、走査ミラー21と、像形成部22と、を有してなる。   The scanning optical system 200 includes an optical deflector 20, a scanning mirror 21, and an image forming unit 22.

●光偏向器20の概要
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。
Overview of Optical Deflector 20 The optical deflector 20 is an image forming element that deflects and scans an image forming beam emitted from the light source unit 100 and performs two-dimensional deflection scanning on the image forming unit 22. The optical deflector 20 is a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror manufactured as a micro oscillating mirror element by a semiconductor process or the like. The MEMS mirror is a single minute mirror. The MEMS mirror swings with respect to two axes orthogonal to the mirror surface, that is, the main scanning direction and the sub-scanning direction, and performs two-dimensional scanning.

光偏向器20として用いることができる像形成素子は、上記の例に限るものではない。例えば、1軸を中心として揺動又は回動する2枚のミラーから成るミラー系であってもよい。また、光偏向器20は、微小なミラーの集合体で構成され、各微小ミラーが互いに直交する2軸を用いて揺動するように構成された微小揺動ミラー素子(DMD:Digital Micromirror Device,Texas Instruments社)であってもよい。また、光偏向器20として用いる像形成素子として、透過型液晶パネルを含む透過液晶型素子や、反射型液晶パネルを含む液晶デバイスである反射液晶型素子などを用いてもよい。   The image forming element that can be used as the optical deflector 20 is not limited to the above example. For example, a mirror system composed of two mirrors that swing or rotate about one axis may be used. The optical deflector 20 is composed of an assembly of minute mirrors, and each minute mirror is oscillated using two axes orthogonal to each other. The minute oscillating mirror element (DMD: Digital Micromirror Device, Texas Instruments). Further, as the image forming element used as the optical deflector 20, a transmissive liquid crystal element including a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal element that is a liquid crystal device including a reflective liquid crystal panel, or the like may be used.

光偏向器20において像形成用ビームが二次元的に偏向されると、偏向されたビームは走査ミラー21によって反射され、走査用ビームとして像形成部22に入射する。   When the image forming beam is deflected two-dimensionally in the optical deflector 20, the deflected beam is reflected by the scanning mirror 21 and enters the image forming unit 22 as a scanning beam.

走査用ビームは、像形成部22上において主走査方向と副走査方向に走査される。すなわち、光偏向器20は走査用ビームを二軸偏向しており、主走査方向に関しては正弦波振動を、副走査方向に関しては鋸波振動をすることで、像形成部22を二次元的に偏向走査する。   The scanning beam is scanned on the image forming unit 22 in the main scanning direction and the sub-scanning direction. That is, the optical deflector 20 deflects the scanning beam biaxially, and the image forming unit 22 is two-dimensionally formed by performing sinusoidal vibration in the main scanning direction and sawtooth vibration in the sub-scanning direction. Perform deflection scanning.

●像形成部22の概要
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。
Outline of Image Forming Unit 22 An intermediate image is formed by two-dimensional deflection scanning of the image forming unit 22 with a scanning beam. The intermediate image created here is a color two-dimensional image. In the present embodiment, a color image is assumed. However, a monochrome intermediate image may be created in the image forming unit 22.

なお、走査用ビームによる二次元偏向走査の各瞬間において像形成部22に形成される中間像は「走査用ビームが、その瞬間に照射している画素のみ」である。したがって、上記の二次元像は、走査用ビームの二次元的な走査によって「各瞬間に表示される画素の集合」として作成される。   Note that the intermediate image formed in the image forming unit 22 at each moment of the two-dimensional deflection scanning by the scanning beam is “only the pixel irradiated with the scanning beam at that moment”. Therefore, the above-described two-dimensional image is created as “a set of pixels displayed at each moment” by two-dimensional scanning of the scanning beam.

像形成部22は、微細な凸レンズが二次元的に配列されているマイクロレンズアレイであって、この微細凸レンズに入射した走査用ビームが出射面から拡散して出射される。像形成部22の走査は、例えば、主走査方向は高速で走査されて、副走査方向は低速で走査されるラスタースキャンである。走査された像形成部22から出射される拡散光によって中間像が形成される。すなわち、中間像は、像形成部22の出射面側(観察光学系300側)に現れる。   The image forming unit 22 is a microlens array in which fine convex lenses are two-dimensionally arranged, and a scanning beam incident on the fine convex lenses is diffused and emitted from the emission surface. The scanning of the image forming unit 22 is, for example, a raster scan in which the main scanning direction is scanned at a high speed and the sub scanning direction is scanned at a low speed. An intermediate image is formed by the diffused light emitted from the scanned image forming unit 22. That is, the intermediate image appears on the exit surface side (observation optical system 300 side) of the image forming unit 22.

なお、像形成部22として用いる光学素子は、上記の例に限ることはなく、透過スクリーン、拡散板、反射スクリーンなどを採用してもよい。また、複数のマイクロレンズを1次元配列したもの、又は3次元配列したものを用いることもできる。   The optical element used as the image forming unit 22 is not limited to the above example, and a transmission screen, a diffusion plate, a reflection screen, or the like may be employed. A plurality of microlenses arranged one-dimensionally or three-dimensionally arranged can also be used.

●観察光学系300の構成
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。
Configuration of Observation Optical System 300 The observation optical system 300 includes a concave mirror 31, an optical combiner 32, and a transmission member 45.

走査光学系200において形成される中間像は、反射光学素子である凹面ミラー31において拡大されて投射される。拡大投射される中間像は、透過部材45を透過して、光コンバイナ32で観察者3に向けて反射される。   The intermediate image formed in the scanning optical system 200 is enlarged and projected on the concave mirror 31 that is a reflection optical element. The intermediate image to be enlarged and projected is transmitted through the transmission member 45 and reflected by the optical combiner 32 toward the observer 3.

透過部材45は、像を形成する光束を透過させる部材であるとともに、装置内部への埃の侵入を防ぐ防塵部材としても機能する。透過部材45は、この透過部材45を透過する光束と平行な断面において、入射面側(凹面ミラー31側)が凸面45a、射出面側(光コンバイナ32側)が凹面45bとなっている。走査光学系200からの光束は、透過部材45の凸面45a側から凹面45b側へ透過する。   The transmissive member 45 is a member that transmits a light beam that forms an image, and also functions as a dust-proof member that prevents dust from entering the apparatus. The transmissive member 45 has a convex surface 45a on the incident surface side (concave mirror 31 side) and a concave surface 45b on the exit surface side (optical combiner 32 side) in a cross section parallel to the light beam transmitted through the transmissive member 45. The light beam from the scanning optical system 200 is transmitted from the convex surface 45a side of the transmission member 45 to the concave surface 45b side.

光コンバイナ32には、太陽光等の外部光も入射する。光コンバイナ32を透過した太陽光等の外部光のうち、一部の光束は透過部材45へ入射する。透過部材45へ入射した一部の光束は凹面45b側から凸面45a側へ透過し、残りの光束は凹面45bで反射される。透過部材45の凹面45bの形状については、後述する。   External light such as sunlight also enters the optical combiner 32. Of the external light such as sunlight transmitted through the optical combiner 32, a part of the light flux enters the transmission member 45. A part of the light beam incident on the transmission member 45 is transmitted from the concave surface 45b side to the convex surface 45a side, and the remaining light beam is reflected by the concave surface 45b. The shape of the concave surface 45b of the transmission member 45 will be described later.

光コンバイナ32は、中間像を観察者3に向けて反射し、観察者3に虚像2を視認させる素子である。   The optical combiner 32 is an element that reflects the intermediate image toward the observer 3 and causes the observer 3 to visually recognize the virtual image 2.

本実施形態では、光コンバイナ32としてフロントウインドシールド50、いわゆるフロントガラスを用いている。また、専用の光コンバイナ32を観察者3の視界内に配置してもよい。   In the present embodiment, a front windshield 50, a so-called windshield, is used as the optical combiner 32. In addition, a dedicated optical combiner 32 may be disposed in the field of view of the observer 3.

光コンバイナ32において中間像が反射されると、運転席にいる観察者3の視覚には、光コンバイナ32の物理的な位置とは異なる位置、ここでは観察者3から離れる方向の位置に、虚像2が現れる。すでに説明したとおり、虚像2において観察者3に認知される情報は、例えば、自動車の動作や運転に関連する情報であって、より具体的には、自動車の速度や走行距離、行き先表示等のナビゲーション情報等である。   When the intermediate image is reflected by the optical combiner 32, the observer 3 in the driver's seat sees a virtual image at a position different from the physical position of the optical combiner 32, in this case, in a direction away from the observer 3. 2 appears. As already described, the information recognized by the observer 3 in the virtual image 2 is, for example, information related to the operation or driving of the automobile, and more specifically, the speed, travel distance, destination display, etc. of the automobile. Navigation information and the like.

一般的に中間像が投射される光コンバイナ32としてのフロントウインドシールド50は、平面ではない。したがって、投射される中間像に係る光束は、平面ではない面に投射される。   In general, the front windshield 50 as the optical combiner 32 on which the intermediate image is projected is not a plane. Therefore, the light flux related to the projected intermediate image is projected onto a surface that is not a flat surface.

すなわち、現れる虚像2は、フロントウインドシールド50の形状に即して歪む。そこで、この歪みを補正するために、単一の凹面ミラー31の形状は工夫されている。例えば、凹面ミラー31は、中間像の水平線が上または下に凸形状になる光学歪み要素を補正する反射面を有している。凹面ミラー31は、反射面によって虚像2の歪みが補正される位置に配置される。   That is, the appearing virtual image 2 is distorted according to the shape of the front windshield 50. Therefore, in order to correct this distortion, the shape of the single concave mirror 31 is devised. For example, the concave mirror 31 has a reflecting surface that corrects an optical distortion element in which the horizontal line of the intermediate image is convex upward or downward. The concave mirror 31 is disposed at a position where the distortion of the virtual image 2 is corrected by the reflecting surface.

凹面ミラー31と光コンバイナ32によって、観察者3は、中間像を視野内の広い領域に虚像2として視認する。これによって、観察者3が頭を少々動かしたり、視点を動かしたりしても虚像2を確実に視認できる。   By the concave mirror 31 and the optical combiner 32, the observer 3 visually recognizes the intermediate image as a virtual image 2 in a wide area in the field of view. Thereby, even if the observer 3 moves his head a little or moves the viewpoint, the virtual image 2 can be reliably recognized.

なお、観察者3の視点は、単に基準となる視点位置、すなわち基準アイポイントを示している。観察者3の視点範囲は、自動車の運転者アイレンジ(JIS D0021)と同等かそれ以下である。   The viewpoint of the observer 3 simply indicates a reference viewpoint position, that is, a reference eye point. The viewpoint range of the observer 3 is equal to or less than the driver's eye range (JIS D0021) of the automobile.

●透過部材45の構成
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。
● Configuration of Transmission Member 45 The transmission member 45 according to the present embodiment will be described. A transmission member 145 is used as a comparative example.

比較例である透過部材145の機能と本実施の形態に係る透過部材45の機能とは同じである。また、透過する光束と平行な断面の形状について、入射面側が凸面であり射出面側が凹面であるという点も同じである。   The function of the transmissive member 145 as a comparative example is the same as the function of the transmissive member 45 according to the present embodiment. Further, the shape of the cross section parallel to the transmitted light beam is the same in that the incident surface side is a convex surface and the exit surface side is a concave surface.

ただし、図3に示すように、比較例である透過部材145と透過部材45とは、凹面の形状が異なる。
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。
However, as shown in FIG. 3, the transmissive member 145 and the transmissive member 45, which are comparative examples, have different concave shapes.
First, the shape of the concave surface 145b of the transmission member 145 as a comparative example will be described.
The shape of the concave surface 145b of the transmissive member 145 as a comparative example is a parabolic shape. The parabola axis (symmetric axis) of the parabolic shape of the concave surface 145 b of the transmission member 145 of this comparative example is defined as a reference axis 146.
Next, the shape of the concave surface 45b of the transmissive member 45 according to the present embodiment will be described.
If the axis of symmetry when the parabola is drawn is defined as the reference axis 46 of the concave surface 45b, the shape of the concave surface 45b is farther from the reference axis 46 than the drawn parabola (a parabola having the reference axis 46 as the symmetry axis). It is a non-circular arc shape that the curvature becomes so gentle.

凹面45bの形状を、数式を用いて説明する。xy平面上で凹面形状を定義し、基準軸46はy軸上にあるものとする。xy平面に垂直な方向をz軸とする。(図8参照)なお、既述した移動体の3次元直交座標系と区別するために、移動体の3次元直交座標系は大文字で表現し、この透過部材45の説明では小文字で表現する。   The shape of the concave surface 45b will be described using mathematical expressions. A concave shape is defined on the xy plane, and the reference axis 46 is on the y axis. The direction perpendicular to the xy plane is taken as the z axis. In addition, in order to distinguish from the three-dimensional orthogonal coordinate system of the moving body described above, the three-dimensional orthogonal coordinate system of the moving body is expressed in capital letters, and in the description of the transmitting member 45, it is expressed in lower case letters.

上記xyz座標系において、凹面45bの形状を表す形状式は、以下である。
(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。
In the xyz coordinate system, the shape formula representing the shape of the concave surface 45b is as follows.
(Formula 1)
c represents a paraxial curvature, and k represents a conic coefficient. In this embodiment, c = 0.01 and k = −1.15, and sufficient effects are obtained.

上記の形状式からわかるように、本数式はx=0、すなわち基準軸46上で極値47を有している。   As can be seen from the above shape formula, this formula has x = 0, that is, an extreme value 47 on the reference axis 46.

本発明における透過部材は、上記の形状式に限定されるものではなく、同一の形状を別の式を用いて特定することも可能である。 The transmitting member in the present invention is not limited to the above-described shape formula, and the same shape can be specified using another formula.

図2に示すように、凹面45bの曲率は基準軸46に対して線対称となる非円弧形状の曲線である。また、凹面45bの形状は、xy平面におけるx軸方向の長さについて、x座標がマイナスの象限における長さよりもx座標がプラスの象限における長さの方が長い。 As shown in FIG. 2, the curvature of the concave surface 45 b is a non-arc-shaped curve that is line-symmetric with respect to the reference axis 46. Further, the shape of the concave surface 45b is longer in the quadrant in which the x coordinate is positive than in the quadrant in which the x coordinate is negative with respect to the length in the x-axis direction on the xy plane.

なお、本実施形態では、xyz座標系と移動体の3次元直交座標系の対応は、z軸がX軸に対応し、x軸がZ軸に対応し、y軸がY軸に対応している。xy平面とYZ平面の対応関係は、各光学系の配置等により適宜好適に設計される。 In the present embodiment, the correspondence between the xyz coordinate system and the three-dimensional orthogonal coordinate system of the moving object is that the z axis corresponds to the X axis, the x axis corresponds to the Z axis, and the y axis corresponds to the Y axis. Yes. The correspondence between the xy plane and the YZ plane is suitably designed as appropriate depending on the arrangement of each optical system.

図3は、凹面45bの曲率と凹面145bの曲率とを比較した図である。図3においても、既述した式1の定義に合わせ、基準軸46や基準軸146をy軸としたxy平面上に凹面45bと凹面145bとを示している。また、凹面45bの基準軸46と凹面145bの基準軸146とを重ねて示している。   FIG. 3 is a diagram comparing the curvature of the concave surface 45b with the curvature of the concave surface 145b. Also in FIG. 3, the concave surface 45 b and the concave surface 145 b are shown on the xy plane with the reference axis 46 and the reference axis 146 as the y-axis, in accordance with the above-described definition of Equation 1. Further, the reference axis 46 of the concave surface 45b and the reference axis 146 of the concave surface 145b are shown in an overlapping manner.

既述したように、凹面45bは基準軸46を軸(対称軸)として放物線を描いた場合に、この基準軸46から離れるほど描かれた放物線よりも曲率が緩くなる非円弧形状である。したがって、図3から明らかなように、y軸方向を高さ方向とすると、x軸上においてy軸から所定距離以上離れた位置からは、形状が放射線形状である凹面145bよりも凹面45bの方が、高さが低くなる。つまり、比較例である透過部材145よりも本実施の形態に係る透過部材45のほうが基準軸方向の厚みを低減することができる。   As described above, when the paraboloid is drawn with the reference axis 46 as the axis (symmetry axis), the concave surface 45b has a non-arc shape whose curvature becomes gentler than that of the parabola drawn away from the reference axis 46. Therefore, as is apparent from FIG. 3, when the y-axis direction is the height direction, the concave surface 45b is located more than the concave surface 145b having a radial shape from a position on the x-axis that is a predetermined distance or more away from the y-axis. However, the height is lowered. That is, the transmissive member 45 according to the present embodiment can reduce the thickness in the reference axis direction more than the transmissive member 145 as the comparative example.

図4(a)と図4(b)に比較例における透過部材145の凹面145bに太陽光60が入射する様子を示す。また、図4(c)と図4(d)に本実施の形態に係る透過部材45に太陽光60が入射する様子を示す。   FIG. 4A and FIG. 4B show how sunlight 60 enters the concave surface 145b of the transmission member 145 in the comparative example. Moreover, a mode that sunlight 60 injects into the permeation | transmission member 45 which concerns on this Embodiment in FIG.4 (c) and FIG.4 (d) is shown.

図4(a)に示すように、透過部材145に入射する太陽光60のうち、一部の光束は透過部材145を透過して凸面145aから出射する透過光161となり、残りの光束は透過部材145の凹面145bに反射される反射光162となる。   As shown in FIG. 4A, some of the sunlight 60 entering the transmissive member 145 is transmitted through the transmissive member 145 and becomes transmitted light 161 emitted from the convex surface 145a, and the remaining light is transmitted through the transmissive member. The reflected light 162 is reflected by the concave surface 145 b of 145.

図4(a)および図4(b)に示すように、平行光束である太陽光60が基準軸146と平行に透過部材145に入射すると、透過部材145の凹面145bに反射された反射光162は基準軸146上の焦点163を通過する。そして、既述したように、凹面145bの形状は放物線形状であるので、反射光162は、基準軸146上の一点である集光点163に収束する。   As shown in FIGS. 4A and 4B, when sunlight 60 which is a parallel light beam enters the transmission member 145 in parallel with the reference axis 146, the reflected light 162 reflected by the concave surface 145 b of the transmission member 145. Passes through the focal point 163 on the reference axis 146. As described above, since the shape of the concave surface 145b is a parabolic shape, the reflected light 162 converges on a condensing point 163 that is one point on the reference axis 146.

集光点163には、反射光162が集光するので、エネルギーが集中することなる。そして、エネルギーが一点に集中することで、予期せぬ不具合が発生することが懸念される。   Since the reflected light 162 is condensed at the condensing point 163, energy is concentrated. And there is a concern that unexpected failures may occur due to the concentration of energy at one point.

図4(c)に示すように、透過部材45に入射する太陽光60のうち、一部の光束は透過部材45を透過して凸面45aから出射する透過光61となり、残りの光束は透過部材45の凹面45bに反射される反射光62となる。   As shown in FIG. 4C, part of the light beam 60 entering the transmission member 45 is transmitted through the transmission member 45 to be transmitted light 61 emitted from the convex surface 45a, and the remaining light beam is transmitted through the transmission member 45. The reflected light 62 is reflected by the 45 concave surface 45b.

既述したように、透過部材45の凹面45bの形状は、放物線形状とは異なる。すなわち、基準軸46を軸(対称軸)として放物線を描いた場合に、この基準軸46から離れるほど描かれた放物線よりも曲率が緩くなる非円弧形状である。そのため、図4(c)および図4(d)に示すように、平行光束である太陽光60が基準軸46と平行に透過部材45に入射しても、凹面45bに反射された反射光62は基準軸上の一点に集光することはなく、反射光62の最小光束径はある程度大きさを有している。
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。
As described above, the shape of the concave surface 45b of the transmissive member 45 is different from the parabolic shape. That is, when a parabola is drawn with the reference axis 46 as an axis (symmetry axis), the curvature is less arcuate than the drawn parabola as the distance from the reference axis 46 increases. Therefore, as shown in FIG. 4C and FIG. 4D, even if sunlight 60 which is a parallel light flux enters the transmission member 45 in parallel to the reference axis 46, the reflected light 62 reflected by the concave surface 45 b. Does not collect light at one point on the reference axis, and the minimum luminous flux diameter of the reflected light 62 has a certain size.
Since the minimum luminous flux diameter of the reflected light 62 is large to some extent, the energy is not concentrated on one point, and an unexpected malfunction does not occur.

本発明の実施形態であるHUD1における透過部材45の配置について説明する。   The arrangement of the transmissive member 45 in the HUD 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

図5(a)に示すように、透過部材45は、ZY平面において凹面45bの極値47(凹面45bとこの凹面45bの基準軸46との交点)の位置が光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)に近い位置、すなわち−Z側であり、基準軸46から遠い側の端部である端部48が光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)から遠い位置、すなわち+Z側になるように配置されている。言い換えれば、極値47の位置は、基準軸46から遠い側の端部である端部48よりも光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)に近い位置、すなわち−Z側に位置している。   As shown in FIG. 5A, in the transmissive member 45, the position of the extreme value 47 (intersection of the concave surface 45b and the reference axis 46 of the concave surface 45b) of the concave surface 45b in the ZY plane is the optical combiner 32 (front windshield 50). ), That is, the −Z side, and the end 48 that is the end far from the reference axis 46 is located far from the optical combiner 32 (front windshield 50), that is, the + Z side. Yes. In other words, the position of the extreme value 47 is located closer to the optical combiner 32 (front windshield 50) than the end 48 which is the end far from the reference axis 46, that is, on the −Z side.

すなわち、透過部材45のY軸方向の高さは、観察者3から近い側(+Z側)が高く、観察者3から遠い側(−Z側)が低く配置されている。   That is, the height of the transmissive member 45 in the Y-axis direction is high on the side close to the observer 3 (+ Z side) and low on the side far from the observer 3 (−Z side).

HUD1は、透過部材45を透過した光束を光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)により反射して、観察者3に虚像2を視認させるものである。観察者3は、光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)を介して、外部の景色と虚像2を重畳して観察する。したがって、透過部材45は、観察者3の視界を遮らないように配置されることが好ましい。   The HUD 1 reflects the light beam that has passed through the transmissive member 45 by the optical combiner 32 (front windshield 50), and allows the observer 3 to visually recognize the virtual image 2. The observer 3 observes the external scenery and the virtual image 2 in a superimposed manner via the light combiner 32 (front windshield 50). Therefore, it is preferable that the transmissive member 45 is disposed so as not to block the view of the observer 3.

観察者3の視点は、透過部材45の後方かつ上方、すなわち+Z方向かつ+Y方向から、−Z方向に向かっている。また、観察者3の視界は、観察者3の眼から上下方向(Y軸方向)に広がって前方(−Z側)に至る。図5(a)に示すように、透過部材45は、前方(−Z側)の端部の高さが後方(+Z側)の端部の高さよりも低く配置されるため、視界の広がりに沿っている。したがって、透過部材45は観察者3の視界を遮らずに配置され、観察者3の視界を広く確保することができる。   The viewpoint of the observer 3 is from behind and above the transmissive member 45, that is, from the + Z direction and the + Y direction toward the −Z direction. Further, the field of view of the observer 3 extends in the vertical direction (Y-axis direction) from the eye of the observer 3 and reaches the front (−Z side). As shown in FIG. 5A, the transmission member 45 is arranged such that the height of the front (−Z side) end portion is lower than the height of the rear (+ Z side) end portion. Along. Therefore, the transmissive member 45 is arranged without obstructing the field of view of the observer 3, and the field of view of the observer 3 can be secured widely.

本実施の形態に係る透過部材45と同じ形状の透過部材175を、既述した本実施の形態における向きとは反対の向きに配置した比較例2を図5(b)に示す。   FIG. 5B shows a comparative example 2 in which the transmissive member 175 having the same shape as the transmissive member 45 according to the present embodiment is disposed in the direction opposite to the direction in the present embodiment described above.

図5(b)に示すように、極値177を観察者3側(+Z側)に配置し、基準軸176から遠い側の端部である端部178を光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)に近い位置(−Z側)に配置すると、透過部材175のY軸方向の高さは、観察者3から遠い側(−Z側)が高く、観察者3から近い側(+Z側)が低くなる。すなわち、図5(a)に示す本実施の形態における透過部材45の配置と比較すると、光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)に近い側に、Y軸方向の高さが高い端部178が位置することになるので、端部178により観察者3の視野角が小さくなる。換言すると、図5(a)における視野角θ1は、図5(b)における視野角θ2よりも大きい。   As shown in FIG. 5B, the extreme value 177 is arranged on the viewer 3 side (+ Z side), and the end 178 that is the end far from the reference axis 176 is the optical combiner 32 (front windshield 50). When placed at a position close to (−Z side), the height of the transmission member 175 in the Y-axis direction is high on the side far from the observer 3 (−Z side) and low on the side close to the observer 3 (+ Z side). Become. That is, as compared with the arrangement of the transmissive member 45 in the present embodiment shown in FIG. 5A, the end portion 178 having a high height in the Y-axis direction is located closer to the optical combiner 32 (front windshield 50). Therefore, the viewing angle of the observer 3 is reduced by the end portion 178. In other words, the viewing angle θ1 in FIG. 5A is larger than the viewing angle θ2 in FIG.

図5(a)に示すように、本実施の形態において、凹面45bの基準軸46は、YZ平面において、Y軸に対して、観察者3側(+Z側)に傾いて配置されている。   As shown in FIG. 5A, in the present embodiment, the reference axis 46 of the concave surface 45b is disposed on the YZ plane so as to be inclined toward the viewer 3 side (+ Z side) with respect to the Y axis.

図6(a)と図6(b)とを用いて、基準軸46をYZ平面において、Y軸に対して、観察者3側(+Z側)に傾いて配置することの効果を説明する。   With reference to FIGS. 6A and 6B, the effect of arranging the reference axis 46 in the YZ plane so as to be inclined toward the viewer 3 side (+ Z side) with respect to the Y axis will be described.

図6(a)は、図5(a)と同様に、凹面45bの基準軸46をYZ平面において、Y軸に対して、観察者3側(+Z側)に傾いて配置した様子を示している。図6(b)に示した透過部材185は、本実施の形態に係る透過部材45と同じ形状である。図6(b)では、凹面185bの基準軸186をYZ平面において、Y軸に対して傾けないで配置した様子を示している。   FIG. 6A shows a state in which the reference axis 46 of the concave surface 45b is tilted to the viewer 3 side (+ Z side) with respect to the Y axis in the YZ plane, as in FIG. 5A. Yes. The transmissive member 185 shown in FIG. 6B has the same shape as the transmissive member 45 according to the present embodiment. FIG. 6B shows a state in which the reference axis 186 of the concave surface 185b is arranged without being inclined with respect to the Y axis on the YZ plane.

図6(a)に示すように、X軸から透過部材45の端部48までの高さを高さd3と定義する。また、図6(b)に示すように、X軸から透過部材185における基準軸186から遠い側の端部である端部188までの高さを高さd4とする。このとき、図6(a)と図6(b)から明らかなように、高さd3は、高さd4よりも低い。すなわち、基準軸46を後方(+Z側)に傾けて配置することで、透過部材45の後側(+Z側)の高さを低くし、観察者3の視界を広く確保できる。   As shown in FIG. 6A, the height from the X axis to the end 48 of the transmissive member 45 is defined as a height d3. As shown in FIG. 6B, the height from the X axis to the end portion 188 that is the end portion of the transmission member 185 far from the reference axis 186 is defined as a height d4. At this time, as is apparent from FIGS. 6A and 6B, the height d3 is lower than the height d4. That is, by arranging the reference shaft 46 to be inclined rearward (+ Z side), the height of the rear side (+ Z side) of the transmissive member 45 can be lowered, and the field of view of the observer 3 can be secured widely.

図7に示すように、HUD1は、光コンバイナ32(フロントウインドシールド50)を透過する太陽光60が透過部材45の凹面45bに至る光路上に遮光部材33を備えていることが望ましい。遮光部材33により、透過部材45の凹面45bで反射して観察者3に到達する反射光62の光量を軽減することができる。   As shown in FIG. 7, the HUD 1 desirably includes a light shielding member 33 on the optical path where the sunlight 60 that passes through the optical combiner 32 (front windshield 50) reaches the concave surface 45 b of the transmission member 45. The light blocking member 33 can reduce the amount of reflected light 62 that is reflected by the concave surface 45 b of the transmitting member 45 and reaches the observer 3.

遮光部材33は、観察者3に向かう外光のうちアイレンジ(Eye range、観察者3の目の位置)に到達する外光を遮光できればよい。そこで、遮光部材33の高さ(Y軸方向の大きさ)を最低限の高さとすることで、観察者3の視界への影響を最低限としている。   The light blocking member 33 only needs to be able to block external light reaching the eye range (Eye range, the position of the eyes of the observer 3) out of the external light toward the observer 3. Therefore, by setting the height (the size in the Y-axis direction) of the light shielding member 33 to the minimum height, the influence on the field of view of the observer 3 is minimized.

遮光部材33は、移動体の筺体の一部を兼ねていてもよい。このように構成することにより、例えば移動体が自動車である場合には、自動車の筐体の一部分であるダッシュボードから遮光部材33がはみ出さないため、一体感のあるコックピットデザインとすることができる。   The light shielding member 33 may also serve as a part of the casing of the moving body. With this configuration, for example, when the moving body is an automobile, the light shielding member 33 does not protrude from the dashboard that is a part of the automobile casing, and thus a cockpit design with a sense of unity can be achieved. .

1 ヘッドアップディスプレイ
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head-up display 22 Image forming part 45 Transmission member 46 Reference axis 100 Light source part 200 Scanning optical system 300 Observation optical system

特開昭63−121529号JP-A-63-121529

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。
A display device comprising an opening for emitting a light beam forming an image to be displayed to the outside,
The opening is provided with a transmission member through which the light flux is transmitted,
The emission surface side of the transmission member is a concave surface,
When the axis of symmetry when a parabola is drawn is defined as the reference axis of the concave surface, the shape of the concave surface is a non-arc shape whose curvature becomes gentler as the distance from the reference axis is further away from the parabola.
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。   The display device according to claim 1, wherein the shape of the concave surface is an extreme value at an intersection of the concave surface and the reference axis. 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。
An observer viewing the image has a vertical direction of an image displayed by the display device as a Y axis, a horizontal direction as an X axis, and an axis perpendicular to an XY plane expressed by the X axis and the Y axis as a Z axis. If the side is defined as the + Z direction,
The exit surface of the transmission member is a concave surface in the YZ plane,
The display device according to claim 2, wherein the extreme value of the concave surface is located on a side closer to the end opposite to the observer on the concave surface.
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。
An observer viewing the image has a vertical direction of an image displayed by the display device as a Y axis, a horizontal direction as an X axis, and an axis perpendicular to an XY plane expressed by the X axis and the Y axis as a Z axis. If the side is defined as the + Z direction,
The exit surface of the transmission member is a concave surface in the YZ plane,
4. The display device according to claim 1, wherein the transmissive member is arranged such that a reference axis of the concave surface is inclined to the + Z side with respect to the Y-axis direction. 5.
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。   The light-shielding member which light-shields so that at least one part of the said light beam from the outside may not reach the said concave surface on the optical path where the light beam from the outside of the said display apparatus reaches the said concave surface is arrange | positioned. The display apparatus in any one. 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。
The display device according to claim 3, which is mounted on a moving body,
The Y axis is a height direction of the moving body, the X axis is a lateral width direction of the moving body, and the Z axis is a length direction of the moving body,
Using the windshield of the moving body as an optical combiner, an image displayed by the display device is displayed on the optical combiner,
The display device, wherein the extreme value of the concave surface is located on the concave surface closer to the optical combiner.
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。
The display device according to claim 4, which is mounted on a moving body,
The Y axis is a height direction of the moving body, the X axis is a lateral width direction of the moving body, and the Z axis is a length direction of the moving body,
Using the windshield of the moving body as an optical combiner, an image displayed by the display device is displayed on the optical combiner.
The transmissive member is a display device in which a reference axis of the concave surface is inclined to the opposite side of the optical combiner in the YZ plane with respect to the Y-axis direction.
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。   A moving body comprising the display device according to claim 1. 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。
A projection apparatus comprising an opening for emitting a light beam forming an image to be projected to the outside,
The opening is provided with a transmission member through which the light flux is transmitted,
The emission surface side of the transmission member is a concave surface,
When the axis of symmetry when a parabola is drawn is defined as the reference axis of the concave surface, the shape of the concave surface is a non-arc shape whose curvature becomes gentler as the distance from the reference axis is further away from the parabola.
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。   The projection device according to claim 9, wherein the shape of the concave surface is an extreme value at an intersection of the concave surface and the reference axis. 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。
An observer who views the image has a vertical direction of an image projected by the projection apparatus as a Y axis, a horizontal direction as an X axis, and an axis perpendicular to an XY plane expressed by the X axis and the Y axis as a Z axis. If the side is defined as the + Z direction,
The exit surface of the transmission member is a concave surface in the YZ plane,
The projection device according to claim 10, wherein the extreme value of the concave surface is located on a side close to an end portion on the opposite side to the observer in the concave surface.
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。
An observer who views the image has a vertical direction of an image projected by the projection apparatus as a Y axis, a horizontal direction as an X axis, and an axis perpendicular to an XY plane expressed by the X axis and the Y axis as a Z axis. If the side is defined as the + Z direction,
The exit surface of the transmission member is a concave surface in the YZ plane,
The projection device according to claim 9, wherein the transmissive member is arranged such that a reference axis of the concave surface is inclined to the + Z side with respect to the Y-axis direction.
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。   The light-shielding member that shields light so that at least part of the light beam from the outside does not reach the concave surface is disposed on an optical path where the light beam from the outside of the projection device reaches the concave surface. The projection apparatus in any one. 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。
The projection device according to claim 11 mounted on a moving body,
The Y axis is a height direction of the moving body, the X axis is a lateral width direction of the moving body, and the Z axis is a length direction of the moving body,
Using the windshield of the moving body as an optical combiner, an image projected by the projection device on the optical combiner is formed,
The projection apparatus, wherein the extreme value of the concave surface is located on a side closer to the optical combiner in the concave surface.
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。
The projection device according to claim 12 mounted on a moving body,
The Y axis is a height direction of the moving body, the X axis is a lateral width direction of the moving body, and the Z axis is a length direction of the moving body,
Using the windshield of the moving body as an optical combiner, an image projected by the projection device on the optical combiner is formed,
The transmissive member is a projection apparatus in which a reference axis of the concave surface is inclined to the opposite side of the optical combiner in the YZ plane with respect to the Y-axis direction.
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。   A moving body comprising the projection device according to claim 9.
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