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公開番号2023072377
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-24
出願番号2021184899
出願日2021-11-12
発明の名称虚像光学系、それを備える虚像表示装置及び車載システム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20230517BHJP(光学)
要約【課題】簡素な構成でありながら良好な視認性の実現が可能な虚像光学系を提供すること。
【解決手段】表示面101からの光を瞳112に導光することで虚像113を形成する虚像光学系115であって、表示面101からの光を反射する第1の反射面102と、第1の反射面102からの光を反射する第2の反射面103とを有し、第1の反射面102の移動により、表示面101から第2の反射面103までの光路長を変更可能であり、第2の反射面103の回転により、瞳112の位置を瞳112に入射する主光線の光路に垂直な方向の成分を含む方向へ変更可能であり、第1の反射面102の移動方向と第1の反射面102に入射する主光線とのなす角は5°以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
表示面からの光を瞳に導光することで虚像を形成する虚像光学系であって、
前記表示面からの光を反射する第１の反射面と、
該第１の反射面からの光を反射する第２の反射面とを有し、
前記第１の反射面の移動により、前記表示面から前記第２の反射面までの光路長を変更可能であり、
前記第２の反射面の回転により、前記瞳の位置を該瞳に入射する主光線の光路に垂直な方向の成分を含む方向へ変更可能であり、
前記第１の反射面の移動方向と該第１の反射面に入射する主光線とのなす角は５°以下であることを特徴とする虚像光学系。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１の反射面に対する前記主光線の入射角と反射角の和をβとするとき、
３０°≦β≦７０°
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の虚像光学系。
【請求項３】
前記主光線の光路上において、前記第１の反射面のパワーをφ１、前記第２の反射面のパワーをφ２とするとき、
０．００＜｜φ１／φ２｜≦０．４０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の虚像光学系。
【請求項４】
前記第２の反射面の回転中心は、前記第１の反射面が最も縮小側にあるときの前記第２の反射面での主光線の入射位置と前記第１の反射面が最も拡大側にあるときの前記第２の反射面での主光線の入射位置との間に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の虚像光学系。
【請求項５】
前記第１の反射面の回転により、前記瞳の中心と前記虚像の中心とを結ぶ直線に対して該虚像を偏心可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の虚像光学系。
【請求項６】
前記第１の反射面の回転中心は、該第１の反射面に入射する前記主光線の光路上に位置することを特徴とする請求項５に記載の虚像光学系。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の虚像光学系と、
前記表示面を有する表示手段と、
前記第１及び第２の反射面の夫々を駆動する第１及び第２の駆動手段とを備えることを特徴とする虚像表示装置。
【請求項８】
前記第１の駆動手段は、前記第１の反射面を移動させることにより、使用者に視認させる前記虚像の位置を変更可能であることを特徴とする請求項７に記載の虚像表示装置。
【請求項９】
前記第２の駆動手段は、前記第２の反射面を回転させることにより、前記瞳と使用者の眼との相対位置を調整可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載の虚像表示装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の駆動手段の少なくとも一方は、使用者の位置情報及び視点情報の少なくとも一方に基づいて前記第１及び２の反射面の少なくとも一方を駆動することを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の虚像表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の虚像を表示する虚像表示装置に好適な虚像光学系に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の移動装置において、表示手段により表示された画像の虚像を空間上に形成することで、搭乗者（使用者）に画像を視認させるヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ－ＵｐＤｉｓｐｌａｙ：ＨＵＤ）等の虚像表示装置が用いられている。虚像表示装置によれば、搭乗者から見て車両のウインドシールド（フロントガラス）の前方に画像を表示することができ、車両の周辺環境に画像を重畳させることが可能になる。
【０００３】
ここで、例えば搭乗者が虚像よりも遠方の車両を確認するときなど、搭乗者の視点が変化することで良好な視認性が得られなくなる場合が考えられる。特許文献１及び２には、可動ミラーを移動させることで搭乗者と虚像との相対位置を変化させることが可能な虚像表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６２５２８８３号
特開２０１８－３１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２の虚像表示装置においては、可動ミラーを移動させる際に表示部からの光線の入射角が大きく変化してしまう。そのため、可動ミラーの移動の前後で虚像の輝度差が生じてしまい、搭乗者に対する視認性の低下につながってしまう。
【０００６】
本発明は、簡素な構成でありながら良好な視認性の実現が可能な虚像光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての虚像光学系は、表示面からの光を瞳に導光することで虚像を形成する虚像光学系であって、前記表示面からの光を反射する第１の反射面と、該第１の反射面からの光を反射する第２の反射面とを有し、前記第１の反射面の移動により、前記表示面から前記第２の反射面までの光路長を変更可能であり、前記第２の反射面の回転により、前記瞳の位置を該瞳に入射する主光線の光路に垂直な方向の成分を含む方向へ変更可能であり、前記第１の反射面の移動方向と該第１の反射面に入射する主光線とのなす角は５°以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡素な構成でありながら良好な視認性の実現が可能な虚像光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る虚像表示装置の模式図（第１の状態）
実施形態に係る虚像表示装置の模式図（第２の状態）
変形例に係る虚像表示装置の模式図
実施例１に係る虚像表示装置の要部概略図
実施例１に係る虚像表示装置の要部拡大図
実施例２に係る虚像表示装置の要部概略図
実施例２に係る虚像表示装置の要部拡大図
実施形態に係る車載システム及び移動装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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