JP2010256867A - Head-up display and image display method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視認性が良いヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法に関するものである。 The present invention relates to a head-up display and an image display method with good visibility.
従来、自動車などの車両においては、運転席の前方に運転情報を表示するための各種の表示装置が取り付けられているが、この他に、最近、例えば自動車内でフロントガラス越しに速度情報などの運転情報や、ナビ情報とか、無線を介して送信された道路混雑情報などを虚像で表示できるヘッドアップディスプレイが提案されている。 Conventionally, in vehicles such as automobiles, various display devices for displaying driving information in front of the driver's seat are attached, but in addition to this, recently, for example, speed information etc. A head-up display capable of displaying driving information, navigation information, road congestion information transmitted via radio, and the like as virtual images has been proposed.
この種のヘッドアップディスプレイは各種の構造形態があるが、従来例の一例として、運転者の好みに応じて虚像の表示サイズを調節することができるヘッドアップディスプレイがある(例えば、特許文献1参照)。 This type of head-up display has various structural forms. As an example of a conventional example, there is a head-up display that can adjust the display size of a virtual image according to the driver's preference (see, for example, Patent Document 1). ).
図14は従来のヘッドアップディスプレイを示した構成図である。 FIG. 14 is a block diagram showing a conventional head-up display.
図14に示した従来のヘッドアップディスプレイ100は、特許文献1に開示されているものであり、ここでは特許文献1を参照して簡略に説明する。
The conventional head-
図14に示した如く、従来のヘッドアップディスプレイ100は、ケーシング101内に、移動自在な液晶パネル102と、反射鏡103と、凹面鏡104とを備えている。
As shown in FIG. 14, the conventional head-
この際、運転者がスイッチ105を縮小(A)する方向又は拡大(B)する方向に操作すると、コントローラ106からの指令により液晶パネル102が反射鏡103に対して前後に移動可能になっている。
At this time, when the driver operates the
また、画像処理回路107からの画像信号によって液晶パネル102に表示された画像は、反射鏡103で反射されて光路の方向を変えて凹面鏡104に入射され、この後、凹面鏡104で反射された画像が光路の方向を更に変えて不図示のフロントウインドシールの視界領域部の裏面に入射されるので、運転者はフロントウインドシールの前方に表示情報を虚像108として視認でき、且つ、液晶パネル102を前後に移動させることにより、運転者の好みに応じて虚像108の表示サイズを調節することができる旨が記載されている。
Further, the image displayed on the
ところで、従来のヘッドアップディスプレイ100によれば、液晶パネル102の移動位置に応じてフロントウインドシールの前方に表示された虚像108の表示サイズを調節することができるが、液晶パネル102を移動させるための移動機構及びこの移動機構を駆動するための駆動源が必要となり、ヘッドアップディスプレイ100が高価になるという問題がある。
By the way, according to the conventional head-up
また、従来のヘッドアップディスプレイ100では、フロントウインドシール上での虚像108の表示位置が反射鏡103及び凹面鏡104の配置関係により固定されているために、運転者の目Eの高さ位置のバラツキに対して対応することが困難であるという問題がある。
Further, in the conventional head-
更に、従来のヘッドアップディスプレイ100において、フロントウインドシールから運転者の目Eの高さ位置までに十分な距離と視野角を確保するためには、凹面鏡104の曲率半径を大きくし、倍率を低く抑える必要がある。
Further, in the conventional head-
一方、フロントウインドシール越しに見える虚像108の視認性を良くし、且つ、虚像108を大きく表示するには、凹面鏡104の曲率半径を小さくして拡大倍率を高くしなければならず、このときに凹面鏡104の曲率半径が小さくなると、視点を少し動かすだけで急激に画像の歪が増大すると共に、視野が狭いので虚像108が見えにくくなるという問題が生じるので、凹面鏡104としては相反するこれらの要求を同時に満足できない。
On the other hand, in order to improve the visibility of the
従って、従来のヘッドアップディスプレイ100では、虚像108の表示サイズを大きくする場合に、液晶パネル102を拡大(B)する方向に移動させることで解決できるが、前述したように、コストアップを招いている。また、虚像108を大きく拡大表示すると暗くなるため、晴天時などでは虚像108の視認性に問題が生じる。
Therefore, in the conventional head-
そこで、画像を表示する画像表示素子(例えば、液晶パネル)を移動させずに、例えば自動車のフロントガラスに形成した投射面上に虚像を大きく表示でき、且つ、観察者(運転者)の目の高さ位置のバラツキに対しても虚像108を視認することができると共に、外光が明るい条件下でも虚像に対して視認性が良いヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法を提供することを目的とする。
Therefore, without moving an image display element (for example, a liquid crystal panel) that displays an image, a virtual image can be displayed on a projection surface formed on a windshield of an automobile, for example, and the eyes of an observer (driver) can be displayed. An object of the present invention is to provide a head-up display and an image display method capable of visually recognizing a
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第1の発明は、光源(12)と、
前記光源(12)から射出した光(Lw)が画素領域(17a)に入射した際に、外部からの画像信号(22a)に基づいて1次像(G1)を生成し、生成された前記1次像(G1)を含む1次画像光(Lg1)として射出する画像表示素子(17)と、
前記画像表示素子(17)から射出した前記1次画像光(Lg1)を拡大する変倍光学系(18)と、
前記変倍光学系(18)で拡大された前記1次画像光(Lg1)の結像位置に配設され、入射した前記1次画像光(Lg1)が結像することにより2次像(G2)を生成し、前記2次像(G2)を含む2次画像光(Lg2)として反射する反射ミラー(20)と、
前記反射ミラー(20)で反射した前記2次画像光(Lg2)の光路上に配設され、入射した前記2次画像光(Lg2)に基づいて前記2次像(G2)の虚像を生成し、前記虚像を含む虚像光(Lvi)として反射して拡大投影する凹面鏡(21)と、
を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)である。
This invention is made | formed in view of the said subject, 1st invention is a light source (12),
When the light (Lw) emitted from the light source (12) enters the pixel region (17a), a primary image (G1) is generated based on the image signal (22a) from the outside, and the generated 1 An image display element (17) that emits as primary image light (Lg1) including the next image (G1);
A zoom optical system (18) for enlarging the primary image light (Lg1) emitted from the image display element (17);
The primary image light (Lg1) enlarged by the variable magnification optical system (18) is disposed at the imaging position, and the incident primary image light (Lg1) forms an image to form a secondary image (G2). ) And reflecting the secondary image light (Lg2) including the secondary image (G2) as a reflection mirror (20);
A virtual image of the secondary image (G2) is generated on the optical path of the secondary image light (Lg2) reflected by the reflection mirror (20) and based on the incident secondary image light (Lg2). A concave mirror (21) for reflecting and enlarging and projecting as virtual image light (Lvi) including the virtual image;
A head-up display (10A or 10B).
また、第2の発明は、上記した第1の発明のヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)において、
前記反射ミラー(20)に入射した前記1次画像光(Lg1)が前記2次画像光(Lg2)として反射する際に、前記2次画像光(Lg2)が所定の指向性を有して拡散することを特徴とするヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)である。
The second invention is the above-described head-up display (10A or 10B) of the first invention.
When the primary image light (Lg1) incident on the reflection mirror (20) is reflected as the secondary image light (Lg2), the secondary image light (Lg2) is diffused with a predetermined directivity. A head-up display (10A or 10B).
また、第3の発明は、上記した第1又は第2の発明のヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)において、
前記反射ミラー(20)は、前記1次画像光(Lg1)の入射面側に、基板(20a)上に形成された反射層(20b)と、前記反射層(20b)上に積層された拡散層(20c)とを備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)である。
The third invention is the head-up display (10A or 10B) of the first or second invention described above,
The reflection mirror (20) includes a reflection layer (20b) formed on the substrate (20a) on the incident surface side of the primary image light (Lg1) and a diffusion layer laminated on the reflection layer (20b). A head-up display (10A or 10B) comprising a layer (20c).
また、第4の発明は、上記した第2又は第3の発明のヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)において、
前記反射ミラー(20)から反射した光の反射強度が最大値となる位置を0度とし、前記反射強度が前記最大値(e)の半分となる角度を半値角(α)とした際に、前記半値角(α)の絶対値が5°以上10°以下であることを特徴とするヘッドアップディスプレイ(10A又は10B)である。
The fourth invention is the head-up display (10A or 10B) of the second or third invention described above,
When the position where the reflection intensity of the light reflected from the reflection mirror (20) has a maximum value is 0 degree, and the angle at which the reflection intensity is half of the maximum value (e) is a half-value angle (α), The head-up display (10A or 10B) is characterized in that the absolute value of the half-value angle (α) is 5 ° or more and 10 ° or less.
また、第5の発明は、上記した第1〜第4のいずれかの発明のヘッドアップディスプレイ(10C)において、
前記変倍光学系(18)と前記反射ミラー(20)との間に前記反射ミラー(20)の前方に密着又は接近してフィールドレンズ(30)を設置したことを特徴とするヘッドアップディスプレイである。
The fifth invention is the head-up display (10C) of any one of the first to fourth inventions described above,
A head-up display characterized in that a field lens (30) is disposed in close contact or close to the front of the reflection mirror (20) between the variable magnification optical system (18) and the reflection mirror (20). is there.
また、第6の発明は、上記した第1〜第4のいずれかの発明のヘッドアップディスプレイ(10D)において、
前記変倍光学系(18)と前記反射ミラー(20)との間に前記反射ミラー(20)の前方に密着又は接近してフィールドレンズ(30)を設置すると共に、前記フィールドレンズ(30)をこのフールドレンズ(30)の中心軸(J)と直交した方向に移動可能に構成したことを特徴とするヘッドアップディスプレイである。
The sixth invention is the head-up display (10D) of any one of the first to fourth inventions described above,
A field lens (30) is installed in close contact with or close to the front of the reflection mirror (20) between the variable magnification optical system (18) and the reflection mirror (20), and the field lens (30) is mounted. A head-up display configured to be movable in a direction orthogonal to the central axis (J) of the field lens (30).
更に、第7の発明は、画素領域(17a)に光が入射した際に、外部からの画像信号(22a)に基づいて1次像(G1)を生成し、生成された前記1次像(G1)を含む1次画像光(Lg1)として射出する1次画像光射出ステップと、
前記1次画像光射出ステップで射出した前記1次画像光(Lg1)を拡大する1次画像光拡大ステップと、
前記1次画像光拡大ステップで拡大した前記1次画像光(Lg1)が結像することにより2次像(G2)を生成し、生成した前記2次像(G2)を含む2次画像光(Lg2)として指向性を有して拡散反射する拡散反射ステップと、
前記拡散反射ステップで反射した前記2次画像光(Lg2)を凹状反射面(21a)で更に反射させて、前記2次像の虚像を含む虚像光(Lvi)を投影面(1a)上に投影する虚像投影ステップと、
を有することを特徴とする画像表示方法である。
Further, the seventh invention generates a primary image (G1) based on an image signal (22a) from the outside when light enters the pixel region (17a), and generates the primary image ( A primary image light emitting step of emitting as primary image light (Lg1) including G1);
A primary image light enlarging step for enlarging the primary image light (Lg1) emitted in the primary image light emitting step;
The primary image light (Lg1) magnified in the primary image light magnification step forms an image to generate a secondary image (G2), and a secondary image light including the generated secondary image (G2) ( Lg2) is a diffuse reflection step that diffusely reflects with directivity,
The secondary image light (Lg2) reflected in the diffuse reflection step is further reflected by the concave reflection surface (21a), and virtual image light (Lvi) including a virtual image of the secondary image is projected onto the projection surface (1a). A virtual image projection step,
It is the image display method characterized by having.
本発明によれば、小さな画像表示素子を用いても観察者に対し大きな虚像を表示することができると共に、観察者は投影された虚像を歪みなく良好に視認できる。 According to the present invention, even if a small image display element is used, a large virtual image can be displayed to an observer, and the observer can visually recognize the projected virtual image without distortion.
また、視点をずらしても観察者は虚像を良好に視認することができ、且つ、外光が明るい条件下でも虚像を良好に視認できる。 Further, even if the viewpoint is shifted, the observer can see the virtual image well, and the virtual image can be seen well even under a condition where the outside light is bright.
また、体格の異なる別の観察者が投影された虚像を観察する場合にも、投影された虚像を良好に視認できる。 In addition, when another observer with a different physique observes the projected virtual image, the projected virtual image can be viewed well.
以下に本発明に係るヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法の一実施例について図1〜図13を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a head-up display and an image display method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に示した如く、本発明に係る実施例のヘッドアップディスプレイ10Aは、箱状に形成された筐体11A内に、照明用光源12と、コリメータレンズ13と、フィールドレンズ14と、偏光板15と、偏光ビームスプリッタ16と、画像表示素子17と、変倍光学系となるリレーレンズ18と、光路方向を変更する光路転換用のミラー19と、2次像の結像及び結像した2次像を反射する反射ミラー20と、凹面鏡21とを備えている。更に、反射型液晶パネル17に対して画像信号を送る画像信号発生器22を備えている。画像信号発生器22は、筐体11A内に配置してもよい。
As shown in FIG. 1, a head-up display 10A according to an embodiment of the present invention includes an
ここで、画像表示素子17として、反射型液晶パネルや、透過型液晶パネルとか、DMD(Digital Micromirror Device)などが適用可能であるが、以下の説明では、画像表示素子17として高精細な画像を表示することが容易な反射型液晶パネルを適用した例について説明する。
Here, as the
この際、画像信号発生器22は、自動車内に設けたスピードメータ,各種計器類からの運転情報や、ナビゲーション装置からのナビ情報とか、無線を介して送信された道路混雑情報などを基にして画像信号22aを生成している。この画像信号22aに基づいて反射型液晶パネル(画像表示素子)17が駆動されることにより、入射した光が反射型液晶パネル17で変調され、反射型液晶パネル17の画素領域17aに1次像(1次画像)G1が表示されるようになっている。
At this time, the
ここで、実施例のヘッドアップディスプレイ10Aについて具体的に説明する。照明用光源12は、メタルハライドランプ,キセノンランプ,ハロゲンランプ,LED(発光ダイオード)などを用いることができ、筐体11Aの右下方に配置されている。この照明用12から射出された無偏光の白色光Lwは、コリメータレンズ13で平行光に変換された後にフィールドレンズ14を介して偏光板15に入射する。入射した無偏光の白色光Lwは、この偏光板15で一方向の偏光成分である直線偏光、例えばS偏光(又はP偏光)のみが分離されて透過する。
Here, the head-up display 10A of the embodiment will be specifically described. The
偏光板15を透過したS偏光(又はP偏光)は、偏光ビームスプリッタ16に入射して、この内部に形成された偏光分離膜16aで反射される。反射されたS偏光(又はP偏光)は、光路の向きを反射型液晶パネル17の方向に90°変えられて、フィールドレンズ14を透過することによって反射型液晶パネル17の画素領域17aを照明している。
The S-polarized light (or P-polarized light) transmitted through the
尚、偏光板15を設けない構成も可能であり、この場合には偏光ビームスプリッタ16の偏光分離16aによって無偏光の白色光から一方向の直線偏光を分離すれば良い。
A configuration in which the
この後、反射型液晶パネル17では、画像信号発生器22から送られた画像信号22aに基づいて入射した光の偏光状態が変調される。具体的には、入射した光の偏光成分であるS偏光(又はP偏光)は、画像信号22aに基づいて異なる他方向の偏光成分であるP偏光(又はS偏光)に変換され、1次像G1が形成される。形成された1次像G1を含む1次画像光Lg1は、反射型液晶パネル17で反射されて射出される。
Thereafter, in the reflective
そして、反射型液晶パネル17から射出された1次画像光Lg1は、偏光ビームスプリッタ16に再び入射する。偏光ビームスプリッタ16では、1次画像光Lg1のうち反射型液晶パネル17で変調された成分として例えばP偏光(又はS偏光)が、偏光分離16aを透過して射出する。射出したP偏光(又はS偏光)は、リレーレンズ18に入射して、リレーレンズ18によって拡大されて、この拡大された1次画像光Lg1’がミラー19に入射して光路の方向が2次像結像用の反射ミラー20の方向に変更されて反射して射出される。光路転換用のミラー19から射出されて反射ミラー20に入射したP偏光(又はS偏光)であり且つ拡大された1次画像光Lg1’は、反射ミラー20上に結像して2次像(2次画像)G2を生成して反射ミラー20で反射される。
Then, the primary image light Lg1 emitted from the reflective
この際、光路転換用のミラー19は2次像G2を結像する機能は有してなく、リレーレンズ18と2次像結像用の反射ミラー20との配置関係により光路を転換する機能を有しているにすぎないものである。
At this time, the optical
ここで、上記した2次像結像用の反射ミラー20は、この実施例の要部を構成する光学部材であり、光を単に反射する通常のミラー(図示せず)を用いてリレーレンズ18から射出された光で2次像G2を結像させる構成もあるが、この実施例における2次像結像用の反射ミラー20では、光が入出射する面に反射指向性を有する反射指向性面20bcが形成されている。
Here, the
即ち、2次像結像用の反射ミラー20は、図2に拡大して示した如く、光学ガラス基板20a上に鏡面状の反射層20bが例えば金属膜により形成され、更に、反射層20b上に入射した光に対して反射指向性を有して拡散させる拡散層20cが積層されている。
That is, in the
この際、拡散層20cは、光透過性を有しており、入射した光を下方の反射層20bに入射させ、反射層20bで反射させるものであり、表面に微細な凹凸加工を施されたポリマーや、パール素材、微細な粒子を並べたものなどを用いて形成されている。
At this time, the
従って、2次像結像用の反射ミラー20は、光学ガラス基板20a上に反射層20bと拡散層20cとが積層されることにより、前述したように、光学ガラス基板20a上に反射指向性を有する反射指向性面20bcが形成されているものとして以下説明する。
Therefore, the
尚、光学ガラス基板20a上に形成した反射層20bは、必ずしも金属膜でなくとも入射した光に対して高い反射率を有すれば良いものであり、反射層20b上に拡散層20cを積層しないで通常のミラーとして用いることも可能である。
Note that the
尚また、拡散層20cは、上記した各素材に限ることなく、例えば、Luminit社製の拡散制御フィルム(DCF:Dffusion Contorol Film)などを透明接着剤により反射層20b上に接着しても良い。この拡散制御フィルムは高透過率であり、複数種類の拡散角度が予め用意されているので、所望の拡散角度のものを選択することができ、好適である。
In addition, the
この際、図3(a),(b)に示した如く、拡散層20cの拡散角度θに対して反射強度eはガウス分布特性を有している。拡散層20cの反射指向性は、半値角±αを用いて評価することができる。
At this time, as shown in FIGS. 3A and 3B, the reflection intensity e has a Gaussian distribution characteristic with respect to the diffusion angle θ of the
この半値角±αは、拡散層20cに垂直入射した光線が反射したときに最大反射強度eとなる角度を0度とし、反射強度が最大反射強度eに対して半分の値e/2に低下するときの角度のことであり、入射した光線を中心としてプラス側とマイナス側とに現れる。
The half-value angle ± α is set to 0 degree when the light ray perpendicularly incident on the
この実施例では拡散層20cの半値角±αとして、その絶対値を5゜以上10°以下に設定しているが、この設定理由については後で詳述する。
In this embodiment, the absolute value is set to 5 ° to 10 ° as the half-value angle ± α of the
ここで再び図1に戻り、2次像結像用の反射ミラー20上に結像された2次像G2を含む2次画像光Lg2について説明する。反射ミラー20上に結像された2次像(2次画像)G2は、2次画像光Lg2となって反射ミラー20で反射され、この反射ミラー20で反射された2次画像光Lg2の光路上に設置された凹面鏡21に向けて射出する。
Here, referring again to FIG. 1, the secondary image light Lg2 including the secondary image G2 formed on the
更に、凹面鏡21に入射した2次像G2を含む2次画像光Lg2は、2次像の虚像VIを生成し、凹面鏡21の凹状反射面21aで反射されて、2次像の虚像VIを含む虚像光Lviが筐体11Aの上方に開口した開口部11aを通って例えば自動車に設けられた光透過性を有するフロントガラス1上で観察者(運転者)側に形成した投影面1a上に投影される。
Further, the secondary image light Lg2 including the secondary image G2 incident on the
この際、フロントガラス1に形成した投影面1aの領域は、「コンバイナ」とも呼ばれている。このコンバイナは、例えば、光透過性を有する金属膜や誘電多層膜またはホログラムフィルムより形成され、一部を透過し一部を反射する特性を有する。またコンバイナはフロントガラス1の一部の領域に形成しても良いし、又は、フロントガラス全体に形成しても良い。
At this time, the region of the
この後、フロントガラス1に形成した投影面1a上に投影された2次像の虚像VIを含む虚像光Lviの一部は、投影面1aで観察者(運転者)側に反射されて観察者の目Eに入るので、観察者はフロントガラス越しに2次像の虚像光Lvi、即ち、3次像を観察することができる。
Thereafter, a part of the virtual image light Lvi including the virtual image VI of the secondary image projected on the
従って、本発明に係る画像表示方法では、画素領域17aに表示された1次像G1を含む1次画像光Lg1を射出するステップと、1次像G1を含む1次画像光Lg1を拡大して2次像G2を含む2次画像光Lg2を得るステップと、2次像G2を含む2次画像光Lg2を、反射指向性を有する反射指向性面20bc上に結像して反射させるステップと、反射指向性面20bcで反射した2次像G2を含む2次画像光Lg2を凹状反射面21aで反射させて、2次像の虚像VIを含む虚像光Lviを投影面1a上に投影するステップと、を有している。
Therefore, in the image display method according to the present invention, the step of emitting the primary image light Lg1 including the primary image G1 displayed in the
この際、実施例の比較例として2次像結像用に単純なミラー(図示せず)を用いた場合には、2次像G2を含む2次像光Lg2が単純なミラー(図示せず)で反射したときの反射光が直進するために観察者(運転者)の目Eが設計高さ位置にある場合は虚像VIを観察できるが、少しでも目Eの高さ位置がずれると光が届かなくなるために虚像VIを観察できにくくなるという傾向がある。 At this time, when a simple mirror (not shown) for forming a secondary image is used as a comparative example of the embodiment, the secondary image light Lg2 including the secondary image G2 is a simple mirror (not shown). ), The reflected light travels straight, so that the virtual image VI can be observed when the eye E of the observer (driver) is at the design height position. , The virtual image VI tends to be difficult to observe.
そこで、上記に対してこの実施例では、2次像G2を含む2次像光Lg2が2次像結像用の反射ミラー20上に形成した反射指向性面20bcで拡散しながら反射するときの半値角±α(図3)を適宜設定することにより、観察者の目Eの高さ位置の移動に対応して虚像VIを十分に視認することができるように改善されている。
Therefore, in this embodiment, the secondary image light Lg2 including the secondary image G2 is reflected while being diffused by the reflection directivity surface 20bc formed on the
尚、反射指向性面20bcを仮に完全拡散面のように拡散性を広く持たせすぎると、実際に反射した光線のうち観察者の目Eに届く光は極わずかとなって、2次像G2の明るさのほとんどを捨てることになり、観察される虚像VIが非常に暗い画像になってしまう。 If the reflection directivity surface 20bc is too diffused like a completely diffusing surface, the amount of light that actually reaches the observer's eye E out of the reflected rays becomes very small. Most of the brightness is discarded, and the observed virtual image VI becomes a very dark image.
即ち、図4は、本発明に係る実施例のヘッドアップディスプレイ10Aにおいて、2次像結像用の反射ミラー20に反射指向性を持たせた場合に、観察者が目Eを動かしても虚像VIをフロントガラス越しに見ることができる様子を光線図で模式的に表したものである。
That is, FIG. 4 shows a virtual image even if the observer moves the eye E when the
図4において、観察者の目Eの高さ位置Aが虚像VI−aを観察する本来の設計位置であるが、観察者の目Eの高さを位置Bあるいは位置Cに動かした場合でも、2次像光Lg2の反射光が指向性を有して拡散されているので、観察者は虚像VI−b,VI−cをそれぞれの位置で視認することができる。 In FIG. 4, the height position A of the observer's eye E is the original design position for observing the virtual image VI-a, but even when the height of the observer's eye E is moved to the position B or C, Since the reflected light of the secondary image light Lg2 is diffused with directivity, the observer can visually recognize the virtual images VI-b and VI-c at the respective positions.
この際、2次像結像用の反射ミラー20に形成した拡散層20cの半値角±αの絶対値は、後述する理由により5°以上10°以下に設定しているが、拡散層20cの半値角±αの絶対値を例えば10°に設定した場合に、観察者の目Eの高さ位置を図中に視野半径で表示した上下(位置Aから位置B方向あるいは位置C方向)にそれぞれ約100mm程度動かしても、明るさがほとんど低下しないようにすることができる。ここで、視野半径は、観察者の目Eの高さ位置を設計位置である位置Aから上(位置B)方向、下(位置C)方向に移動させた際の、目Eの高さ位置の移動範囲の半分の値のことである。
At this time, the absolute value of the half-value angle ± α of the
尚、上記した視野半径は、凹面鏡21の曲率を変えることで調整可能であり、曲率を小さく、言い換えると、曲率半径を大きくすれば、視野半径値を大きく設定できるが、ヘッドアップディスプレイ10Aが大型化してしまう。そこで、具体的な設計例を下記する。
Note that the field radius described above can be adjusted by changing the curvature of the
次に、実施例のヘッドアップディスプレイ10Aを例えば自動車に適用したときの具体的な設計例について図5を用いて説明する。 Next, a specific design example when the head-up display 10A of the embodiment is applied to, for example, an automobile will be described with reference to FIG.
図5に示した如く、実施例のヘッドアップディスプレイ10Aにおいて、反射型液晶パネル17は矩形状の画素領域17aの外形サイズが対角18mmであり、この画素領域17aに表示された1次像G1をリレーレンズ18により拡大して2倍の対角36mmの2次像G2を反射ミラー20の反射指向性面20bc上に結像させる。
As shown in FIG. 5, in the head-up display 10A of the embodiment, the reflective
また、凹面鏡21の凹状反射面21aの曲率半径は500mmである。
Further, the radius of curvature of the concave reflecting
ここで、観察者の目Eの高さ位置からフロントガラス1の投影面1aの中心位置までの長さをa、フロントガラス1の投影面1aの中心位置から虚像VIの位置までの長さをb、凹面鏡21の凹状反射面21aの中心位置からフロントガラス1の投影面1aの中心位置までの長さをc、2次像結像用の反射ミラー20の反射指向性面20bcから凹面鏡21の凹状反射面21aの中心位置までの長さをdとする。
Here, the length from the height position of the eye E of the observer to the center position of the
そして、上記したa,c,dの各寸法を、a=450mm,c=300mm,d=200mmに設定すると、bの寸法はb=1550mmとなる。 When the dimensions a, c and d are set to a = 450 mm, c = 300 mm, and d = 200 mm, the dimension of b is b = 1550 mm.
つまり、フロントガラス1の投影面1aから1550mm先の位置に虚像VIが形成される。即ち、これは観察者の目Eの高さ位置から2メートル先に縦112mm、横140mmの虚像V1が形成されることであり、フロントガラス1から観察者までは450mmと十分な距離を確保することができる。
That is, the virtual image VI is formed at a position 1550 mm away from the
また、虚像V1のサイズは、反射型液晶パネル17の画素領域17aに表示された1次像G1に対して約10倍に拡大されて投影されることになる。
Further, the size of the virtual image V1 is projected after being magnified about 10 times with respect to the primary image G1 displayed in the
ここで、上記したように実施例のヘッドアップディスプレイ10Aを設計した際に、先に図1及び図2を用いて示した2次像結像用の反射ミラー20に形成した拡散層20cの半値角に対する明るさと視野半径との関係をシミュレーションしたときの結果について図6を用いて説明する。
Here, when the head-up display 10A of the embodiment is designed as described above, the half value of the
図6中において、横軸は拡散層20cの半値角±αの絶対値α[°]を示し、縦軸の左側は明るさ[cd/m2:カンデラ/平方メートル]を示し、縦軸の右側は視野半径[mm]を示している。
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the absolute value α [°] of the half-value angle ± α of the
この際、光源12(図1)に50ワットのランプを用いている。この図6が示すように、2次像結像用の反射ミラー20に形成した拡散層20cの拡散性を広げることで視野すなわち、虚像VI(図1)を視認できる範囲の半径は広がるが、半値角αが10°で視野半径(■印)が飽和することがわかる。
At this time, a 50-watt lamp is used as the light source 12 (FIG. 1). As shown in FIG. 6, by expanding the diffusibility of the
一方、明るさ(○印)は、半値角αの二乗で減衰していくので、指向性を広げると急激に明るさが低下することがわかる。昼の明るいときでも虚像VI(図1)を視認できるためには5000cd/m2以上、望ましくは10000cd/m2の輝度が必要とされる。 On the other hand, the brightness (marked with a circle) is attenuated by the square of the half-value angle α, so that it can be seen that the brightness rapidly decreases when the directivity is increased. Even when daytime bright virtual image VI (FIG. 1) in order to be visually recognized is 5000 cd / m 2 or more, desirably required luminance of 10000 cd / m 2.
また、運転時に頭を動かすことを考えると、視野半径は50mm以上、望ましくは100mm以上を確保することが望ましい。これらを勘案すると半値角±αの絶対値は5°以上10°以下が望ましく、これにより輝度と視野の広さを両立することができる。 In consideration of moving the head during driving, it is desirable to secure a radius of field of view of 50 mm or more, preferably 100 mm or more. Taking these into consideration, the absolute value of the half-value angle ± α is preferably 5 ° or more and 10 ° or less, thereby achieving both brightness and a wide field of view.
これにより、2次像結像用の反射ミラー20に形成した拡散層20cの半値角±αの絶対値を5°以上10°以下に設定することで、虚像VIの視認範囲を広げることが可能となるので、観察者の目Eの高さ位置のバラツキに対応できると共に、当然、観察者の身長の違いなどにも対応できる。
Accordingly, the visual range of the virtual image VI can be expanded by setting the absolute value of the half-value angle ± α of the
この際、明るさは、光源12(図1)のパワーを上げることによっても調整可能であるが、車内での利用や環境対応を考えると省電力化が重要であり、消費電力を低減することが必要である。そのため、実施例では2次像結像用の反射ミラー20上に反射指向性を有する反射指向性面20bcを形成して明るさを確保することで、外光が明るい条件下でも虚像VIに対して視認性が良いヘッドアップディスプレイ10Aを提供可能としている。
At this time, the brightness can also be adjusted by increasing the power of the light source 12 (FIG. 1). However, considering the use in the vehicle and environmental measures, it is important to save power and reduce power consumption. is required. Therefore, in the embodiment, the reflection directivity surface 20bc having the reflection directivity is formed on the
上記したように、実施例のヘッドアップディスプレイ10A及び画像表示方法によれば、反射型液晶パネル17の画素領域17aに表示された1次像G1を含む1次画像光Lg1をリレーレンズ18により拡大して2次像結像用の反射ミラー20上に2次像G2を形成して2次像G2を含む2次画像光Lg2として反射させた後に、2次像G2を含む2次画像光Lg2を凹面鏡21の凹状反射面21aで反射させて2次像の虚像VIを含む虚像光Lviをフロントガラス1の投影面1a上に投影している。
As described above, according to the head-up display 10A and the image display method of the embodiment, the primary image light Lg1 including the primary image G1 displayed in the
この結果、1次像G1を拡大した2次像G2を形成することによって、小さな反射型液晶パネル(画像表示素子)17を用いても最終的に観察者に対し大きな虚像VIを表示することができると共に、凹面鏡21による拡大倍率を低く抑えることができる。そのため、観察者からフロントガラス1の投影面1aまでの間に十分な距離を取ることができるので、観察者は投影された虚像VIを歪みなく良好に視認できる。
As a result, by forming a secondary image G2 obtained by enlarging the primary image G1, a large virtual image VI can be finally displayed to an observer even when a small reflective liquid crystal panel (image display element) 17 is used. In addition, the magnification by the
この際、2次像結像用の反射ミラー20の反射指向性面20bcは反射指向性を有し、2次像G2を含む2次画像光Lg2を拡散しながら指向性を持って凹面鏡21側に反射させるので、観察者が視点を多少ずらしても凹面鏡21を介して投影された虚像VIを良好に視認することができる。更に、虚像VIを効率的に観察者の目に届けることができるので、外光が明るい条件下でも虚像VIに対して視認性が良いヘッドアップディスプレイ10Aを提供することができる。
At this time, the reflection directivity surface 20bc of the
次に、実施例を一部変形させた変形例1のヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法について、図7を用いて実施例に対して異なる点についてのみ説明する。 Next, a head-up display and an image display method according to the first modification obtained by partially modifying the embodiment will be described only with respect to differences from the embodiment with reference to FIG.
尚、図7中で実施例と同一構成部材に対しては同一の符号を付して図示し、詳述を省略する。 In FIG. 7, the same components as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図7に示した如く、実施例を一部変形させた変形例1のヘッドアップディスプレイ10B及び画像表示方法では、箱状に形成した筐体11B内の図7における右下方に、反射型液晶パネル(画像表示素子)17が配置されており、反射型液晶パネル17の画素領域17aに表示された1次像G1を含む1次画像光Lg1をリレーレンズ18により拡大する。拡大された1次画像光Lg1’は、このリレーレンズ18と対向して筐体11B内の右上方に配置した2次像結像用の反射ミラー20に入射して反射ミラー20上に2次像G2が結像される。
As shown in FIG. 7, in the head-up display 10B and the image display method according to the first modification in which the embodiment is partially modified, a reflection type liquid crystal panel is provided at the lower right in FIG. (Image display element) 17 is disposed, and primary image light Lg1 including the primary image G1 displayed in the
そのため、実施例で説明した光路転換用のミラー19を設ける必要がないので、変形例1のヘッドアップディスプレイ10Bを簡素化及び小型化できる点が実施例に対して異なっている。
Therefore, since it is not necessary to provide the optical
従って、この変形例1でも実施例と同様に、変形例1のヘッドアップディスプレイ10Bを用いてフロントガラス越しに虚像VIを表示する場合には、反射型液晶パネル17の画素領域17aに表示された1次像G1を含む1次画像光Lg1をリレーレンズ18により拡大して反射ミラー20上に2次像G2を形成し、反射ミラー20で反射された2次像G2を含む2次画像光Lg2を凹面鏡21の凹状反射面21aで反射させて2次像の虚像VIを含む虚像光Lviをフロントガラス1の投影面1a上に投影しているので、実施例と同様の効果を得ることができる。
Accordingly, in the first modification, as in the embodiment, when the virtual image VI is displayed through the windshield using the head-up display 10B of the first modification, the virtual image VI is displayed on the
次に、実施例を一部変形させた変形例2のヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法について、図8〜図10を用いて実施例に対して異なる点についてのみ説明する。
Next, a head-up display and an image display method according to
尚、図8〜図10中で実施例と同一構成部材に対しては同一の符号を付して図示し、詳述を省略する。 8 to 10, the same components as those of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図8に示した如く、実施例を一部変形させた変形例2のヘッドアップディスプレイ10C及び画像表示方法では、反射型液晶パネル(画像表示素子)17の前方に設置した変倍光学系となるリレーレンズ18と、光学ガラス基板20a上に反射層20b及び拡散層20cを積層して2次像の結像及び結像した2次像を反射する反射ミラー20との間に、フィールドレンズ30が反射ミラー20の反射指向性面20bcに密着又は接近して設置されている点が実施例に対して異なっている。
As shown in FIG. 8, in the head-up
一方、変形例2の比較例として、図9に示したように光学ガラス基板20a上に反射層20b及び拡散層20cを積層した反射ミラー20の前方にフィールドレンズを設置しない場合には、先の実施例及び実施例を一部変形させた変形例1に相当するものである。
On the other hand, as a comparative example of
即ち、図9に示した如く、反射型液晶パネル17の画素領域17aに表示された1次像G1を含む1次画像光Lg1がリレーレンズ18により拡大され、この拡大された1次画像光Lg1’は2次像結像用の反射ミラー20の反射指向性面20bc上に2次像G2として結像される。2次像G2を含む2次画像光Lg2は反射ミラー20の反射指向性面20bcで拡散光として反射された後に、拡散光である2次画像光Lg2が凹面鏡21の凹状反射面21aに入射する。この際、反射ミラー20の前方にフィールドレンズがないと、反射ミラー20の反射指向性面20bcで反射される2次画像光Lg2の反射角が広いため、2次画像光Lg2の光束の周辺の一部が凹面鏡21に到達せず、凹面鏡21での反射光が暗くなってしまうために、輝度むらが生じることがある。
That is, as shown in FIG. 9, the primary image light Lg1 including the primary image G1 displayed in the
そこで、先に図8を用いて説明したように、反射ミラー20の前方に密着又は接近してフィールドレンズ30を設置する。この構成とすることで、1次画像光Lg1’はフィールドレンズ30の中心軸Jよりも一方側に入射された後にフィールドレンズ30内を通過することにより、2次画像光Lg2が拡散光とならず反射角が狭まり2次画像光Lg2の光束の全てが2次像結像用の反射ミラー20の反射指向性面20bc上に到達し、凹面鏡21での反射光を明るくし、輝度むらの発生を防ぐことができる。この後、凹面鏡21の凹状反射面21aで2次像の虚像VI(図1)を含む虚像光Lviがフロントガラス1へ向けて反射される。
Therefore, as described above with reference to FIG. 8, the
具体的には、図10(a),(b)に示したように、変形例2のヘッドアップディスプレイ10C及び画像表示方法において、反射ミラー20の前方に密着又は接近してフィールドレンズ30を設置した際に、反射型液晶パネル17から射出した1次画像光Lg1がリレーレンズ18により拡大される。この拡大された1次画像光Lg1’はフィールドレンズ30の中心軸Jよりも一方側で且つ中心軸Jとレンズ外周部位との間の中間部位に入射されてフィールドレンズ30内を通過して、2次像結像用の反射ミラー20で反射される。反射された2次画像光Lg2はフィールドレンズ30から射出されるが、このときにフィールドレンズ30の中心軸Jとレンズ外周部位との間の中間部位から射出されて凹面鏡21に向かう反射光の向きは曲がりが小さいので、凹面鏡21に全て入射される。
Specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, in the head-up
この後、凹面鏡21の凹状反射面21aで反射された虚像光Lviがフロントガラス1で観察者に向けて反射されるが、このときに観察者の目Eの高さを位置F又は位置Gもしくは位置Hに動かしても虚像VIをフロントガラス越しに見ることができるので、観察者が姿勢を大きく変えて投影された虚像VIを観察する場合や、体格の異なる別の観察者が投影された虚像VIを観察する場合にも、投影された虚像VIを良好に視認できる。
Thereafter, the virtual image light Lvi reflected by the concave reflecting
次に、実施例及び変形例2を一部変形させた変形例3のヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法について、図11及び図12を用いて実施例及び変形例2に対して異なる点についてのみ説明する。 Next, a head-up display and an image display method according to the third modification obtained by partially modifying the embodiment and the second modification will be described with reference to FIGS. 11 and 12 only with respect to differences from the first embodiment and the second modification. To do.
尚、図11及び図12中で実施例及び変形例2と同一構成部材に対しては同一の符号を付して図示し、詳述を省略する。 In FIG. 11 and FIG. 12, the same components as those in the embodiment and the modified example 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図11及び図12に示した如く、実施例及び変形例2を一部変形させた変形例3のヘッドアップディスプレイ10D及び画像表示方法では、反射型液晶パネル(画像表示素子)17の前方に設置した変倍光学系となるリレーレンズ18と、2次像の結像及び結像した2次像を反射する反射ミラー20との間に、フィールドレンズ30が反射ミラー20の前方に密着して設置されていると共に、反射ミラー20及びフィールドレンズ30をラック31に固着させて、このラック31に噛合した歯車32の回転により、反射ミラー20及びフィールドレンズ30をフィールドレンズ30の中心軸Jと直交する方向に移動可能に構成している点が実施例及び変形例2に対して異なっている。
As shown in FIGS. 11 and 12, in the head-up display 10D and the image display method of the modification 3 in which the embodiment and the
尚、変形例3では、反射ミラー20の前方に密着してフィールドレンズ30を設置した場合について以下説明するが、反射ミラー20の前方に接近してフィールドレンズ30を設置しても良く、この場合には少なくともフィールドレンズ30をこのフィールドレンズ30の中心軸Jと直交して移動可能となるようにフィールドレンズ30をラック31に取り付ければ良いものである。
In the third modification, the case where the
即ち、図11(a),(b)に示した如く、ラック31に噛合した歯車32を回転駆動して、反射ミラー20及びフィールドレンズ30をフィールドレンズ30の中心軸Jと直交して矢印方向に移動したときに、1次画像光Lg1’はフィールドレンズ30の中心軸Jよりも一方側で且つ中心軸Jよりも離れたレンズ外周部位に入射する。この入射位置は、変形例2の図10(b)に示すフィールドレンズ30上の入射位置に対して、よりレンズ外周部位である。フィールドレンズ30に入射した1次画像光Lg1は、2次像結像用の反射ミラー20で反射され2次画像光Lg2としてフィールドレンズ30から射出される。この際、フィールドレンズ30から射出されて凹面鏡21に向かう反射光の向きは先に説明した図10(a),(b)の場合よりも曲がりが大きい。
That is, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
この後、凹面鏡21の凹状反射面21aで反射された虚像光Lviがフロントガラス1で観察者に向けて反射されるが、このときに観察者の目Eの高さを位置M又は位置Nもしくは位置Oに動かしても虚像VIをフロントガラス越しに見ることができる。ここで、位置M又は位置Nもしくは位置Oは、先の図10(a)に示した位置F又は位置Gもしくは位置Hよりも矢印方向となる上方の位置である。
Thereafter, the virtual image light Lvi reflected by the concave reflecting
更に、図12(a),(b)に示した如く、フィールドレンズ30を図12(b)の実線で示す位置に移動した場合は、図10(b)同様の位置となるため、観察者の目Eの高さ位置をF又は位置Gもしくは位置Hに移動した場合でも投影された虚像VIを良好に視認できる。また、フィールドレンズ30を図12(b)の実線で示す位置に移動した場合は、図11(b)と同様の位置となるため、観察者の目Eの高さ位置をM又は位置Nもしくは位置Oに移動した場合でも投影された虚像VIを良好に視認できる
上記した変形例2及び変形例3から、反射ミラー20の前方に密着又は接近して設置したフィールドレンズ30は、画像光に対して明るさを均一にする機能と、観察者の目Eの高さ位置を大きく変化させた場合でも投影された虚像VIを良好に視認できる機能とを合わせ持つことになる。
Further, as shown in FIGS. 12A and 12B, when the
この際、フィールドレンズ30は、図13(a)に示したように、中心軸Jを中心に円形に形成されており、凸曲面30aが画像光の入出射面となる一方、凸曲面30aと反対側の平坦面30bが反射ミラー20の反射指向性面20bcに密着又は接近した面となっている。
At this time, as shown in FIG. 13A, the
また、フィールドレンズ30は、前述したように、画像光の入出射が中心軸Jよりも
一方側であるので、必ずしも円形である必要がなく、図13(a)に示したフィールドレンズ30に代えて図13(b)に示したような半円形のフィールドレンズ30’でも良く、このフィールドレンズ30’の形状に合わせて反射ミラー20’を形成しても良いものである。
Further, as described above, the
以上詳述した実施例及び変形例1〜3では、画像表示素子に反射型液晶パネル17を用いた場合を説明したが、画像表示素子に不図示の透過型液晶パネルを用いた場合には、この透過型液晶パネルの画素領域に表示された1次像をリレーレンズにより拡大して2次像を得れば良く、また、画像表示素子に不図示のDMDを用いた場合には多数のミラーによって表示された1次像をリレーレンズにより拡大して2次像を得れば良いものである。
In the embodiment and the
本発明に係るヘッドアップディスプレイ及び画像表示方法は、自動車,航空機,電車,工事用車両,その他遊戯装置などにおいて、利用可能性がある。 The head-up display and the image display method according to the present invention can be used in automobiles, airplanes, trains, construction vehicles, and other game machines.
1…フロントガラス、1a…投影面(コンバイナ)、
10A…実施例のヘッドアップディスプレイ、
10B…変形例1のヘッドアップディスプレイ、
10C…変形例2のヘッドアップディスプレイ、
10D…変形例3のヘッドアップディスプレイ、
11A,11B…筐体、11a…開口部、
12…照明用光源、13…コリメータレンズ、14…フィールドレンズ、
15…偏光板、16…偏光ビームスプリッタ、
17…画像表示素子(反射型液晶パネル)、17a…画素領域、
18…変倍光学系(リレーレンズ)、19…光路転換用のミラー、
20…2次像結像用の反射ミラー、20a…光学ガラス基板、20b…反射層、
20c…拡散層、20bc…反射指向性面、
21…凹面鏡、21a…凹状反射面、22…画像信号発生器、22a…画像信号、
30,30’…フィールドレンズ、30a…凸曲面、30b…平坦面、
31…ラック、32…歯車、
E…目、G1…1次像(1次画像)、G2…2次像(2次画像)、VI…2次像の虚像、
Lw…白色光、Lg1…1次画像光、Lg1’…変倍光学系で拡大された1次画像光、
Lg2…2次画像光、Lvi…虚像光、
e…2次像結像用の反射ミラーの拡散層に垂直入射した光線が反射したときの最大反
射強度、θ…拡散角度、±α…半値角、
J…フィールドレンズ30又は30’の中心軸。
1 ... windshield, 1a ... projection surface (combiner),
10A: Head-up display of the embodiment,
10B: Head-up display of
10C: Head-up display of
10D: Head-up display of Modification 3
11A, 11B ... casing, 11a ... opening,
12 ... Light source for illumination, 13 ... Collimator lens, 14 ... Field lens,
15 ... Polarizing plate, 16 ... Polarizing beam splitter,
17 ... Image display element (reflection type liquid crystal panel), 17a ... Pixel region,
18 ... Variable magnification optical system (relay lens), 19 ... Mirror for optical path change,
20 ... a reflection mirror for forming a secondary image, 20a ... an optical glass substrate, 20b ... a reflection layer,
20c ... diffusion layer, 20bc ... reflection directivity surface,
21 ... concave mirror, 21a ... concave reflecting surface, 22 ... image signal generator, 22a ... image signal,
30, 30 '... field lens, 30a ... convex curved surface, 30b ... flat surface,
31 ... rack, 32 ... gear,
E ... Eye, G1 ... Primary image (primary image), G2 ... Secondary image (secondary image), VI ... Virtual image of secondary image,
Lw ... white light, Lg1 ... primary image light, Lg1 '... primary image light magnified by a variable magnification optical system,
Lg2 ... secondary image light, Lvi ... virtual image light,
e: Maximum reflection intensity when a light beam perpendicularly incident on the diffusion layer of the reflecting mirror for secondary image formation is reflected, θ: Diffusion angle, ± α: Half-value angle,
J: central axis of the
Claims (7)
前記光源から射出した光が画素領域に入射した際に、外部からの画像信号に基づいて1次像を生成し、生成された前記1次像を含む1次画像光として射出する画像表示素子と、
前記画像表示素子から射出した前記1次画像光を拡大する変倍光学系と、
前記変倍光学系で拡大された前記1次画像光の結像位置に配設され、入射した前記1次画像光が結像することにより2次像を生成し、前記2次像を含む2次画像光として反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーで反射した前記2次画像光の光路上に配設され、入射した前記2次画像光に基づいて前記2次像の虚像を生成し、前記虚像を含む虚像光として反射して拡大投影する凹面鏡と、
を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A light source;
An image display element that generates a primary image based on an external image signal when the light emitted from the light source enters the pixel region, and emits the primary image light including the generated primary image; ,
A variable magnification optical system for enlarging the primary image light emitted from the image display element;
A secondary image is generated by forming an image of the incident primary image light, which is disposed at an imaging position of the primary image light magnified by the zoom optical system, and includes the secondary image. A reflection mirror that reflects as the next image light,
A virtual image of the secondary image is generated based on the incident secondary image light, arranged on the optical path of the secondary image light reflected by the reflection mirror, and reflected and magnified as virtual image light including the virtual image A concave mirror to project,
A head-up display comprising:
前記1次画像光射出ステップで射出した前記1次画像光を拡大する1次画像光拡大ステップと、
前記1次画像光拡大ステップで拡大した前記1次画像光が結像することにより2次像を生成し、生成した前記2次像を含む2次画像光として指向性を有して拡散反射する拡散反射ステップと、
前記拡散反射ステップで反射した前記2次画像光を凹状反射面で更に反射させて、前記2次像の虚像を含む虚像光を投影面上に投影する虚像投影ステップと、
を有することを特徴とする画像表示方法。 A primary image light emission step of generating a primary image based on an image signal from the outside when light is incident on the pixel region, and emitting the primary image light including the generated primary image;
A primary image light expanding step for expanding the primary image light emitted in the primary image light emitting step;
The primary image light magnified in the primary image light enlarging step forms an image to generate a secondary image, and diffusely reflects with directivity as the secondary image light including the generated secondary image. A diffuse reflection step;
A virtual image projecting step of projecting virtual image light including a virtual image of the secondary image onto a projection surface by further reflecting the secondary image light reflected in the diffuse reflection step on a concave reflecting surface;
An image display method characterized by comprising:
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