(57)【要約】  本開示のヘッドアップディスプレイシステムは、画像を表示する表示デバイスと、表示デバイスに表示される画像を表示部材に投影する投射光学系と、を備える。投射光学系は、表示部材から表示デバイスへと順に、表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、ＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１と、を有する。そして、以下の条件（１）を満足する。  ０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）  ここで、    ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、    ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、    ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、    ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、  である。このような構成により、観察者の視点領域全域で画面歪みが小さく、小型なヘッドアップディスプレイシステムを提供する。
2018186149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線方向に配置された表示部材に画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
前記画像を表示する表示デバイスと、
前記表示デバイスに表示される前記画像を前記表示部材に投影する投射光学系と、
を備え、
前記投射光学系は、前記表示部材から前記表示デバイスへと順に、
前記表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、
前記ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１と、
を有し、
以下の条件（１）を満足し、
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である、
ヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項２】
前記ミラーＭＬは、前記表示部材に投影される前記画像の表示位置を調整するための可動機構を有する、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項３】
前記表示デバイスに表示される前記画像の中心から射出される光線のうち、前記観察者の視点領域中心に向かう光線において、前記表示デバイスの表示面の長手方向となす角が、前記表示面の短手方向となす角よりも小さい、
請求項１又は請求項２に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項４】
前記投射光学系に含まれる反射光学素子は、
前記ミラーＭＬと前記ミラーＭＬ−１とから構成される、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ミラーＭＬの反射面は自由曲面形状である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ミラーＭＬ−１の反射面は自由曲面形状である、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項７】
筐体をさらに備え、
前記表示デバイス及び前記投射光学系は、前記筐体内部に配置される、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項８】
請求項１から７のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステムを備えた、
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示画像を、反射部材を用いて虚像として表示するヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ウインドシールドに形成される凹面状の投影面に、表示画像を投影することにより、表示画像の虚像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置に関する文献である。特許文献１には、レーザスキャナから投射されるレーザ光が結像されるスクリーンの結像面は、虚像の像面湾曲を補正する凸面状に形成されるヘッドアップディスプレイ装置が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５２０５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、観察者の視点領域全域で画面歪みが小さく、小型なヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体を提供することを、目的とする。
【０００５】
上記目的の１つは、以下のヘッドアップディスプレイシステムにより、達成される。すなわち、本開示は、観察者の視線方向に配置された表示部材に、画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、画像を表示する表示デバイスと、表示デバイスに表示される画像を表示部材に投影する投射光学系と、を備える。そして、投射光学系は、表示部材から表示デバイスへと順に、表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１を有し、以下の条件（１）を満足する。
【０００６】
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である。
【０００７】
本開示によれば、観察者の視点領域全域で画面歪みが小さく、小型なヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本開示の表示装置を搭載した、車両の断面を示す模式図である。
【図２】図２は実施の形態１から４に係るヘッドアップディスプレイシステムを説明するための光学断面を示す模式図である。
【図３】図３は他の実施の形態に係る第１ミラーの形状を説明するための図である。
【図４】図４は数値実施例１に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図５】図５は数値実施例２に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図６】図６は数値実施例３に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図７】図７は数値実施例４に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図８】図８は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す図である。
【図９】図９は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す別の図である。
【図１０】図１０は実施の形態１から４に係る数値実施例の座標系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上の詳細な説明は、省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を、省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために、添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって、請求の範囲に記載の主題を限定することを、意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１〜４）
［１−１．構成］
［１−１−１．ヘッドアップディスプレイシステムの全体構成］
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０の具体的な実施の形態及び実施例を、図面を参照して、以下、説明する。
【００１２】
図１は、本開示に係るヘッドアップディスプレイシステム１０を搭載した車両２００の断面を示す図である。図１に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム１０は、車両２００のウインドシールド２２０下部のダッシュボード２１０内部に、配置される。
【００１３】
図２は、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０の概略断面図である。図２に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム１０は、筐体１００と、投射光学系１２０と、表示デバイス１０１と、を備える。ヘッドアップディスプレイシステム１０は、表示デバイス１０１が表示する表示画像１１０を、ウインドシールド２２０を介して反射させ、車両２００の内部の観察者Ｄに導いて虚像Ｉを提示する。
【００１４】
ここで、虚像Ｉの中心を形成する表示画像１１０の光路を、基準光線Ｌとする。ただし、観察者Ｄの視点が、視点領域３００の中心にあるものとする。
【００１５】
筐体１００は、開口１０２を備えている。この開口１０２には、透明のカバーを設けることも可能である。レンズ形状の透明のカバーを設ければ、虚像の倍率を調整することが可能である。実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、筐体１００を備える。しかし、筐体１００は必須の構成要素ではなく、車両のダッシュボード２１０が、筐体の代わりを担っても良い。
【００１６】
投射光学系１２０は、表示デバイス１０１からウインドシールド２２０（表示部材の一例）へと順に、第１ミラー１２１（ミラーＭＬ−１の一例）と、第２ミラー１２２（ミラーＭＬの一例）と、を有している。すなわち、投射光学系１２０は、ミラーＭＬ−１とミラーＭＬとから構成される反射光学素子を備える。表示デバイス１０１が表示する表示画像１１０は、第１ミラー１２１を介して反射して、次に第２ミラー１２２を介して反射して、さらにウインドシールド２２０を介して反射して、観察者Ｄの視点領域３００に届く。そして、観察者Ｄは、表示画像１１０を、虚像Ｉとして視認する。ここで、視点領域３００は、観察者Ｄが虚像Ｉの全体を欠けることなく観察できる領域、を指す。
【００１７】
また、ミラーＭＬは、表示部材に投影される画像の位置表示を調整するための可動機構を有していてもよい。
【００１８】
表示デバイス１０１において、図示しないマイクロプロセッサ等の制御部によって、表示画像情報が制御される。表示画像情報としては、例えば、道路進行案、前方車両までの距離、車のバッテリー残量、および、現在の車速などが、挙げられる。表示デバイス１０１において、これら各種の表示画像情報が表示されうる。表示デバイス１０１には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機発光ダイオード（エレクトロルミネッセンス）、および、プラズマディスプレイなどが、用いられる。
【００１９】
［１−１−２．投射光学系と表示装置の構成］
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０では、表示デバイス１０１の位置は、第１ミラー１２１に対して、下方に配置されている。また、表示デバイス１０１の表示面は、第１ミラー１２１の方向に向いている。このとき、表示デバイス１０１から出射する光線が、表示面の法線に対して、傾くように配置することが望ましい。これにより、外光が筐体内に進入して、表示デバイス１０１の表示面に反射することによる迷光を、防ぐことができる。
【００２０】
また、第１ミラー１２１は、表示デバイス１０１で表示される画像が第２ミラー１２２に映る方向に、その反射面を偏心して配置している。
【００２１】
第２ミラー１２２の反射領域は、画像を拡大して虚像Ｉとして表示させるために、第１ミラー１２１の反射領域よりも大きい。ここで、反射領域とは、入射光を反射させるミラーの領域で、反射領域が大きいほど、ミラーの形状も大きくなる。
【００２２】
第２ミラー１２２は、第１ミラー１２１に対して、筐体１００の水平方向で、かつ、車両前方に配置される。また、第２ミラー１２２は、第１ミラー１２１からの反射光が、ウインドシールド２２０に入射する方向に、その反射面を偏心して配置している。
【００２３】
また、表示デバイス１０１に表示される画像の中心から射出される光線のうち、観察者Ｄの視点領域３００の中心に向かう光線において、表示デバイス１０１の表示面の長手方向となす角が、短手方向となす角よりも小さい。
【００２４】
実施の形態１〜３では、第１ミラー１２１は、凸面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。また、第２ミラー１２２は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。第１ミラー１２１を凸面の形状とすることにより、第２ミラー１２２で発生する非対称な偏心歪曲を、良好に補整することができる。また、第２ミラー１２２を凹面の形状とすることにより、観察者Ｄは、表示デバイス１０１の画像よりも拡大された虚像を視認することができる。
【００２５】
また、第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２には、自由曲面形状を採用している。その理由は、反射で生じた虚像の歪みを、視点領域３００全域で良好な虚像Ｉが見えるように補正するためである。ただし、第１ミラー１２１、または、第２ミラー１２２のどちらか一方のみが、自由曲面であってもよく、他方が平面やトロイダル面などの形状であってもよい。
【００２６】
実施の形態４では、第１ミラー１２１は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。また、第２ミラー１２２は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２の反射面を凹面の形状とすることにより、観察者Ｄは、表示デバイス１０１の画像よりも拡大された虚像を視認することができる。また、第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２の反射面を凹面の形状とすることにより、１枚のミラーがもつパワーを分散させることができ、組み立て時の歪曲収差感度を低減することができる。
【００２７】
実施の形態１〜４のヘッドアップディスプレイシステム１０で使用している第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２は、回転非対称な形状を有する。しかし、図３に示すようにＸ方向とＹ方向とで曲率の符号が異なる、いわゆる鞍型の面形状を有しても良い。
【００２８】
［１．２．効果等］
以上のように構成されたヘッドアップディスプレイシステム１０について、図４〜図７を用いて、その効果を以下に説明する。
【００２９】
図４〜７は、各実施の形態１〜４における視点領域３００から虚像Ｉを見たときの模式図である。本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、視点領域３００は、横１３０ｍｍ×縦４０ｍｍの矩形である。破線は、視点領域３００から見た場合の、虚像Ｉの理想の形状である。実線は各実施の形態におけるヘッドアップディスプレイシステム１０を用いて投射した虚像Ｉを示している。
【００３０】
図４〜７のそれぞれの模式図において、（１）は、観察者Ｄから見て、視点領域３００の中心の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（２）は、視点領域３００の左上の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（３）は、視点領域３００の左下の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（４）は、視点領域３００の右上の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（５）は、視点領域３００の右下の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。
【００３１】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０を用いることによって、視点領域３００の全域で画面歪みが、良好に補正される。すなわち、視点領域３００内において、観察者Ｄは、どの位置で観察しても良好な虚像を視認することが可能である。
【００３２】
［１．３．望ましい条件］
以下、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０が満足することが望ましい条件を、説明する。なお、各実施の形態に係るヘッドアップディスプレイシステム１０に対して、複数の好ましい条件が規定される。そして、これら複数の条件すべてを満足する構成が、最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する光学系を得ることも可能である。
【００３３】
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、画像を表示する表示デバイス１０１と、表示デバイス１０１に表示された表示画像１１０を投射する投射光学系１２０とを備える。そして、投射光学系１２０は、表示デバイス１０１からウインドシールド２２０へと向かう光路の順に、第１ミラー１２１と、第２ミラー１２２と、を有する。
【００３４】
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、表示デバイス１０１に表示された表示画像１１０を、ウインドシールド２２０に投影し、虚像Ｉを観察者Ｄに視認させている。これにより、観察者Ｄの前方視界を遮ることなく、表示デバイス１０１に表示された画像を、観察者Ｄに視認させることができる。
【００３５】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１は、自由曲面形状であることが望ましい。これにより、ウインドシールド２２０で発生する画面歪みを良好に補正し、観察者Ｄの視点領域３００全域で、画面歪みの少ない良好な画像を視認することができる。
【００３６】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第２ミラー１２２は、自由曲面形状であることが望ましい。これにより、ウインドシールド２２０で発生する画面歪みを良好に補正し、観察者Ｄの視点領域３００全域で、画面歪みの少ない良好な画像を視認することができる。
【００３７】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１の反射面が凹面、または、凸面である。これにより、第１ミラー１２１が平面の場合に比べて、反射で生じる虚像の歪みを抑制することができる。
【００３８】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１の外形形状が台形である。これにより、第１ミラー１２１で像が反射される領域以外の不要な領域を削減でき、ヘッドアップディスプレイシステム１０を小型化することができる。なお、第１ミラー１２１の外形形状は、台形に限られず、有効領域の形状に応じて、適宜変更できる。
【００３９】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０は、ウインドシールド２２０に向けて光線を反射させるミラーをミラーＭＬ、ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーをミラーＭＬ−１としたとき、以下の条件（１）を満足する。
【００４０】
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である。
【００４１】
図８は筐体１００を鉛直方向上面から見た図である。図８に示すように、ＭＬＤはミラーＭＬの車両前後方向最大寸法、ＭＬＷはミラーＭＬの車両左右方向最大寸法、ＭＬ−１ＷはミラーＭＬ−１の車両左右方向最大寸法を意味する。
【００４２】
図９は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す図である。図９に示すように、ミラーＭＬ−１の反射面と基準光線Ｌの交点を含むミラーＭＬ−１の接平面を接平面１７０と定義し、接平面１７０からミラーＭＬ−１の反射面までの距離のうち最大のものをＭＬ−１Ｚとする。
【００４３】
条件（１）は、ミラーＭＬとミラーＭＬ−１について、ミラーの寸法とサグ量の関係を規定する条件である。条件（１）の下限を下回ることは、ミラーＭＬ−１、ミラーＭＬそれぞれのミラーの幅に対し、ミラーＭＬ−１のパワーが弱い、もしくは、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が小さいことを、意味する。ミラーＭＬ−１のパワーが弱いと、虚像Ｉの画面歪みを補正することが困難となる。また、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が小さいと、ミラーＭＬに映る画像の回転が大きくなり、ミラーＭＬのサイズが拡大してしまう。
【００４４】
さらに、以下の条件（１ａ）を満足することにより、前記した効果をさらに奏功させることができる。
【００４５】
０．０１５＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１ａ）
また、条件（１）と同時に、以下の条件（１ｂ）を満足することが望ましい。
【００４６】
｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜＜０．０４  ・・・（１ｂ）
条件（１ｂ）の上限を上回ることは、ミラーＭＬ−１、ミラーＭＬそれぞれのミラーの幅に対し、ミラーＭＬ−１のパワーが強い、もしくは、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が大きいことを、意味する。ミラーＭＬ−１のパワーが強いと、ミラーＭＬ−１の変倍負担が大きくなりすぎ、ミラーＭＬ−１が拡大してしまう。また、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が大きいと、筐体１００のサイズが拡大してしまう。
【００４７】
さらに、以下の条件（１ｃ）を満足することにより、前記した効果をさらに奏功させることができる。
【００４８】
｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜＜０．０３  ・・・（１ｃ）
（数値実施例）
以下、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステムを具体的に実施した数値実施例を、説明する。なお、各数値実施例において、各表の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、角度の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、自由曲面は次式で定義している。
【００４９】
【数１】
2018186149.tif 000003
【００５０】
【数２】
2018186149.tif 000004
【００５１】
ここで、ｚは面を定義する軸から（ｘ，ｙ）の位置におけるサグ量、ｒは面を定義する軸の原点における曲率半径、ｃは面を定義する軸の原点における曲率、ｋはコーニック定数、Ｃｊは単項式ｘｍｙｎの係数である。
【００５２】
図１０は実施の形態１から４に係る数値実施例の座標を示す図である。各数値実施例において、基準となる座標原点は、表示デバイスの表示画像の中心であり、図１０で示すように、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を定義している。
【００５３】
さらに、各数値実施例中の偏心データにおいて、ＡＤＥとはミラーをＸ軸を中心にＺ軸方向からＹ方向に回転した量を、ＢＤＥとはＹ軸を中心にＸ軸方向からＺ軸方向に回転した量を、ＣＤＥとはＺ軸を中心にＸ軸方向からＹ軸方向に回転した量を、意味する。
【００５４】
（数値実施例１）
数値実施例１の投射光学系１２０は、実施の形態１に対応する。数値実施例１の投射光学系１２０の構成データを表１に、多項式自由曲面の係数を表２に示す。
【００５５】
【表１】
2018186149.tif 000005
【００５６】
【表２】
2018186149.tif 000006
【００５７】
（数値実施例２）
数値実施例２の投射光学系１２０は、実施の形態２に対応する。数値実施例２の投射光学系１２０の構成データを表３に、多項式自由曲面の係数を表４に示す。
【００５８】
【表３】
2018186149.tif 000007
【００５９】
【表４】
2018186149.tif 000008
【００６０】
（数値実施例３）
数値実施例３の投射光学系１２０は、実施の形態３に対応する。数値実施例３の投射光学系１２０の構成データを表５に、多項式自由曲面の係数を表６に示す。
【００６１】
【表５】
2018186149.tif 000009
【００６２】
【表６】
2018186149.tif 000010
【００６３】
（数値実施例４）
数値実施例４の投射光学系１２０は、実施の形態４に対応する。数値実施例４の投射光学系１２０の構成データを表７に、多項式自由曲面の係数を表８に示す。
【００６４】
【表７】
2018186149.tif 000011
【００６５】
【表８】
2018186149.tif 000012
【００６６】
以下の表９に、各数値実施例における表示画像サイズ、虚像サイズ、観察者Ｄの瞳から虚像Ｉまでの距離、条件（１）の値を示す。
【００６７】
【表９】
2018186149.tif 000013
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本開示にかかるヘッドアップディスプレイシステムは、車載用などのヘッドアップディスプレイシステムといった、高画質が要求されるヘッドアップディスプレイシステムに好適である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    ヘッドアップディスプレイシステム
１００  筐体
１０１  表示デバイス
１０２  開口
１１０  表示画像
１２０  投射光学系
１２１  第１ミラー（ミラーＭＬ−１）
１２２  第２ミラー（ミラーＭＬ）
２００  車両
２１０  ダッシュボード
２２０  ウインドシールド（表示部材）
３００  視点領域
Ｄ      観察者
Ｉ      虚像
Ｌ      基準光線
【図１】
2018186149.tif 000014
【図２】
2018186149.tif 000015
【図３】
2018186149.tif 000016
【図４】
2018186149.tif 000017
【図５】
2018186149.tif 000018
【図６】
2018186149.tif 000019
【図７】
2018186149.tif 000020
【図８】
2018186149.tif 000021
【図９】
2018186149.tif 000022
【図１０】
2018186149.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月17日(2018.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線方向に配置された表示部材に画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
前記画像を表示する表示デバイスと、
前記表示デバイスに表示される前記画像を前記表示部材に投影する投射光学系と、
を備え、
前記投射光学系は、前記表示部材から前記表示デバイスへと順に、
前記表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、
前記ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１と、
を有し、
前記表示デバイスは、前記ミラーＭＬ−１に対して前記表示部材と反対側に位置し、
前記ミラーＭＬは、前記ミラーＭＬ−１に対して前記観察者と反対側に位置し、
以下の条件（１）を満足し、
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である、
ヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項２】
前記ミラーＭＬは、前記表示部材に投影される前記画像の表示位置を調整するための可動機構を有する、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項３】
前記表示デバイスに表示される前記画像の中心から射出される光線のうち、前記観察者の視点領域中心に向かう光線において、前記表示デバイスの表示面の長手方向となす角が、前記表示面の短手方向となす角よりも小さい、
請求項１又は請求項２に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項４】
前記投射光学系に含まれる反射光学素子は、
前記ミラーＭＬと前記ミラーＭＬ−１とから構成される、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ミラーＭＬの反射面は自由曲面形状である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ミラーＭＬ−１の反射面は自由曲面形状である、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項７】
筐体をさらに備え、
前記表示デバイス及び前記投射光学系は、前記筐体内部に配置される、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項８】
請求項１から７のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステムを備えた、
移動体。
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月26日(2018.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示画像を、反射部材を用いて虚像として表示するヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ウインドシールドに形成される凹面状の投影面に、表示画像を投影することにより、表示画像の虚像を視認可能とするヘッドアップディスプレイ装置に関する文献である。特許文献１には、レーザスキャナから投射されるレーザ光が結像されるスクリーンの結像面は、虚像の像面湾曲を補正する凸面状に形成されるヘッドアップディスプレイ装置が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５２０５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、観察者の視点領域全域で画面歪みが小さく、小型なヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体を提供することを、目的とする。
【０００５】
上記目的の１つは、以下のヘッドアップディスプレイシステムにより、達成される。すなわち、本開示は、観察者の視線方向に配置された表示部材に、画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、画像を表示する表示デバイスと、表示デバイスに表示される画像を表示部材に投影する投射光学系と、を備える。そして、投射光学系は、表示部材から表示デバイスへと順に、表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１を有し、以下の条件（１）を満足する。
【０００６】
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である。
【０００７】
本開示によれば、観察者の視点領域全域で画面歪みが小さく、小型なヘッドアップディスプレイシステム、およびヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本開示のヘッドアップディスプレイシステムを搭載した、車両の断面を示す模式図である。
【図２】図２は実施の形態１から４に係るヘッドアップディスプレイシステムを説明するための光学断面を示す模式図である。
【図３】図３は他の実施の形態に係る第１ミラーの形状を説明するための図である。
【図４】図４は数値実施例１に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図５】図５は数値実施例２に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図６】図６は数値実施例３に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図７】図７は数値実施例４に係る観察者の視点領域における画像歪みを表した図である。
【図８】図８は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す図である。
【図９】図９は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す別の図である。
【図１０】図１０は実施の形態１から４に係る数値実施例の座標系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上の詳細な説明は、省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を、省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために、添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって、請求の範囲に記載の主題を限定することを、意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１〜４）
［１−１．構成］
［１−１−１．ヘッドアップディスプレイシステムの全体構成］
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０の具体的な実施の形態及び実施例を、図面を参照して、以下、説明する。
【００１２】
図１は、本開示に係るヘッドアップディスプレイシステム１０を搭載した車両２００の断面を示す図である。図１に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム１０は、車両２００のウインドシールド２２０下部のダッシュボード２１０内部に、配置される。
【００１３】
図２は、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０の概略断面図である。図２に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム１０は、筐体１００と、投射光学系１２０と、表示デバイス１０１と、を備える。ヘッドアップディスプレイシステム１０は、表示デバイス１０１が表示する表示画像１１０を、ウインドシールド２２０を介して反射させ、車両２００の内部の観察者Ｄに導いて虚像Ｉを提示する。
【００１４】
ここで、虚像Ｉの中心を形成する表示画像１１０の光路を、基準光線Ｌとする。ただし、観察者Ｄの視点が、視点領域３００の中心にあるものとする。
【００１５】
筐体１００は、開口１０２を備えている。この開口１０２には、透明のカバーを設けることも可能である。レンズ形状の透明のカバーを設ければ、虚像の倍率を調整することが可能である。実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、筐体１００を備える。しかし、筐体１００は必須の構成要素ではなく、車両のダッシュボード２１０が、筐体の代わりを担っても良い。
【００１６】
投射光学系１２０は、表示デバイス１０１からウインドシールド２２０（表示部材の一例）へと順に、第１ミラー１２１（ミラーＭＬ−１の一例）と、第２ミラー１２２（ミラーＭＬの一例）と、を有している。すなわち、投射光学系１２０は、ミラーＭＬ−１とミラーＭＬとから構成される反射光学素子を備える。表示デバイス１０１が表示する表示画像１１０は、第１ミラー１２１を介して反射して、次に第２ミラー１２２を介して反射して、さらにウインドシールド２２０を介して反射して、観察者Ｄの視点領域３００に届く。そして、観察者Ｄは、表示画像１１０を、虚像Ｉとして視認する。ここで、視点領域３００は、観察者Ｄが虚像Ｉの全体を欠けることなく観察できる領域、を指す。
【００１７】
また、ミラーＭＬは、表示部材に投影される画像の表示位置を調整するための可動機構を有していてもよい。
【００１８】
表示デバイス１０１において、図示しないマイクロプロセッサ等の制御部によって、表示画像情報が制御される。表示画像情報としては、例えば、道路進行案、前方車両までの距離、車のバッテリー残量、および、現在の車速などが、挙げられる。表示デバイス１０１において、これら各種の表示画像情報が表示されうる。表示デバイス１０１には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機発光ダイオード（エレクトロルミネッセンス）、および、プラズマディスプレイなどが、用いられる。
【００１９】
［１−１−２．投射光学系と表示装置の構成］
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０では、表示デバイス１０１の位置は、第１ミラー１２１に対して、下方に配置されている。また、表示デバイス１０１の表示面は、第１ミラー１２１の方向に向いている。このとき、表示デバイス１０１から出射する光線が、表示面の法線に対して、傾くように配置することが望ましい。これにより、外光が筐体内に進入して、表示デバイス１０１の表示面に反射することによる迷光を、防ぐことができる。
【００２０】
また、第１ミラー１２１は、表示デバイス１０１で表示される画像が第２ミラー１２２に映る方向に、その反射面を偏心して配置している。
【００２１】
第２ミラー１２２の反射領域は、画像を拡大して虚像Ｉとして表示させるために、第１ミラー１２１の反射領域よりも大きい。ここで、反射領域とは、入射光を反射させるミラーの領域で、反射領域が大きいほど、ミラーの形状も大きくなる。
【００２２】
第２ミラー１２２は、第１ミラー１２１に対して、筐体１００の水平方向で、かつ、車両前方に配置される。また、第２ミラー１２２は、第１ミラー１２１からの反射光が、ウインドシールド２２０に入射する方向に、その反射面を偏心して配置している。
【００２３】
また、表示デバイス１０１に表示される画像の中心から射出される光線のうち、観察者Ｄの視点領域３００の中心に向かう光線において、表示デバイス１０１の表示面の長手方向となす角が、短手方向となす角よりも小さい。
【００２４】
実施の形態１〜３では、第１ミラー１２１は、凸面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。また、第２ミラー１２２は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。第１ミラー１２１を凸面の形状とすることにより、第２ミラー１２２で発生する非対称な偏心歪曲を、良好に補整することができる。また、第２ミラー１２２を凹面の形状とすることにより、観察者Ｄは、表示デバイス１０１の画像よりも拡大された虚像を視認することができる。
【００２５】
また、第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２には、自由曲面形状を採用している。その理由は、反射で生じた虚像の歪みを、視点領域３００全域で良好な虚像Ｉが見えるように補正するためである。ただし、第１ミラー１２１、または、第２ミラー１２２のどちらか一方のみが、自由曲面であってもよく、他方が平面やトロイダル面などの形状であってもよい。
【００２６】
実施の形態４では、第１ミラー１２１は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。また、第２ミラー１２２は、凹面の形状を有する自由曲面形状のミラーである。第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２の反射面を凹面の形状とすることにより、観察者Ｄは、表示デバイス１０１の画像よりも拡大された虚像を視認することができる。また、第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２の反射面を凹面の形状とすることにより、１枚のミラーがもつパワーを分散させることができ、組み立て時の歪曲収差感度を低減することができる。
【００２７】
実施の形態１〜４のヘッドアップディスプレイシステム１０で使用している第１ミラー１２１、および、第２ミラー１２２は、回転非対称な形状を有する。しかし、図３に示すようにＸ方向とＹ方向とで曲率の符号が異なる、いわゆる鞍型の面形状を有しても良い。
【００２８】
［１−２．効果等］
以上のように構成されたヘッドアップディスプレイシステム１０について、図４〜図７を用いて、その効果を以下に説明する。
【００２９】
図４〜７は、各実施の形態１〜４における視点領域３００から虚像Ｉを見たときの模式図である。本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、視点領域３００は、横１３０ｍｍ×縦４０ｍｍの矩形である。破線は、視点領域３００から見た場合の、虚像Ｉの理想の形状である。実線は各実施の形態におけるヘッドアップディスプレイシステム１０を用いて投射した虚像Ｉを示している。
【００３０】
図４〜７のそれぞれの模式図において、（１）は、観察者Ｄから見て、視点領域３００の中心の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（２）は、視点領域３００の左上の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（３）は、視点領域３００の左下の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（４）は、視点領域３００の右上の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。（５）は、視点領域３００の右下の位置から虚像Ｉを見たときの画面歪みを示す図である。
【００３１】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０を用いることによって、視点領域３００の全域で画面歪みが、良好に補正される。すなわち、視点領域３００内において、観察者Ｄは、どの位置で観察しても良好な虚像を視認することが可能である。
【００３２】
［１−３．望ましい条件］
以下、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０が満足することが望ましい条件を、説明する。なお、各実施の形態に係るヘッドアップディスプレイシステム１０に対して、複数の好ましい条件が規定される。そして、これら複数の条件すべてを満足する構成が、最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する光学系を得ることも可能である。
【００３３】
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、画像を表示する表示デバイス１０１と、表示デバイス１０１に表示された表示画像１１０を投射する投射光学系１２０とを備える。そして、投射光学系１２０は、表示デバイス１０１からウインドシールド２２０へと向かう光路の順に、第１ミラー１２１と、第２ミラー１２２と、を有する。
【００３４】
実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステム１０は、表示デバイス１０１に表示された表示画像１１０を、ウインドシールド２２０に投影し、虚像Ｉを観察者Ｄに視認させている。これにより、観察者Ｄの前方視界を遮ることなく、表示デバイス１０１に表示された画像を、観察者Ｄに視認させることができる。
【００３５】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１は、自由曲面形状であることが望ましい。これにより、ウインドシールド２２０で発生する画面歪みを良好に補正し、観察者Ｄの視点領域３００全域で、画面歪みの少ない良好な画像を視認することができる。
【００３６】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第２ミラー１２２は、自由曲面形状であることが望ましい。これにより、ウインドシールド２２０で発生する画面歪みを良好に補正し、観察者Ｄの視点領域３００全域で、画面歪みの少ない良好な画像を視認することができる。
【００３７】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１の反射面が凹面、または、凸面である。これにより、第１ミラー１２１が平面の場合に比べて、反射で生じる虚像の歪みを抑制することができる。
【００３８】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０において、第１ミラー１２１の外形形状が台形である。これにより、第１ミラー１２１で像が反射される領域以外の不要な領域を削減でき、ヘッドアップディスプレイシステム１０を小型化することができる。なお、第１ミラー１２１の外形形状は、台形に限られず、有効領域の形状に応じて、適宜変更できる。
【００３９】
本開示のヘッドアップディスプレイシステム１０は、ウインドシールド２２０に向けて光線を反射させるミラーをミラーＭＬ、ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーをミラーＭＬ−１としたとき、以下の条件（１）を満足する。
【００４０】
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である。
【００４１】
図８は筐体１００を鉛直方向上面から見た図である。図８に示すように、ＭＬＤはミラーＭＬの車両前後方向最大寸法、ＭＬＷはミラーＭＬの車両左右方向最大寸法、ＭＬ−１ＷはミラーＭＬ−１の車両左右方向最大寸法を意味する。
【００４２】
図９は条件（１）に係る座標系、および、寸法を示す図である。図９に示すように、ミラーＭＬ−１の反射面と基準光線Ｌの交点を含むミラーＭＬ−１の接平面を接平面１７０と定義し、接平面１７０からミラーＭＬ−１の反射面までの距離のうち最大のものをＭＬ−１Ｚとする。
【００４３】
条件（１）は、ミラーＭＬとミラーＭＬ−１について、ミラーの寸法とサグ量の関係を規定する条件である。条件（１）の下限以下は、ミラーＭＬ−１、ミラーＭＬそれぞれのミラーの幅に対し、ミラーＭＬ−１のパワーが弱い、もしくは、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が小さいことを、意味する。ミラーＭＬ−１のパワーが弱いと、虚像Ｉの画面歪みを補正することが困難となる。また、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が小さいと、ミラーＭＬに映る画像の回転が大きくなり、ミラーＭＬのサイズが拡大してしまう。
【００４４】
さらに、以下の条件（１ａ）を満足することにより、前記した効果をさらに奏功させることができる。
【００４５】
０．０１５＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１ａ）
また、条件（１）と同時に、以下の条件（１ｂ）を満足することが望ましい。
【００４６】
｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜＜０．０４  ・・・（１ｂ）
条件（１ｂ）の上限以上は、ミラーＭＬ−１、ミラーＭＬそれぞれのミラーの幅に対し、ミラーＭＬ−１のパワーが強い、もしくは、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が大きいことを、意味する。ミラーＭＬ−１のパワーが強いと、ミラーＭＬ−１の変倍負担が大きくなりすぎ、ミラーＭＬ−１が拡大してしまう。また、ミラーＭＬの前後方向傾斜配置が大きいと、筐体１００のサイズが拡大してしまう。
【００４７】
さらに、以下の条件（１ｃ）を満足することにより、前記した効果をさらに奏功させることができる。
【００４８】
｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜＜０．０３  ・・・（１ｃ）
（数値実施例）
以下、実施の形態１〜４に係るヘッドアップディスプレイシステムを具体的に実施した数値実施例を、説明する。なお、各数値実施例において、各表の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、角度の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、自由曲面は次式で定義している。
【００４９】
【数１】
2018186149.tif 000024
【００５０】
【数２】
2018186149.tif 000025
【００５１】
ここで、ｚは面を定義する軸から（ｘ，ｙ）の位置におけるサグ量、ｒは面を定義する軸の原点における曲率半径、ｃは面を定義する軸の原点における曲率、ｋはコーニック定数、Ｃｊは単項式ｘｍｙｎの係数である。
【００５２】
図１０は実施の形態１から４に係る数値実施例の座標を示す図である。各数値実施例において、基準となる座標原点は、表示デバイスの表示画像の中心であり、図１０で示すように、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を定義している。
【００５３】
さらに、各数値実施例中の偏心データにおいて、ＡＤＥとはミラーをＸ軸を中心にＺ軸方向からＹ方向に回転した量を、ＢＤＥとはＹ軸を中心にＸ軸方向からＺ軸方向に回転した量を、ＣＤＥとはＺ軸を中心にＸ軸方向からＹ軸方向に回転した量を、意味する。
【００５４】
（数値実施例１）
数値実施例１の投射光学系１２０は、実施の形態１に対応する。数値実施例１の投射光学系１２０の構成データを表１に、多項式自由曲面の係数を表２に示す。
【００５５】
【表１】
2018186149.tif 000026
【００５６】
【表２】
2018186149.tif 000027
【００５７】
（数値実施例２）
数値実施例２の投射光学系１２０は、実施の形態２に対応する。数値実施例２の投射光学系１２０の構成データを表３に、多項式自由曲面の係数を表４に示す。
【００５８】
【表３】
2018186149.tif 000028
【００５９】
【表４】
2018186149.tif 000029
【００６０】
（数値実施例３）
数値実施例３の投射光学系１２０は、実施の形態３に対応する。数値実施例３の投射光学系１２０の構成データを表５に、多項式自由曲面の係数を表６に示す。
【００６１】
【表５】
2018186149.tif 000030
【００６２】
【表６】
2018186149.tif 000031
【００６３】
（数値実施例４）
数値実施例４の投射光学系１２０は、実施の形態４に対応する。数値実施例４の投射光学系１２０の構成データを表７に、多項式自由曲面の係数を表８に示す。
【００６４】
【表７】
2018186149.tif 000032
【００６５】
【表８】
2018186149.tif 000033
【００６６】
以下の表９に、各数値実施例における表示画像サイズ、虚像サイズ、観察者Ｄの瞳から虚像Ｉまでの距離、条件（１）の値を示す。
【００６７】
【表９】
2018186149.tif 000034
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本開示にかかるヘッドアップディスプレイシステムは、車載用などのヘッドアップディスプレイシステムといった、高画質が要求されるヘッドアップディスプレイシステムに好適である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    ヘッドアップディスプレイシステム
１００    筐体
１０１    表示デバイス
１０２    開口
１１０    表示画像
１２０    投射光学系
１２１    第１ミラー（ミラーＭＬ−１）
１２２    第２ミラー（ミラーＭＬ）
２００    車両
２１０    ダッシュボード
２２０    ウインドシールド（表示部材）
３００    視点領域
Ｄ    観察者
Ｉ    虚像
Ｌ    基準光線
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線方向に配置された表示部材に画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
前記画像を表示する表示デバイスと、
前記表示デバイスに表示される前記画像を前記表示部材に投影する投射光学系と、
を備え、
前記投射光学系は、前記表示部材から前記表示デバイスへと順に、
前記表示部材に向けて光線を反射させるミラーＭＬと、
前記ミラーＭＬに向けて光線を反射させるミラーＭＬ−１と、
を有し、
前記表示デバイスは、前記ミラーＭＬ−１に対して鉛直下方に位置し、
前記ミラーＭＬは、前記ミラーＭＬ−１に対して前記観察者と反対側に位置し、
以下の条件（１）を満足し、
０．０１＜｜ＭＬＤ／ＭＬＷ｜ｘ｜ＭＬ−１Ｚ／ＭＬ−１Ｗ｜  ・・・（１）
ここで、
ＭＬＤ    ：  ミラーＭＬの奥行き方向寸法、
ＭＬＷ    ：  ミラーＭＬの横方向寸法、
ＭＬ−１Ｚ  ：  ミラーＭＬ−１の最大サグ量、
ＭＬ−１Ｗ  ：  ミラーＭＬ−１の横方向寸法、
である、
ヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項２】
前記ミラーＭＬは、前記表示部材に投影される前記画像の表示位置を調整するための可動機構を有する、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項３】
前記表示デバイスに表示される前記画像の中心から射出される光線のうち、前記観察者の視点領域中心に向かう光線において、前記表示デバイスの表示面の長手方向となす角が、前記表示面の短手方向となす角よりも小さい、
請求項１又は請求項２に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項４】
前記投射光学系に含まれる反射光学素子は、
前記ミラーＭＬと前記ミラーＭＬ−１とから構成される、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ミラーＭＬの反射面は自由曲面形状である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ミラーＭＬ−１の反射面は自由曲面形状である、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項７】
筐体をさらに備え、
前記表示デバイス及び前記投射光学系は、前記筐体内部に配置される、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項８】
請求項１から７のうちいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイシステムを備えた、
移動体。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018186149.tif 000035
【図２】
2018186149.tif 000036
【図３】
2018186149.tif 000037
【図４】
2018186149.tif 000038
【図５】
2018186149.tif 000039
【図６】
2018186149.tif 000040
【図７】
2018186149.tif 000041
【図８】
2018186149.tif 000042
【図９】
2018186149.tif 000043
【図１０】
2018186149.tif 000044
【国際調査報告】
2018186149.tif 000045
2018186149.tif 000046
2018186149.tif 000047
2018186149.tif 000048