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公開番号2025072818
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023183179
出願日2023-10-25
発明の名称表示装置
出願人日本精機株式会社
代理人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20250501BHJP(光学)
要約【課題】光学部品を機械的に移動させる大掛かりな装置を用いることなく、画像の視点範囲を任意に移動できる表示装置を提供する。
【解決手段】光源11からの入射光を変調し、計算機生成ホログラムに基づく画像光を形成する空間位相変調器13と、空間位相変調器13を制御する制御部3と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置Hであって、空間位相変調器13が形成した画像光を屈折させるマイクロレンズアレイ20をさらに備え、空間位相変調器13は、光源11からの入射光をすべて画像光に集中可能な位相型ホログラムを構成し、空間位相変調器13が形成する画像光は、複数の画素スポットSPにより形成され、画素スポットSPの大きさは、マイクロレンズアレイ20の1つのレンズ領域20aの大きさよりも小さく設定され、制御部3は、レンズ領域20aにおける画素スポットSPの照射位置を選択する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源の後段に配置され、前記光源からの入射光を変調し、計算機生成ホログラムに基づく画像光を形成する空間位相変調器と、
前記空間位相変調器を制御する制御部と、を備え、
前記空間位相変調器が形成した画像光を投射してホログラム画像を表示させる表示装置であって、
前記空間位相変調器の後段に配置され、前記空間位相変調器が形成した画像光を屈折させるマイクロレンズアレイをさらに備え、
前記空間位相変調器は、前記光源からの前記入射光をすべて画像光に集中可能な位相型ホログラムを構成し、
前記空間位相変調器が形成する画像光は、複数の画素スポットにより形成され、
前記画素スポットの大きさは、前記マイクロレンズアレイの１つのレンズ領域の大きさよりも小さく設定され、
前記制御部は、前記レンズ領域における前記画素スポットの照射位置を選択する、表示装置。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記レンズ領域には、マトリクス状に並ぶ複数の前記照射位置が設定される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ホログラム画像は、視点範囲から視認可能であり、
前記制御部は、前記レンズ領域における前記画素スポットの前記照射位置の選択に基づいて、前記視点範囲を移動させる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記視点範囲を視認者の視点位置に追従させる、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記ホログラム画像は、視点範囲から視認可能であり、
前記制御部は、前記レンズ領域における複数の前記照射位置を選択し、各照射位置に異なる画像光の前記画素スポットを照射させることで、複数の前記視点範囲から異なる前記ホログラム画像を視認させる、請求項１に記載の表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
空間位相変調器（ＳＬＭ：ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ）を用いて、計算機生成ホログラム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｇｒａｍ）に基づく干渉縞を含む画像を表示する表示装置が知られている。例えば、特許文献１のプロジェクタが公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１５１４４４号公報
特開２０２３－５８４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の表示装置では、画像の視点範囲（アイボックス）を視認者の視点位置に追従させたり、異なる視点範囲から異なる画像を視認させたりすることが難しい。例えば、特許文献２では、視点範囲を視認者の視点位置に追従させるにあたり、ミラーなどの光学部品を機械的に移動させる大掛かりな装置が必要となり、車載製品への適用が難しい。
【０００５】
そこで、本開示は、光学部品を機械的に移動させる大掛かりな装置を用いることなく、画像の視点範囲を任意に移動できる表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、以下のような解決手段を提供する。
光を出射する光源と、
前記光源の後段に配置され、前記光源からの入射光を変調し、計算機生成ホログラムに基づく画像光を形成する空間位相変調器と、
前記空間位相変調器を制御する制御部と、を備え、
前記空間位相変調器が形成した画像光を投射してホログラム画像を表示させる表示装置であって、
前記空間位相変調器の後段に配置され、前記空間位相変調器が形成した画像光を屈折させるマイクロレンズアレイをさらに備え、
前記空間位相変調器は、前記光源からの前記入射光をすべて画像光に集中可能な位相型ホログラムを構成し、
前記空間位相変調器が形成する画像光は、複数の画素スポットにより形成され、
前記画素スポットの大きさは、前記マイクロレンズアレイの１つのレンズ領域の大きさよりも小さく設定され、
前記制御部は、前記レンズ領域における前記画素スポットの照射位置を選択する、ことを特徴とする表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、光学部品を機械的に移動させる大掛かりな装置を用いることなく、画像の視点範囲を任意に移動できる表示装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施例によるヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の側面視による概略図である。
本実施例によるヘッドアップディスプレイ装置の概略的な断面図である。
表示器及び制御部の構成を示す概略図である。
視点範囲が大きい場合の光利用効率を示す図である。
視点範囲が小さい場合の光利用効率を示す図であり、（ａ）は視点位置が高いときを示す図、（ｂ）は視点位置が低いときを示す図である。
マイクロレンズアレイの作用を示す図であり、（ａ）は画素スポットの大きさがマイクロレンズアレイの一つのレンズ領域の大きさと略同じ場合を示す図、（ｂ）は画素スポットの大きさがマイクロレンズアレイの一つのレンズ領域の大きさよりも小さい場合を示す図である。
マイクロレンズアレイの一つのレンズ領域に設定される画素スポットの照射位置を示す図であり、（ａ）はマトリクス状に設定されたすべての照射位置を示す図、（ｂ）は右上の照射位置に画素スポットを照射した状態を示す図、（ｃ）は中央の照射位置に画素スポットを照射した状態を示す図である。
複数画像表示モードの説明図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイに対する各画像光の照射位置を示す図、（ｂ）は異なる視点位置から異なる画像が視認されることを示す図である。
複数画像表示モードの具体例を示す図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイに照射される複数の画像光を示す図、（ｂ）は異なる視点位置から異なる画像が視認されることを示す図である。
複数画像表示モードの具体例を示す図であり、（ａ）は視点位置が高いときナビ画面が視認されることを示す図、（ｂ）は視点位置が低いときメーター画面が視認されることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面では、見やすさのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。
【００１０】
［ヘッドアップディスプレイ装置の構成］
図１は、本実施例によるヘッドアップディスプレイ装置Ｈが搭載された車両１０の側面視による概略図である。図１Ａは、本実施例によるヘッドアップディスプレイ装置Ｈの概略的な断面図である。図１及び図１Ａには、右手座標系で直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）が定義されている。ここでは、Ｘ軸は、車両１０の左右方向（幅方向）に対応し、Ｚ軸は、車両１０の前後方向に対応し、Ｙ軸は、車両１０の上下方向に対応する。
（【００１１】以降は省略されています）

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