JP2017068251A - Headup display and vehicle mounting headup display - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a headup display suppressing reduction of visibility.SOLUTION: A headup display 100 comprises: a display device 110; a CPU; and a projection optical system 120. The display device 110 has pixels including sub-pixels of a first color and sub-pixels of a second color, and displays an image. The CPU controls display of the display device 110. The projection optical system 120 has a dioptric system and projects a display image 111 displayed on the display device 110 onto a viewpoint area 300 of an observer D. A deflection angle of a ray of a reference outside image end Do passing through an outer side of the dioptric system with a vehicle as a reference differs from a deflection angle of a ray of a reference inside image end Di passing through an inner side of the dioptric system.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、透過型の反射部材に投射して虚像を提示するヘッドアップディスプレイに関する。   The present disclosure relates to a head-up display that projects a transmissive reflection member to present a virtual image.

特許文献１に開示のヘッドアップディスプレイ装置は、投影光学系と、フロントガラスとからなる。投影光学系は、画像の情報を持つ表示光を生成し、これを拡大投影する。フロントガラスは、表示光を反射して虚像を表示する。投影光学系は、液晶パネル、投影レンズ群、凹面ミラー等からなる。液晶パネルは、表示光を生成する。投影レンズ群は、正のパワーを有する。凹面ミラーは、この投影レンズ群に対して偏心して配置された非回転対称非球面の凹面ミラーである。投影光学系は、液晶パネルから出射する表示光を、投影レンズ群と凹面ミラーとでパワーを分散しながら拡大投影する。   The head-up display device disclosed in Patent Document 1 includes a projection optical system and a windshield. The projection optical system generates display light having image information and enlarges and projects it. The windshield reflects the display light and displays a virtual image. The projection optical system includes a liquid crystal panel, a projection lens group, a concave mirror, and the like. The liquid crystal panel generates display light. The projection lens group has a positive power. The concave mirror is a non-rotationally symmetric aspherical concave mirror disposed eccentrically with respect to the projection lens group. The projection optical system magnifies and projects the display light emitted from the liquid crystal panel while dispersing the power between the projection lens group and the concave mirror.

特開２００９−１２２５８２号公報JP 2009-122582 A

本開示は、視認性の低下を抑制するヘッドアップディスプレイを提供する。   The present disclosure provides a head-up display that suppresses a decrease in visibility.

本開示におけるヘッドアップディスプレイは、ウインドシールドを有する車両に搭載され、ウインドシールドに画像を投射して、観察者に虚像を視認させるものである。ヘッドアップディスプレイは、表示デバイスと、プロセッサと、投射光学系と、を備える。表示デバイスは、第１の色のサブ画素と第２の色のサブ画素を含む画素を有し、画像を表示する。プロセッサは、表示デバイスの表示を制御する。投射光学系は、屈折光学系を有し、表示デバイスに表示された画像を観察者の視点領域に投射する。ここで、車両を基準に屈折光学系における外側を通過する基準外側画像端の光線の偏角と内側を通過する基準内側画像端の光線の偏角とは異なる。なお、偏角とは、屈折光学系に入射する光線のベクトルと、出射する光線のベクトルとがなす角である。プロセッサは、第１の色のサブ画素で形成される画像に対して第２の色で形成される画像の画素を、中心に対して基準外側画像端側と基準内側画像端側とで非対称に変移させる。   The head-up display according to the present disclosure is mounted on a vehicle having a windshield, and projects an image on the windshield so that an observer can visually recognize a virtual image. The head-up display includes a display device, a processor, and a projection optical system. The display device includes a pixel including a first color sub-pixel and a second color sub-pixel, and displays an image. The processor controls display on the display device. The projection optical system has a refractive optical system, and projects an image displayed on the display device onto the viewpoint area of the observer. Here, the deflection angle of the light beam at the reference outer image end passing through the outside in the refractive optical system with respect to the vehicle is different from the deflection angle of the light beam at the reference inner image end passing through the inside. The declination is an angle formed by a vector of light rays incident on the refractive optical system and a vector of light rays emitted. The processor asymmetrically arranges the pixels of the image formed with the second color with respect to the image formed with the sub-pixels of the first color at the reference outer image end side and the reference inner image end side with respect to the center. Change.

本開示におけるヘッドアップディスプレイは、視認性の低下を抑制するのに有効である。   The head-up display according to the present disclosure is effective for suppressing a decrease in visibility.

実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイを搭載した車両を示す模式図Schematic diagram showing a vehicle equipped with a head-up display in the first embodiment. 実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the head-up display in the first embodiment. 実施の形態１における表示デバイスの表示画像を説明する模式図Schematic diagram illustrating a display image of a display device in Embodiment 1. 実施の形態１における制御部の電気接続状態を説明するためのブロック図Block diagram for explaining an electrical connection state of a control unit in the first embodiment 実施の形態１におけるヘッドアップディスプレイの構成を説明するための模式図Schematic diagram for describing the configuration of the head-up display in the first embodiment 実施の形態１における第２ミラーを説明するための模式図Schematic diagram for explaining the second mirror in the first embodiment 実施の形態２におけるヘッドアップディスプレイの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the head-up display in the second embodiment. 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例１の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 1 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例２の投射光学系のデータを示す図The figure which shows the data of the projection optical system of Example 2. 実施例１および２の光学データを示す図The figure which shows the optical data of Example 1 and 2

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、必要以上に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や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。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

（実施の形態１）
以下、図１〜６を用いて、実施の形態１を説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.

［１−１．構成］
［１−１−１．ヘッドアップディスプレイの全体構成］
本開示のヘッドアップディスプレイ１００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。 [1-1. Constitution]
[1-1-1. Overall configuration of the head-up display]
Specific embodiments and examples of the head-up display 100 of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００を搭載した車両２００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１００は、車両２００のウインドシールド２２０の下部にあるダッシュボード２１０内部に配置される。観察者Ｄは、ヘッドアップディスプレイ１００がウインドシールド２２０に投射する表示画像１１１（図２）を虚像Ｉとして認識する。   FIG. 1 is a diagram showing a vehicle 200 equipped with a head-up display 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the head-up display 100 is disposed inside the dashboard 210 at the bottom of the windshield 220 of the vehicle 200. The observer D recognizes the display image 111 (FIG. 2) projected by the head-up display 100 on the windshield 220 as a virtual image I.

図２は、本実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の構成を説明するための模式図である。図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０と、投射光学系１２０（第１レンズ１２１と、ミラー１２２と、第２レンズ１２３）と、制御部１５０と、カメラ１７０と、を備える。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０が表示する表示画像１１１を、ウインドシールド２２０を介して反射させて、観察者Ｄの視点領域３００に導いて虚像Ｉを視認させる。視点領域３００は、観察者Ｄが虚像Ｉを欠けることなく視認できる領域のことを意味する。カメラ１７０は、観察者Ｄの視点位置を検出する。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the head-up display 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the head-up display 100 includes a display device 110, a projection optical system 120 (a first lens 121, a mirror 122, and a second lens 123), a control unit 150, and a camera 170. Prepare. The head-up display 100 reflects the display image 111 displayed by the display device 110 through the windshield 220 and guides it to the viewpoint region 300 of the observer D so that the virtual image I is visually recognized. The viewpoint area 300 means an area where the observer D can visually recognize the virtual image I without missing it. The camera 170 detects the viewpoint position of the observer D.

ここで、表示画像１１１の光路における虚像Ｉの中心から出射する光線を基準光線Ｌｃとする。観察者Ｄが視認する基準光線Ｌｃは、実際には表示デバイス１１０から光学系を経て観察者Ｄに到達したものである。そのため、虚像Ｉの中心から出射する基準光線Ｌｃに対応する、表示デバイス１１０から観察者Ｄに到達するまでの光線も基準光線Ｌｃと表現される。また、これらの光線に対応する光路も同様に基準光線Ｌｃと表現される。後述の基準内側光線Ｌｉおよび基準外側光線Ｌｏにおいても同様である。虚像Ｉの車両外側端を形成する表示画像１１１の光路を基準外側光線Ｌｏ、虚像Ｉの車両内側端を形成する表示画像１１１の光路を基準内側光線Ｌｉ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。   Here, a light beam emitted from the center of the virtual image I in the optical path of the display image 111 is set as a reference light beam Lc. The reference light beam Lc visually recognized by the observer D actually arrives at the observer D from the display device 110 via the optical system. For this reason, the light beam corresponding to the reference light beam Lc emitted from the center of the virtual image I until reaching the observer D from the display device 110 is also expressed as the reference light beam Lc. Similarly, the optical paths corresponding to these rays are also expressed as reference rays Lc. The same applies to a reference inner ray Li and a reference outer ray Lo described later. The optical path of the display image 111 that forms the vehicle outer end of the virtual image I is referred to as a reference outer ray Lo, and the optical path of the display image 111 that forms the vehicle inner end of the virtual image I is referred to as a reference inner ray Li. However, it is assumed that the viewpoint of the observer D is at the center of the viewpoint area 300.

図３は、本実施の形態のヘッドアップディスプレイ１００に用いられる表示デバイス１１０を説明する模式図である。表示デバイス１１０は、その表示領域内において、表示画像１１１を表示する。実施の形態１では、表示画像１１１は長辺と短辺からなる長方形である。２つの短辺のうち、基準外側光線Ｌｏ、基準内側光線Ｌｉに相当する表示位置をそれぞれ、基準外側画像端Ｄｏ、基準内側画像端Ｄｉとする。また、基準光線Ｌｃに相当する位置を基準画像Ｄｃとする。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the display device 110 used in the head-up display 100 of the present embodiment. The display device 110 displays the display image 111 within the display area. In the first embodiment, the display image 111 is a rectangle having a long side and a short side. Of the two short sides, the display positions corresponding to the reference outer ray Lo and the reference inner ray Li are referred to as a reference outer image end Do and a reference inner image end Di, respectively. A position corresponding to the reference light beam Lc is set as a reference image Dc.

表示デバイス１１０は、画像を表示することができる装置であればよい。例えば、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）、プラズマディスプレイなどを用いることも可能である。また、表示デバイス１１０として、拡散反射可能なスクリーンにプロジェクタや走査型レーザを用いて画像を生成してもよい。本実施の形態における表示デバイス１１０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、の３色のサブ画素からなる画素を有している。   The display device 110 may be any device that can display an image. For example, a liquid crystal display device (Liquid Crystal Display), an organic light emitting diode (electroluminescence), a plasma display, or the like can be used. Further, as the display device 110, an image may be generated using a projector or a scanning laser on a screen that can be diffusely reflected. The display device 110 according to the present embodiment includes pixels composed of sub-pixels of three colors of R (red), G (green), and B (blue).

図４は、本実施の形態に係る制御部１５０の電気接続状態を示すブロック図である。図４に示すように、制御部１５０は、ＣＰＵ１５１とメモリ１５２とを有する。ＣＰＵ１５１は、表示デバイス１１０の制御を行い、表示画像１１１を生成する。表示画像１１１としては、例えば、道路進行案内表示や、前方車両までの距離、車のバッテリー残量、現在の車速など、各種の情報を表示することができる。メモリ１５２は、表示デバイス１１０が表示する表示画像１１１を、ウインドシールド２２０や投射光学系１２０のパワーに応じて、電子的に色補正するための補正量のパラメータを記憶する。この補正量のパラメータは、ウインドシールド２２０の形状に応じて設計される第２レンズ１２３の形状に基づいて設定される、特定の色のサブ画素に対するその他のサブ画素の変位量である。また、メモリ１５２は、表示デバイス１１０が表示する表示画像１１１を、観察者Ｄの視点位置に応じて、電子的に色補正するための補正量のパラメータを記憶する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating an electrical connection state of the control unit 150 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 4, the control unit 150 includes a CPU 151 and a memory 152. The CPU 151 controls the display device 110 and generates a display image 111. As the display image 111, for example, various information such as a road progress guidance display, a distance to a preceding vehicle, a remaining battery level of the car, and a current vehicle speed can be displayed. The memory 152 stores a correction amount parameter for electronically color correcting the display image 111 displayed by the display device 110 according to the power of the windshield 220 and the projection optical system 120. The correction amount parameter is a displacement amount of other sub-pixels with respect to a sub-pixel of a specific color, which is set based on the shape of the second lens 123 designed according to the shape of the windshield 220. Further, the memory 152 stores a correction amount parameter for electronically color correcting the display image 111 displayed by the display device 110 in accordance with the viewpoint position of the observer D.

制御部１５０は、投射光学系１２０やウインドシールド２２０で発生する歪みに応じて、あらかじめ表示画像１１１を電子的に歪ませておくことで、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させることができる。また、表示デバイス１１０は、投射光学系１２０で発生する色収差に応じて、メモリ１５２にあらかじめ記憶された補正量のパラメータに基づき、複数波長の表示画素を表示位置毎にずらして表示する。また、表示デバイス１１０は、カメラ１７０が検出する観察者Ｄの視点位置に応じて、複数波長の表示画素を表示位置毎にずらして表示することもできる。   The control unit 150 can cause the observer D to visually recognize a good virtual image I by electronically distorting the display image 111 in advance in accordance with the distortion generated in the projection optical system 120 and the windshield 220. . Further, the display device 110 displays the display pixels with a plurality of wavelengths shifted for each display position based on the correction amount parameter stored in advance in the memory 152 in accordance with the chromatic aberration generated in the projection optical system 120. In addition, the display device 110 can display the display pixels with a plurality of wavelengths shifted for each display position in accordance with the viewpoint position of the observer D detected by the camera 170.

投射光学系１２０は、第１レンズ１２１と、ミラー１２２と、第２レンズ１２３とから構成される。投射光学系１２０は、表示デバイス１１０が表示した表示画像１１１をウインドシールド２２０に投射する。具体的には、表示デバイス１１０が表示した表示画像１１１の画像光は、第１レンズ１２１を介してミラー１２２に入射する。ミラー１２２が反射する画像光は、第２レンズを介してウインドシールド２２０に投射される。   The projection optical system 120 includes a first lens 121, a mirror 122, and a second lens 123. The projection optical system 120 projects the display image 111 displayed by the display device 110 onto the windshield 220. Specifically, the image light of the display image 111 displayed by the display device 110 is incident on the mirror 122 via the first lens 121. The image light reflected by the mirror 122 is projected onto the windshield 220 through the second lens.

［１−１−２．投射光学系の構成］
以下、図５を用いて、投射光学系１２０の配置構成について説明する。 [1-1-2. Configuration of projection optical system]
Hereinafter, the arrangement configuration of the projection optical system 120 will be described with reference to FIG.

第１レンズ１２１は表示デバイス１１０よりも車両２００の前方方向であって、表示デバイス１１０の表示面に垂直な方向に対して傾けて配置している。全体として負のパワーを有する。こうすることで、表示デバイス１１０から出射する光線の角度を低減することができる。また、第１レンズ１２１は、表示デバイス１１０側すなわち入射面に凹面を有する。こうすることで、表示デバイス１１０から出射する光線が、第１レンズ１２１の表示デバイス１１０側の面に入射する角度が小さくなり、偏心歪みの影響を低減することができる。また、第１レンズ１２１は、出射面が凸面である負メニスカス形状を有する。これにより、表示デバイス１１０から出射する光線が、第１レンズ１２１のレンズ面に入射する角度が小さくなり、偏心歪みの影響を低減することができる。また、第１レンズ１２１は少なくとも一方の面に自由曲面形状を採用している。これにより、ミラー１２２、第２レンズ１２３、ウインドシールド２２０で発生する非対称な画面歪みを良好に補正することができる。   The first lens 121 is arranged in a forward direction of the vehicle 200 with respect to the display device 110 and inclined with respect to a direction perpendicular to the display surface of the display device 110. Overall, it has negative power. By doing so, the angle of the light beam emitted from the display device 110 can be reduced. The first lens 121 has a concave surface on the display device 110 side, that is, the incident surface. By doing so, the angle at which the light emitted from the display device 110 enters the surface of the first lens 121 on the display device 110 side is reduced, and the influence of eccentric distortion can be reduced. In addition, the first lens 121 has a negative meniscus shape whose exit surface is a convex surface. Thereby, the angle at which the light emitted from the display device 110 enters the lens surface of the first lens 121 is reduced, and the influence of the eccentric distortion can be reduced. The first lens 121 has a free curved surface shape on at least one surface. Thereby, the asymmetrical screen distortion which generate | occur | produces with the mirror 122, the 2nd lens 123, and the windshield 220 can be correct | amended favorably.

ミラー１２２は第１レンズ１２１よりも車両２００の前方方向に配置され、第１レンズ１２１から出射された光線を第２レンズ１２３に向けて反射するよう、その反射面を偏心して配置している。ここで、ミラー１２２の反射面は凹面形状である。これにより、表示デバイス１１０で表示した表示画像１１１を拡大して、観察者Ｄに虚像Ｉとして視認させることが可能となる。また、ミラー１２２は自由曲面形状を採用している。これは反射で生じた虚像の歪みを、視点領域３００の全域で良好な虚像Ｉが見えるように補正するためである。   The mirror 122 is arranged in the front direction of the vehicle 200 with respect to the first lens 121, and its reflection surface is decentered so as to reflect the light beam emitted from the first lens 121 toward the second lens 123. Here, the reflecting surface of the mirror 122 has a concave shape. As a result, the display image 111 displayed on the display device 110 can be enlarged and visually recognized as a virtual image I by the observer D. The mirror 122 has a free-form surface shape. This is to correct the distortion of the virtual image caused by the reflection so that a good virtual image I can be seen in the entire viewpoint area 300.

第２レンズ１２３は、正のパワーを持つフレネルレンズであり、ミラー１２２の上方に配置される。第２レンズ１２３は、ミラー１２２が反射する光線をウインドシールド２２０に向けて屈折する作用を持つ。また、図６に示すように、本実施の形態の第２レンズ１２３は、車両外側方向よりも車両内側方向の方が強い屈折作用を持つ非対称なレンズである。本実施の形態の第２レンズ１２３は、車両内側に大きなサグ量を持たせてパワーを大きくした非対称なレンズ形状としている。しかしながら、回転対称なレンズを、回転対称軸を車両外側にシフトして配置して、車両外側方向に強いパワーを持たせるようにしても良い。   The second lens 123 is a Fresnel lens having a positive power and is disposed above the mirror 122. The second lens 123 has an action of refracting the light beam reflected by the mirror 122 toward the windshield 220. Further, as shown in FIG. 6, the second lens 123 of the present embodiment is an asymmetric lens having a refractive action stronger in the vehicle inner direction than in the vehicle outer direction. The second lens 123 of the present embodiment has an asymmetric lens shape in which a large sag amount is provided on the vehicle inner side to increase the power. However, a rotationally symmetric lens may be arranged by shifting the rotationally symmetric axis to the vehicle outer side so as to have a strong power in the vehicle outer direction.

正のパワーの第２レンズ１２３を配置することで、表示デバイス１１０で表示した表示画像１１１を拡大して、観察者Ｄに虚像Ｉとして視認させることが可能となる。さらに、ミラー１２２のサイズを小型化することが可能となる。また、第２レンズ１２３は、車両外側方向よりも車両内側方向の方が強い屈折作用を持つことで、第２レンズ１２３を水平に近い角度で配置することができ、ヘッドアップディスプレイ１００の筺体の小型化を実現することができる。通常、ウインドシールドは車両外側に強い曲率をもった自由曲面形状をしている。第２レンズ１２３の車両内側に強いパワーを持たせることで非対称な歪みを補正しつつ、第２レンズ１２３を水平に近づけて配置することができる。   By disposing the second lens 123 having a positive power, the display image 111 displayed on the display device 110 can be enlarged and viewed as a virtual image I by the observer D. Furthermore, the size of the mirror 122 can be reduced. Further, since the second lens 123 has a refractive action stronger in the vehicle inner direction than in the vehicle outer direction, the second lens 123 can be disposed at an angle close to the horizontal, Miniaturization can be realized. Normally, the windshield has a free-form surface with a strong curvature on the outside of the vehicle. By giving strong power to the vehicle inner side of the second lens 123, it is possible to arrange the second lens 123 close to the horizontal while correcting asymmetric distortion.

また、第２レンズ１２３の出射面は、フレネル形状を有している。このフレネル面は、車両２００の前後方向に直線上に伸びる稜線を有する。これにより、第２レンズ１２３のレンズ厚を削減することができ、ヘッドアップディスプレイ１００を小型に構成することができる。また、第２レンズ１２３は車両の前後方向よりも車両の左右方向の方が強い曲率を有している。これによって、ミラー１２２とウインドシールド２２０で発生する非対称な歪みを補正することができる。   Further, the emission surface of the second lens 123 has a Fresnel shape. The Fresnel surface has a ridge line extending linearly in the front-rear direction of the vehicle 200. Thereby, the lens thickness of the 2nd lens 123 can be reduced and the head-up display 100 can be comprised small. The second lens 123 has a curvature that is stronger in the left-right direction of the vehicle than in the front-rear direction of the vehicle. As a result, asymmetric distortion generated in the mirror 122 and the windshield 220 can be corrected.

投射光学系１２０は、表示デバイス１１０の直後に全体として負のパワーの第１レンズ１２１を配置しているため、ミラー１２２のパワーを高める（所謂テレフォト作用）ことができる。これにより、ヘッドアップディスプレイ１００を小型に構成することができる。ここで、第１レンズ１２１は、ミラー１２２の反射面の下端よりも上方に配置される。こうすることで、ヘッドアップディスプレイ１００を車両２００の上下方向に薄く構成することができる。また、表示デバイス１１０と第１レンズ１２１の基準光線Ｌｃの間隔は、ミラー１２２と第１レンズ１２１の間隔よりも短い。これにより、第１レンズ１２１で発生する色収差量が視点領域３００内で変動するのを抑制することができる。   Since the projection optical system 120 includes the first lens 121 having a negative power as a whole immediately after the display device 110, the power of the mirror 122 can be increased (so-called telephoto action). Thereby, the head-up display 100 can be configured in a small size. Here, the first lens 121 is disposed above the lower end of the reflection surface of the mirror 122. By doing so, the head-up display 100 can be made thin in the vertical direction of the vehicle 200. Further, the distance between the reference light beam Lc between the display device 110 and the first lens 121 is shorter than the distance between the mirror 122 and the first lens 121. Thereby, it is possible to suppress the chromatic aberration amount generated in the first lens 121 from fluctuating in the viewpoint region 300.

［１−１−３．電子補正］
車両外側方向よりも車両内側方向の方が強い屈折作用を持つため、第２レンズ１２３で発生する色収差は、車両外側よりも車両内側の方が大きくなる。そのため、虚像Ｉは、非対称な色収差が発生した画像として観察者Ｄに視認される。 [1-1-3. Electronic correction]
Since the vehicle inner direction has a stronger refracting action than the vehicle outer direction, the chromatic aberration generated by the second lens 123 is larger on the vehicle inner side than on the vehicle outer side. Therefore, the virtual image I is visually recognized by the observer D as an image in which asymmetric chromatic aberration occurs.

そこで、ＣＰＵ１５１は、メモリ１５２に記憶された補正パラメータを参照して、表示画像１１１を波長毎に定められた補正量に相当する画素数だけ表示位置をずらして表示するように表示デバイス１１０を制御する。このとき、表示画像１１１における２波長以上の画素をずらして補正する。具体的には、緑色のサブ画素のみで構成される緑色画像を基準にして、赤色のサブ画素と青色のサブ画素をずらす。このとき、緑色に対して赤色と青色のずらす方向は反対方向である。また、赤色のサブ画素よりも青色のサブ画素の方が、変位量が大きい。また、メモリ１５２は、表示画像１１１の中心よりも周辺に向かうに従って大きな補正量のパラメータを有している。すなわち、メモリ１５２は、第２レンズ１２３における表示画像１１１が通る位置の屈折量の大小に応じた補正量のパラメータを有している。本実施の形態では、メモリ１５２は、表示画像１１１の中心に対して車両外側と内側とで非対称な補正量のパラメータを有している。すなわち、表示画像１１１において、基準外側画像端Ｄｏよりも基準内側画像端Ｄｉの方が、大きな変位量となる。これによって、第２レンズ１２３で発生する非対称な色収差が発生しても、色ずれを軽減した良好な虚像Ｉを観察者Ｄに視認させることができる。   Therefore, the CPU 151 refers to the correction parameter stored in the memory 152 and controls the display device 110 so that the display image 111 is displayed by shifting the display position by the number of pixels corresponding to the correction amount determined for each wavelength. To do. At this time, correction is performed by shifting pixels of two or more wavelengths in the display image 111. Specifically, the red sub-pixel and the blue sub-pixel are shifted with reference to a green image including only the green sub-pixel. At this time, the direction in which red and blue are shifted with respect to green is opposite. Further, the displacement amount of the blue sub-pixel is larger than that of the red sub-pixel. Further, the memory 152 has a parameter with a large correction amount as it goes from the center of the display image 111 to the periphery. That is, the memory 152 has a correction amount parameter according to the amount of refraction at the position where the display image 111 passes through the second lens 123. In the present embodiment, the memory 152 has a parameter of a correction amount that is asymmetric between the vehicle outer side and the inner side with respect to the center of the display image 111. In other words, in the display image 111, the reference inner image end Di has a larger displacement amount than the reference outer image end Do. As a result, even if asymmetric chromatic aberration that occurs in the second lens 123 occurs, a good virtual image I with reduced color misregistration can be viewed by the viewer D.

また、メモリ１５２は、視点領域３００における観察者Ｄの視点の位置に応じた補正量のパラメータを有している。すなわち、メモリ１５２は、観察者Ｄの視点が、車両２００の内側に位置する場合に、基準内側画像端Ｄｉの変位量が増加し、基準外側画像端Ｄｏの変位量は減少する補正量のパラメータを備える。反対に、観察者Ｄの視点が、車両２００の外側に位置する場合に、基準内側画像端Ｄｉの変位量は減少し、基準外側画像端Ｄｏの変位量は増加する補正量のパラメータを備える。これにより、観察者Ｄの視点の位置が変化した場合であっても、良好な虚像Ｉを視認させることができる。   Further, the memory 152 has a parameter of a correction amount according to the position of the viewpoint of the observer D in the viewpoint area 300. That is, the memory 152 is a correction amount parameter in which the displacement amount of the reference inner image end Di increases and the displacement amount of the reference outer image end Do decreases when the viewpoint of the observer D is located inside the vehicle 200. Is provided. On the contrary, when the viewpoint of the observer D is located outside the vehicle 200, the displacement amount of the reference inner image end Di decreases, and the displacement amount of the reference outer image end Do includes a correction amount parameter. Thereby, even if it is a case where the position of the observer's D viewpoint changes, the favorable virtual image I can be visually recognized.

［１−２．効果等］
実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００は、車両２００のウインドシールド２２０に投射して、観察者Ｄに虚像Ｉを視認させるものである。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０と、ＣＰＵ１５１と、第１レンズ１２１と、第２レンズ１２３と、ミラー１２２と、を備える。表示デバイス１１０は、複数の色のサブ画素からなる画素を有し表示画像１１１を表示する。ＣＰＵ１５１は、表示デバイス１１０の表示を制御する。ここで、屈折光学系である第２レンズ１２３において、第２レンズ１２３の車両２００の外側を通過する基準外側画像端Ｄｏの光線の偏角と内側を通過する基準内側画像端Ｄｉの光線の偏角とが異なる。なお、第２レンズ１２３における偏角とは、第２レンズ１２３に入射する光線のベクトルと、出射する光線のベクトルとがなす角である。ＣＰＵ１５１は、緑色画像に対して赤色及び青色画像を表示画像１１１の左右で非対称にずらして表示する。 [1-2. Effect]
The head-up display 100 according to the first embodiment is projected onto the windshield 220 of the vehicle 200 and causes the observer D to visually recognize the virtual image I. The head-up display 100 includes a display device 110, a CPU 151, a first lens 121, a second lens 123, and a mirror 122. The display device 110 has pixels composed of sub-pixels of a plurality of colors and displays a display image 111. The CPU 151 controls display on the display device 110. Here, in the second lens 123 that is a refractive optical system, the deflection angle of the light beam at the reference outer image end Do passing through the outside of the vehicle 200 of the second lens 123 and the deflection of the light beam at the reference inner image end Di passing through the inner side. The corner is different. The declination angle in the second lens 123 is an angle formed by a vector of light rays incident on the second lens 123 and a vector of light rays emitted. The CPU 151 displays the red and blue images that are shifted asymmetrically on the left and right of the display image 111 with respect to the green image.

これにより、視点領域３００の全域で色ずれの抑制された虚像Ｉを提示することが可能である。   Thereby, it is possible to present the virtual image I in which color misregistration is suppressed over the entire viewpoint area 300.

また、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第１レンズ１２１は、全体として負のパワーを有する。これにより、表示デバイス１１０から出射する光線の角度を小さくすることができ、視点領域３００の全域でコントラストの高い画像を視認することができる。   Moreover, the first lens 121 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 has a negative power as a whole. Thereby, the angle of the light beam emitted from the display device 110 can be reduced, and a high-contrast image can be visually recognized in the entire viewpoint area 300.

また、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０側の面が凹面形状である第１レンズ１２１を備える。これにより、表示デバイス１１０から出射した光線が第１レンズ１２１の表示デバイス１１０側面に入射する角度が小さくなり、画面歪みを良好に補正することができる。   The head-up display 100 according to the first embodiment includes the first lens 121 whose surface on the display device 110 side is concave. Thereby, the angle which the light ray radiate | emitted from the display device 110 injects into the display device 110 side surface of the 1st lens 121 becomes small, and screen distortion can be correct | amended favorably.

また、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００は、表示画像１１１の長辺方向のほうが表示画像１１１の短辺方向よりもパワーが強い第１レンズ１２１を備える。これにより、横長に設定される視点領域３００全域でコントラストの高い画像を視認することができる。   In addition, the head-up display 100 according to Embodiment 1 includes the first lens 121 having a stronger power in the long side direction of the display image 111 than in the short side direction of the display image 111. Thereby, an image with high contrast can be visually recognized in the entire viewpoint region 300 set to be horizontally long.

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第２レンズ１２３は、基準光線Ｌｃに対して傾けて配置することが望ましい。これにより、第２レンズ１２３を水平に近い角度で配置することが可能となり、ヘッドアップディスプレイ１００を小型に構成することができる。   It is desirable that the second lens 123 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 be disposed to be inclined with respect to the reference light beam Lc. Thereby, it becomes possible to arrange | position the 2nd lens 123 at the angle close | similar to a horizontal, and the head-up display 100 can be comprised small.

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第２レンズ１２３は、車両の左右方向に溝があるリニアフレネル形状であることが望ましい。これにより、第２レンズ１２３のレンズ厚を削減することができ、ヘッドアップディスプレイ１００を小型に構成することができる。   It is desirable that the second lens 123 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 has a linear Fresnel shape with grooves in the left-right direction of the vehicle. Thereby, the lens thickness of the 2nd lens 123 can be reduced and the head-up display 100 can be comprised small.

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第２レンズ１２３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画像を視認することができる。   The second lens 123 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 is preferably a free-form surface. Thereby, the screen distortion which generate | occur | produces in the windshield 220 is correct | amended favorably, and the image with few screen distortions can be visually recognized in the observer's D viewpoint area 300 whole region.

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第２レンズ１２３は、車両外側よりも車両内側に強いパワーをもつように、そのレンズ形状を設定、またはレンズをシフトさせて配置することが望ましい。これにより、車両外側で強い曲率をもつウインドシールド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。   It is desirable that the second lens 123 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 is arranged by setting the lens shape or shifting the lens so that the second lens 123 has higher power on the vehicle inner side than on the vehicle outer side. Thereby, the screen distortion generated by the windshield 220 having a strong curvature on the outside of the vehicle can be corrected well, and a good image with little screen distortion can be visually recognized in the entire viewpoint region 300 of the observer D.

実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１００の第２レンズ１２３は、車両の前後方向よりも車両の左右方向に強いパワーを持つことが望ましい。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、視点領域３００の全域で画面歪みの少ない画像を視認することができる。   The second lens 123 of the head-up display 100 according to Embodiment 1 desirably has a stronger power in the left-right direction of the vehicle than in the front-rear direction of the vehicle. Thereby, the screen distortion generated in the windshield 220 can be corrected well, and an image with little screen distortion can be visually recognized over the entire viewpoint area 300.

（実施の形態２）
以下、図７を用いて、実施の形態２を説明する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 will be described with reference to FIG.

［２−１．構成］
［２−１−１．ヘッドアップディスプレイの全体構成］
図７は、実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイ１００の構成を説明するための模式図である。図７に示すように、実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０と、投射光学系１２０（第１ミラー１２２ａと、第２ミラー１２２ｂと、第２レンズ１２３）と、を備える。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０が表示する表示画像１１１を、ウインドシールド２２０に投射して視点領域３００に導いて、観察者Ｄに虚像Ｉを視認させる。 [2-1. Constitution]
[2-1-1. Overall configuration of the head-up display]
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the configuration of the head-up display 100 according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the head-up display 100 according to the second embodiment includes a display device 110 and a projection optical system 120 (a first mirror 122a, a second mirror 122b, and a second lens 123). . The head-up display 100 projects the display image 111 displayed by the display device 110 onto the windshield 220 and guides it to the viewpoint area 300 to allow the observer D to visually recognize the virtual image I.

ここで、虚像Ｉの中心を形成する表示画像１１１の光路を基準光線Ｌｃ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。   Here, the optical path of the display image 111 that forms the center of the virtual image I is defined as a reference light beam Lc. However, it is assumed that the viewpoint of the observer D is at the center of the viewpoint area 300.

投射光学系１２０は、第１ミラー１２２ａと、第２ミラー１２２ｂと、第２レンズ１２３と、から構成される。投射光学系１２０は、表示デバイス１１０が表示した表示画像１１１をウインドシールド２２０に投射する。具体的には、表示デバイス１１０が表示した表示画像１１１の画像光は、第１ミラー１２２ａに入射する。第１ミラー１２２ａが反射する画像光は、第２ミラー１２２ｂに入射する。第２ミラー１２２ｂが反射した画像光は、第２レンズ１２３を介してウインドシールド２２０に投射される。   The projection optical system 120 includes a first mirror 122a, a second mirror 122b, and a second lens 123. The projection optical system 120 projects the display image 111 displayed by the display device 110 onto the windshield 220. Specifically, the image light of the display image 111 displayed by the display device 110 is incident on the first mirror 122a. The image light reflected by the first mirror 122a enters the second mirror 122b. The image light reflected by the second mirror 122 b is projected onto the windshield 220 through the second lens 123.

［２−１−２．投射光学系の構成］
第１ミラー１２２ａは、表示デバイス１１０よりも上方に配置され、表示デバイス１１０から出射された光線を第２ミラー１２２ｂに向けて反射するよう、その反射面を偏心して配置している。ここで、第１ミラー１２２ａの反射面は凸面形状である。これにより、第２ミラー１２２ｂで発生する非対称な歪みを良好に補正することができる。ただし、第１ミラー１２２ａは凸面形状に限定されることはなく、平面形状でも凹面形状でも良い。また、第１ミラー１２２ａは自由曲面形状を採用している。これは反射で生じた虚像の歪みを、視点領域３００の全域で良好な虚像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１２２ａは自由曲面形状に限定されることはなく、球面形状、非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。また、これらのミラーを基準光線Ｌｃに対して偏心させて配置しても良い。 [2-1-2. Configuration of projection optical system]
The first mirror 122a is disposed above the display device 110, and the reflection surface thereof is decentered so as to reflect the light emitted from the display device 110 toward the second mirror 122b. Here, the reflecting surface of the first mirror 122a has a convex shape. Thereby, the asymmetric distortion generated in the second mirror 122b can be corrected satisfactorily. However, the first mirror 122a is not limited to a convex shape, and may be a planar shape or a concave shape. The first mirror 122a adopts a free curved surface shape. This is to correct the distortion of the virtual image caused by the reflection so that a good virtual image I can be seen in the entire viewpoint area 300. However, the first mirror 122a is not limited to a free-form surface shape, and may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape. Further, these mirrors may be arranged eccentric to the reference light beam Lc.

第２ミラー１２２ｂは、第１ミラー１２２ａよりも車両２００の前方方向に配置され、第１ミラー１２２ａから出射された光線をウインドシールド２２０に向けて反射するよう、その反射面を偏心して配置している。第２ミラー１２２ｂの反射面は凹面形状である。これにより、表示デバイス１１０で表示した表示画像１１１を拡大して、観察者Ｄに虚像Ｉとして視認させることが可能となる。また、第２ミラー１２２ｂは自由曲面形状を採用している。これにより、視点領域３００の全域で良好な虚像Ｉが見えるように、反射で生じた虚像Ｉの歪みを補正できる。ただし、第２ミラー１２２ｂは自由曲面形状に限定されることはなく、球面形状、非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。また、これらのミラーを基準光線Ｌｃに対して偏心して配置しても良い。   The second mirror 122b is arranged in the forward direction of the vehicle 200 with respect to the first mirror 122a, and the reflection surface thereof is decentered so as to reflect the light emitted from the first mirror 122a toward the windshield 220. Yes. The reflection surface of the second mirror 122b has a concave shape. As a result, the display image 111 displayed on the display device 110 can be enlarged and visually recognized as a virtual image I by the observer D. The second mirror 122b has a free curved surface shape. Thereby, the distortion of the virtual image I caused by the reflection can be corrected so that a good virtual image I can be seen in the entire viewpoint area 300. However, the second mirror 122b is not limited to a free-form surface shape, and may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape. Further, these mirrors may be arranged eccentric to the reference light beam Lc.

ここで、第１ミラー１２２ａの下端は、第２ミラー１２２ｂの反射面の下端よりも上方に配置される。こうすることで、ヘッドアップディスプレイ１００を車両の上下方向に薄く構成することができる。   Here, the lower end of the first mirror 122a is disposed above the lower end of the reflection surface of the second mirror 122b. By doing so, the head-up display 100 can be made thin in the vertical direction of the vehicle.

第２レンズ１２３は、第１ミラー１２２ａ及び第２ミラー１２２ｂよりも上方に配置され、光線をウインドシールド２２０に向けて屈折する作用を持つ。また、第２レンズ１２３は基準光線Ｌｃに対して傾けて配置されている。こうすることによって、第２レンズ１２３を水平に近い角度で配置することができ、ヘッドアップディスプレイ１００の筺体の小型化を実現することができる。また、第２レンズ１２３は全体として正のパワーを持つ。これにより、表示デバイス１１０で表示した表示画像１１１を拡大して、観察者Ｄに虚像Ｉとして視認させることが可能となる。さらに、第２ミラー１２２ｂのサイズを小型化することが可能となる。また、第２レンズ１２３は自由曲面形状を採用している。これにより、ウインドシールド２２０で発生する非対称な画面歪みを補正することができる。ただし、第２レンズ１２３の面形状は自由曲面形状に限定されることはなく、球面形状、非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。また、第２レンズ１２３は車両外側方向よりも車両内側方向の方が強い屈折作用を持つように、そのレンズ形状を設定、またはそのレンズをシフトさせて配置している。例えば、レンズの形状を車両中心側に大きなサグ量を持つ非対称な形状としても良いし、回転対称なレンズを、回転対称軸を車両外側にシフトして配置しても良い。通常、自動車のウインドシールドは車両外側の曲率が大きい自由曲面形状である。そのため、第２レンズ１２３を水平に近づけて配置した場合、車両内側に強いパワーを持たせることで非対称な歪みを補正することができる。   The second lens 123 is disposed above the first mirror 122a and the second mirror 122b and has a function of refracting the light beam toward the windshield 220. Further, the second lens 123 is disposed to be inclined with respect to the reference light beam Lc. By doing so, the second lens 123 can be disposed at an angle close to horizontal, and the size of the casing of the head-up display 100 can be reduced. Further, the second lens 123 has a positive power as a whole. As a result, the display image 111 displayed on the display device 110 can be enlarged and visually recognized as a virtual image I by the observer D. Furthermore, the size of the second mirror 122b can be reduced. The second lens 123 has a free curved surface shape. Thereby, the asymmetrical screen distortion generated in the windshield 220 can be corrected. However, the surface shape of the second lens 123 is not limited to a free-form surface shape, and may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape. Further, the second lens 123 is arranged in such a manner that its lens shape is set or the lens is shifted so that the second lens 123 has a refracting action stronger in the vehicle inner direction than in the vehicle outer direction. For example, the shape of the lens may be an asymmetrical shape having a large sag amount on the vehicle center side, or a rotationally symmetric lens may be arranged with the rotationally symmetric axis shifted to the outside of the vehicle. Usually, the windshield of an automobile has a free-form surface shape with a large curvature on the outside of the vehicle. Therefore, when the second lens 123 is arranged close to the horizontal, asymmetric distortion can be corrected by giving strong power to the inside of the vehicle.

［２−１−３．電子補正］
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第２レンズ１２３で発生する色収差を補正するために、メモリ１５２に補正量のパラメータを持たせている。すなわち、第２レンズ１２３で発生する色収差は、車両外側方向よりも車両内側方向の方が大きくなり、虚像Ｉは非対称な色収差が発生した画像として観察者Ｄに視認される。そこで、表示デバイス１１０で表示画像１１１を表示する際には、波長毎に予め定められた補正量に相当する画素数だけ表示位置をずらして表示している。これによって、第２レンズ１２３の色収差による虚像Ｉの色ずれを軽減することができる。また、色収差を補正するために、表示デバイス１１０で電子的に画像の補正をするにあたっては、表示画像１１１の中心に対して車両外側と内側とで非対称な変位量となる。詳細には、メモリ１５２は、基準外側画像端Ｄｏよりも基準内側画像端Ｄｉの方が、大きな補正量となるパラメータを有する。これによって、第２レンズ１２３が非対称なパワーを有しても、色収差を抑制した虚像Ｉを観察者Ｄに視認させることができる。また、第２レンズ１２３の出射面は、フレネル形状を有している。また、第２レンズ１２３のフレネル面は、車両２００の前後方向に直線上に伸びる稜線を有する。これにより、第２レンズ１２３のレンズ厚を削減することができ、ヘッドアップディスプレイ１００を小型に構成することができる。ただし、第２レンズ形状はリニアフレネル形状に限定されることはなく、円形に溝を配置したフレネル形状であっても良いし、溝のないバルクレンズ形状であっても良い。 [2-1-3. Electronic correction]
Also in the present embodiment, in the same manner as in the first embodiment, a correction amount parameter is provided in the memory 152 in order to correct chromatic aberration generated in the second lens 123. That is, the chromatic aberration generated by the second lens 123 is larger in the vehicle inner direction than in the vehicle outer direction, and the virtual image I is visually recognized by the observer D as an image in which asymmetric chromatic aberration is generated. Therefore, when the display image 111 is displayed on the display device 110, the display position is shifted by the number of pixels corresponding to a predetermined correction amount for each wavelength. Thereby, the color shift of the virtual image I due to the chromatic aberration of the second lens 123 can be reduced. Further, when correcting the image electronically with the display device 110 to correct the chromatic aberration, the amount of displacement is asymmetrical between the outside and the inside of the vehicle with respect to the center of the display image 111. Specifically, the memory 152 has a parameter that causes the reference inner image edge Di to have a larger correction amount than the reference outer image edge Do. Thereby, even if the second lens 123 has asymmetric power, the observer D can visually recognize the virtual image I in which chromatic aberration is suppressed. Further, the emission surface of the second lens 123 has a Fresnel shape. Further, the Fresnel surface of the second lens 123 has a ridge line extending linearly in the front-rear direction of the vehicle 200. Thereby, the lens thickness of the 2nd lens 123 can be reduced and the head-up display 100 can be comprised small. However, the second lens shape is not limited to the linear Fresnel shape, and may be a Fresnel shape in which grooves are arranged in a circle or a bulk lens shape without grooves.

［２−２．効果等］
実施の形態２に係るヘッドアップディスプレイ１００は、車両２００のウインドシールド２２０に投射して、観察者Ｄに虚像Ｉを視認させるものである。ヘッドアップディスプレイ１００は、表示デバイス１１０と、ＣＰＵ１５１と、第１ミラー１２２ａ、第２ミラー１２２ｂと、第２レンズ１２３とを備える。表示デバイス１１０は、複数の色のサブ画素からなる画素を有し表示画像１１１を表示する。ＣＰＵ１５１は、表示デバイス１１０を制御する。ここで、屈折光学系である第２レンズ１２３において、第２レンズ１２３の車両２００の外側を通過する基準外側画像端Ｄｏの光線の偏角と内側を通過する基準内側画像端Ｄｉの光線の偏角とが異なる。なお、第２レンズ１２３における偏角とは、第２レンズ１２３に入射する光線のベクトルと、出射する光線のベクトルとがなす角である。ＣＰＵ１５１は、緑色画像に対して赤色及び青色画像を表示画像１１１の左右で非対称にずらして表示する。 [2-2. Effect]
The head-up display 100 according to the second embodiment is projected onto the windshield 220 of the vehicle 200 to allow the observer D to visually recognize the virtual image I. The head-up display 100 includes a display device 110, a CPU 151, a first mirror 122a, a second mirror 122b, and a second lens 123. The display device 110 has pixels composed of sub-pixels of a plurality of colors and displays a display image 111. The CPU 151 controls the display device 110. Here, in the second lens 123 that is a refractive optical system, the deflection angle of the light beam at the reference outer image end Do passing through the outside of the vehicle 200 of the second lens 123 and the deflection of the light beam at the reference inner image end Di passing through the inner side. The corner is different. The declination angle in the second lens 123 is an angle formed by a vector of light rays incident on the second lens 123 and a vector of light rays emitted. The CPU 151 displays the red and blue images that are shifted asymmetrically on the left and right of the display image 111 with respect to the green image.

これにより、視点領域３００の全域で色ずれの抑制された虚像Ｉを提示することが可能である。また、実施の形態１で用いた第１レンズ１２１を用いないため、色収差の補正が容易となる。   Thereby, it is possible to present the virtual image I in which color misregistration is suppressed over the entire viewpoint area 300. In addition, since the first lens 121 used in Embodiment 1 is not used, it is easy to correct chromatic aberration.

＜望ましい条件＞
以下、実施の形態１及び２に係るヘッドアップディスプレイ１００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１００に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、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。 <Preferred conditions>
Hereinafter, conditions that the head-up display 100 according to the first and second embodiments preferably satisfy will be described. In addition, although several preferable conditions are prescribed | regulated with respect to the head-up display 100 which concerns on each embodiment, the structure which satisfy | fills all these several conditions is the most desirable. However, by satisfying individual conditions, it is possible to obtain optical systems that exhibit corresponding effects.

本開示のヘッドアップディスプレイ１００は、以下の条件（１）を満足することが望ましい。   The head-up display 100 of the present disclosure desirably satisfies the following condition (1).

１．２ ＜ （θ２ｉ×θ１ｏ） ／ （θ２ｏ×θ１ｉ） ＜ ６．０ ・・・（１）
ここで、
θ１ｉ：ウインドシールド２２０に入射する基準内側光線のベクトルとウインドシールド２２０から反射する基準内側光線のベクトルがなす角度
θ１ｏ：ウインドシールド２２０に入射する基準外側光線のベクトルとウインドシールド２２０から反射する基準外側光線のベクトルがなす角度
θ２ｉ：第２レンズ１２３に入射する基準内側光線Ｌｉのベクトルと第２レンズ１２３から出射する基準内側光線Ｌｉのベクトルがなす角度
θ２ｏ：第２レンズ１２３に入射する基準外側光線Ｌｏのベクトルと第２レンズ１２３から出射する基準外側光線Ｌｏのベクトルがなす角度
である。 1.2 <(θ2i × θ1o) / (θ2o × θ1i) <6.0 (1)
here,
θ1i: an angle formed by a vector of a reference inner ray incident on the windshield 220 and a vector of a reference inner ray reflected from the windshield 220 θ1o: a vector of a reference outer ray incident on the windshield 220 and the reference outer reflected from the windshield 220 Angle formed by the light vector θ2i: Angle formed by the vector of the reference inner light beam Li incident on the second lens 123 and the vector of the reference inner light beam Li emitted from the second lens 123 θ2o: Reference outer light beam incident on the second lens 123 This is the angle formed by the vector of Lo and the vector of the reference outer ray Lo emitted from the second lens 123.

条件（１）は、基準外側光線Ｌｏと基準内側光線Ｌｉの第２レンズ１２３における屈折作用とウインドシールド２２０への入射角との比率を規定する条件である。条件（１）の下限を下回ると、第２レンズ１２３の車両内側の屈折作用が小さくなり、小型なヘッドアップディスプレイ１００を提供することが困難となる。   Condition (1) is a condition that defines the ratio between the refraction action of the reference outer light beam Lo and the reference inner light beam Li in the second lens 123 and the angle of incidence on the windshield 220. If the lower limit of the condition (1) is not reached, the refractive action of the second lens 123 on the vehicle inner side becomes small, and it becomes difficult to provide a small head-up display 100.

また、条件（１）の上限を上回ると、第２レンズ１２３の車両内側の屈折作用が強くなりすぎ、ウインドシールド２２０で発生する画面歪みを良好に補正することが困難となる。   If the upper limit of the condition (1) is exceeded, the refractive action on the vehicle inner side of the second lens 123 becomes too strong, and it becomes difficult to satisfactorily correct the screen distortion generated in the windshield 220.

また、さらに以下の条件（１）’を満足することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。   Further, when the following condition (1) ′ is satisfied, the above-described effect can be further achieved.

１．６ ＜ （θ２ｉ×θ１ｏ） ／ （θ２ｏ×θ１ｉ） ＜ ４．０ ・・・（１）’
また、さらに以下の条件（１）’’を満足することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。 1.6 <(θ2i × θ1o) / (θ2o × θ1i) <4.0 (1) ′
Further, the above-described effect can be further achieved by further satisfying the following condition (1) ″.

２．０ ＜ （θ２ｉ×θ１ｏ） ／ （θ２ｏ×θ１ｉ） ＜ ３．０ ・・・（１）’’
本開示のヘッドアップディスプレイ１００は、以下の条件（２）を満足することが望ましい。 2.0 <(θ2i × θ1o) / (θ2o × θ1i) <3.0 (1) ''
The head-up display 100 according to the present disclosure desirably satisfies the following condition (2).

１．５ ≦ （Ｍｉ×θ１ｏ） ／ （Ｍｏ×θ１ｉ） ・・・（２）
ここで、
θ１ｉ：ウインドシールド２２０に入射する基準内側光線のベクトルとウインドシールド２２０から反射する基準内側光線のベクトルがなす角度
θ１ｏ：ウインドシールド２２０に入射する基準外側光線のベクトルとウインドシールド２２０から反射する基準外側光線のベクトルがなす角度
Ｍｉ：基準内側画像Ｄｉにおける緑色画素に対する青色画素の変移量
Ｍｏ：基準外側画像Ｄｏにおける緑色画素に対する青色画素の変移量
である。 1.5 ≦ (Mi × θ1o) / (Mo × θ1i) (2)
here,
θ1i: an angle formed by a vector of a reference inner ray incident on the windshield 220 and a vector of a reference inner ray reflected from the windshield 220 θ1o: a vector of a reference outer ray incident on the windshield 220 and the reference outer reflected from the windshield 220 The angle formed by the light vector Mi: the amount of blue pixel shift relative to the green pixel in the reference inner image Di Mo: the amount of blue pixel shift relative to the green pixel in the reference outer image Do.

条件（２）は、基準内側画像端Ｄｉと基準外側画像端Ｄｏにおけるにおける緑色画素に対する青色画素の変移量と、基準内側光線Ｌｉと基準外側光線Ｌｏのウインドシールド２２０への入射角比率を規定する条件である。通常、ウインドシールド２２０は車両外側に向かってその曲率が大きくなっている。第２レンズ１２３はウインドシールド２２０で発生する画面歪みを補償するため、車両内側の曲率を強くすることが望ましい。例えば、条件（２）のように基準内側画像端Ｄｉの変移量を大きくすることが望ましい。条件（２）の下限を下回ると、第２レンズ１２３で発生する色収差に対して基準内側画像端Ｄｉの変移量が不足し、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させることが困難となる。また、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させるために第２レンズ１２３の車両内側のパワーが小さくなり、小型なヘッドアップディスプレイ１００を提供することが困難となる。   Condition (2) defines the amount of shift of the blue pixel with respect to the green pixel at the reference inner image edge Di and the reference outer image edge Do, and the incident angle ratio of the reference inner light beam Li and the reference outer light beam Lo to the windshield 220. It is a condition. Usually, the curvature of the windshield 220 increases toward the outside of the vehicle. In order to compensate for the screen distortion generated in the windshield 220, it is desirable that the second lens 123 has a strong curvature inside the vehicle. For example, it is desirable to increase the shift amount of the reference inner image edge Di as in the condition (2). If the lower limit of the condition (2) is not reached, the amount of shift of the reference inner image edge Di with respect to the chromatic aberration generated by the second lens 123 is insufficient, making it difficult for the observer D to visually recognize a good virtual image I. In addition, in order for the observer D to visually recognize a good virtual image I, the power inside the vehicle of the second lens 123 is reduced, and it is difficult to provide a small head-up display 100.

さらに、以下の条件（２）’を満足することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。   Furthermore, the above-described effect can be further achieved by satisfying the following condition (2) ′.

１．５ ≦ Ｍｉ ／ Ｍｏ ≦ ６．０ ・・・（２）’
条件（２）’の上限を上回ると、第２レンズ１２３で発生する色収差に対して基準内側画像端Ｄｉの変移量が過剰となり、観察者Ｄに良好な虚像Ｉを視認させることが困難となる。 1.5 ≦ Mi / Mo ≦ 6.0 (2) ′
If the upper limit of the condition (2) ′ is exceeded, the amount of shift of the reference inner image end Di becomes excessive with respect to the chromatic aberration generated by the second lens 123, and it becomes difficult for the observer D to make a good virtual image I visible. .

また、さらに以下の条件（２）’ ’を満足することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。   Further, the above-described effect can be further achieved by further satisfying the following condition (2) '.

２．０ ≦ Ｍｉ ／ Ｍｏ ≦ ５．０ ・・・（２）’ ’
なお、各実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ１００に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、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。 2.0 ≦ Mi / Mo ≦ 5.0 (2) ''
In addition, although several preferable conditions are prescribed | regulated with respect to the head-up display 100 which concerns on each embodiment, the structure which satisfy | fills all these several conditions is the most desirable. However, by satisfying individual conditions, it is possible to obtain optical systems that exhibit corresponding effects.

（数値実施例）
以下、図８Ａから図１１Ｃを用いて、実施の形態１〜２に対応する数値実施例を示す。 (Numerical example)
Hereinafter, numerical examples corresponding to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 8A to 11C.

以下、本開示によるヘッドアップディスプレイ１００について、具体的な実施例を説明する。なお、以下で説明する実施例において、表中の長さの単位は（ｍｍ）であり、角度の単位は（度）である。また、自由曲面は、次の数式で定義されるものである。   Hereinafter, specific examples of the head-up display 100 according to the present disclosure will be described. In the examples described below, the unit of length in the table is (mm), and the unit of angle is (degree). The free-form surface is defined by the following mathematical formula.

Figure 2017068251
Figure 2017068251

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である。ｒは面を定義する軸の原点における曲率半径である。ｃは面を定義する軸の原点における曲率である。ｋはコーニック定数であり、多項式係数のＣ１に相当する。Ｃｊ（ｊ＞１）は単項式ｘｍｙｎの係数である。ただし、ｍおよびｎは０以上の整数である。 Here, z is the sag amount at the position (x, y) from the axis defining the surface. r is the radius of curvature at the origin of the axis defining the surface. c is the curvature at the origin of the axis defining the surface. k is the conic constant, corresponding to C 1 polynomial coefficients. Cj (j> 1) is a coefficient of the monomial x m y n . However, m and n are integers of 0 or more.

また、各実施例において、基準となる座標原点は、表示デバイス１１０に表示された画像（表示面）の中心であり、表中では、表示面の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸、表示面に対して垂直方向をＺ軸として示している。また、偏心データにおいて、ＡＤＥとは、ミラーもしくはレンズをＸ軸を中心にＺ軸方向からＹ軸方向に回転した量、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、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。   In each embodiment, the reference coordinate origin is the center of the image (display surface) displayed on the display device 110. In the table, the horizontal direction of the display surface is the X axis, the vertical direction is the Y axis, The direction perpendicular to the display surface is shown as the Z axis. In the eccentricity data, ADE is the amount of rotation of the mirror or lens from the Z axis direction to the Y axis direction around the X axis, and BDE is the amount of rotation from the X axis direction to the Z axis direction around the Y axis. , CDE means the amount of rotation about the Z axis from the X axis direction to the Y axis direction.

（数値実施例１）
図８Ａ〜図９Ｃは、実施例１（実施の形態１）の投射光学系のデータである。図８Ａは、投射光学系１２０の各光学要素における各面の偏心データを示す。図８Ｂと図８Ｃは、曲率半径を示す。図９Ａから図９Ｃは、各光学要素における自由曲面の多項式係数を示す。 (Numerical example 1)
8A to 9C show data of the projection optical system of Example 1 (Embodiment 1). FIG. 8A shows decentering data of each surface in each optical element of the projection optical system 120. 8B and 8C show the radius of curvature. 9A to 9C show polynomial coefficients of a free-form surface in each optical element.

（数値実施例２）
図１０Ａ〜図１１Ｃは、実施例２（実施の形態２）の投射光学系のデータである。図１０Ａは、投射光学系１２０の各光学要素における各面の偏心データを示す。図１０Ｂと図１０Ｃは、曲率半径を示す。また、図１１Ａから図１１Ｃは、各光学要素における自由曲面の多項式係数を示す。 (Numerical example 2)
FIGS. 10A to 11C show data of the projection optical system of Example 2 (Embodiment 2). FIG. 10A shows decentering data of each surface in each optical element of the projection optical system 120. 10B and 10C show the radius of curvature. Moreover, FIGS. 11A to 11C show polynomial coefficients of a free-form surface in each optical element.

以下の表１に、実施の形態１及び２の条件式（１）、（２）の対応値を示す。   Table 1 below shows corresponding values of the conditional expressions (1) and (2) of the first and second embodiments.

Figure 2017068251
Figure 2017068251

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１及び２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。 (Other embodiments)
As described above, Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments that have been changed, replaced, added, omitted, and the like. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated in the said Embodiment 1 and 2 into a new embodiment.

実施の形態１及び２では、第２レンズ１２３において、第２レンズ１２３における車両の外側寄りを通過する画像端の光線の偏角よりも内側寄りを通過する画像端の光線の偏角のほうが大きくなるように構成されている。これを実現するにあたり、第２レンズには、非対称な形状のレンズを用いてもよいし、偏心させた対称レンズを用いてもよい。   In Embodiments 1 and 2, in the second lens 123, the deflection angle of the light beam at the image end passing through the inner side is larger than the deflection angle of the light beam at the image end passing through the second lens 123 toward the outer side of the vehicle. It is comprised so that it may become. In realizing this, an asymmetrical lens may be used as the second lens, or a decentered symmetric lens may be used.

また、実施の形態１及び２では第２レンズ１２３はフレネルレンズやリニアレンズを使用していたが、厚みが一定ではないフレネル形状であっても良い。   In the first and second embodiments, the second lens 123 uses a Fresnel lens or a linear lens, but may have a Fresnel shape whose thickness is not constant.

また、実施の形態１及び２では投射光学系１２０に１つ、または２つのレンズ素子を使用していたが、３つ以上のレンズ素子を使用しても良い。   In the first and second embodiments, one or two lens elements are used in the projection optical system 120, but three or more lens elements may be used.

また、実施の形態１及び２では第２レンズ１２３は上側にフレネル面を配置していたが、下面にフレネル面を配置しても良い。   In the first and second embodiments, the second lens 123 has a Fresnel surface disposed on the upper side, but a Fresnel surface may be disposed on the lower surface.

実施の形態１及び２では、第２レンズ１２３の面形状を自由曲面形状として説明したが、球面形状、非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。   In Embodiments 1 and 2, the surface shape of the second lens 123 has been described as a free-form surface shape, but it may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape.

また、実施の形態１及び２では、第２レンズ１２３の形状をリニアフレネル形状として説明したが、円形に溝を配置したフレネル形状であっても良いし、溝のないバルクレンズ形状であっても良い。   In Embodiments 1 and 2, the shape of the second lens 123 is described as a linear Fresnel shape, but it may be a Fresnel shape in which grooves are arranged in a circle, or a bulk lens shape without grooves. good.

また、実施の形態１では、第１レンズ１２１の表示デバイス１１０側面はその全面が凹面として説明したが、一部に凸面形状を有しても良い。   In the first embodiment, the entire surface of the display device 110 side surface of the first lens 121 is described as a concave surface, but a part thereof may have a convex shape.

また、実施の形態１では、第１レンズ１２１のレンズ面は負メニスカス形状として説明したが、平凹形状、両凹形状であっても良い。   In the first embodiment, the lens surface of the first lens 121 has been described as a negative meniscus shape, but may be a plano-concave shape or a biconcave shape.

また、実施の形態１では、第１レンズ１２１の面形状を自由曲面形状として説明したが、球面形状や非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。また、これらのレンズを基準光線Ｌｃに対して偏心させて配置しても良い。   In the first embodiment, the surface shape of the first lens 121 has been described as a free-form surface shape, but may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape. Further, these lenses may be arranged decentered with respect to the reference light beam Lc.

また、実施の形態１では、ミラー１２２の面形状は自由曲面形状に限定されることはなく、球面形状、非球面形状、トロイダル形状、アナモルフィック形状であっても良い。また、ミラー１２２を基準光線Ｌｃに対して偏心させて配置しても良い。   In Embodiment 1, the surface shape of the mirror 122 is not limited to a free-form surface shape, and may be a spherical shape, an aspherical shape, a toroidal shape, or an anamorphic shape. Further, the mirror 122 may be arranged eccentric to the reference light beam Lc.

また、実施の形態１では、表示デバイス１１０の直後に１枚の第１レンズ１２１を配置しているが、複数のレンズ素子を配置しても良い。   In the first embodiment, one first lens 121 is disposed immediately after the display device 110, but a plurality of lens elements may be disposed.

また、実施の形態１では、第１レンズ１２１の直後に１つのミラー１２２を配置しているが、複数のミラーを配置しても良い。   In Embodiment 1, one mirror 122 is arranged immediately after the first lens 121, but a plurality of mirrors may be arranged.

また、実施の形態１ではミラー１２２の直後に１枚の第２レンズ１２３を配置しているが、複数のレンズ素子を配置しても良いし、レンズ素子を配置しなくても良い。   In the first embodiment, one second lens 123 is disposed immediately after the mirror 122. However, a plurality of lens elements may be disposed or lens elements may not be disposed.

また、実施の形態２では、投射光学系１２０は２つのミラーを配置しているが、３枚以上のミラーを配置しても良い。また、第１ミラー１２２ａを第２ミラー１２２ｂよりも車両後方側に配置しているが、これに限定されることはなく、第１ミラー１２２ａを第２ミラー１２２ｂよりも車両前方に配置しても良いし、車両の左右方向（図４において紙面垂直方向）に配置しても良い。また、実施の形態２では表示デバイス１１０を第１ミラー１２２ａよりも下方に配置しているが、これに限定されることはない。例えば、表示デバイス１１０を第１ミラー１２２ａよりも上方に配置しても良いし、車両後方に配置しても良いし、車両の左右方向（図４において紙面垂直方向）に配置しても良い。   In Embodiment 2, the projection optical system 120 has two mirrors, but three or more mirrors may be arranged. Moreover, although the 1st mirror 122a is arrange | positioned in the vehicle rear side rather than the 2nd mirror 122b, it is not limited to this, Even if it arrange | positions the 1st mirror 122a in the vehicle front rather than the 2nd mirror 122b Alternatively, they may be arranged in the left-right direction of the vehicle (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4). In the second embodiment, the display device 110 is disposed below the first mirror 122a. However, the present invention is not limited to this. For example, the display device 110 may be disposed above the first mirror 122a, may be disposed behind the vehicle, or may be disposed in the left-right direction of the vehicle (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4).

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。   The above-described embodiments are for illustrating the technique in the present disclosure, and various modifications, replacements, additions, omissions, and the like can be made within the scope of the claims and their equivalents.

本開示は、透過性の反射部材を有する車両用のヘッドアップディスプレイなどに、本開示は適用可能である。   The present disclosure can be applied to a head-up display for a vehicle having a transmissive reflecting member.

１００ ヘッドアップディスプレイ
１１０ 表示デバイス
１１１ 表示画像
１２０ 投射光学系
１２１ 第１レンズ
１２２ ミラー
１２２ａ 第１ミラー
１２２ｂ 第２ミラー
１２３ 第２レンズ
１５０ 制御部
１５１ ＣＰＵ
１５２ メモリ
１７０ カメラ
２００ 車両
２１０ ダッシュボード
２２０ ウインドシールド
３００ 視点領域
Ｄ 観察者
Ｉ 虚像
Ｄｃ 基準画像
Ｄｉ 基準内側画像端
Ｄｏ 基準外側画像端
Ｌｃ 基準光線
Ｌｉ 基準内側光線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Head up display 110 Display device 111 Display image 120 Projection optical system 121 1st lens 122 Mirror 122a 1st mirror 122b 2nd mirror 123 2nd lens 150 Control part 151 CPU
152 memory 170 camera 200 vehicle 210 dashboard 220 windshield 300 viewpoint area D observer I virtual image Dc reference image Di reference inner image edge Do reference outer image edge Lc reference ray Li reference inner ray

Claims (6)

ウインドシールドを有する車両に搭載され、前記ウインドシールドに画像を投射して、観察者に虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
第１の色のサブ画素と第２の色のサブ画素を含む画素を有し、画像を表示する表示デバイスと、
前記表示デバイスの表示を制御するプロセッサと、
屈折光学系を有し、前記表示デバイスに表示された前記画像を観察者の視点領域に投射する投射光学系と、を備え、
前記屈折光学系に入射する光線のベクトルと、出射する光線のベクトルとがなす角である偏角は、前記車両を基準に前記屈折光学系における外側を通過する基準外側画像端の光線の偏角と前記車両を基準に前記屈折光学系における内側を通過する基準内側画像端の光線の偏角とが異なり、
前記プロセッサは、前記第１の色のサブ画素で形成される画像に対して前記第２の色のサブ画素で形成される画像の画素を、中心に対して前記基準外側画像端側と前記基準内側画像端側とで非対称に変移させる、
ヘッドアップディスプレイ。 A head-up display that is mounted on a vehicle having a windshield, projects an image onto the windshield, and allows an observer to visually recognize a virtual image,
A display device having a pixel including a first color sub-pixel and a second color sub-pixel, and displaying an image;
A processor for controlling display of the display device;
A projection optical system having a refracting optical system and projecting the image displayed on the display device to an observer's viewpoint area; and
The declination, which is the angle formed by the vector of the light beam incident on the refractive optical system and the vector of the light beam emitted, is the declination of the light beam at the reference outer image end that passes outside the refractive optical system with respect to the vehicle. And the deflection angle of the light beam at the reference inner image edge passing through the inside of the refractive optical system with respect to the vehicle,
The processor sets the pixel of the image formed by the second color sub-pixel to the image formed by the first color sub-pixel, the reference outer image end side and the reference with respect to the center. Asymmetrical transition with the inner image edge side,
Head-up display. 以下の条件（１）を満足する、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ：
１．２ ＜ （θ２ｉ×θ１ｏ） ／ （θ２ｏ×θ１ｉ） ・・・（１）
ここで、
θ１ｉ：前記ウインドシールドに入射する基準内側光線のベクトルと前記ウインドシールドから反射する基準内側光線のベクトルがなす角度
θ１ｏ：前記ウインドシールドに入射する基準外側光線のベクトルと前記ウインドシールドから反射する基準外側光線のベクトルがなす角度
θ２ｉ：屈折光学系に入射する基準内側光線のベクトルと屈折光学系から出射する基準内側光線のベクトルがなす角度
θ２ｏ：屈折光学系に入射する基準外側光線のベクトルと屈折光学系から出射する基準外側光線のベクトルがなす角度
である。 The head-up display according to claim 1, which satisfies the following condition (1):
1.2 <(θ2i × θ1o) / (θ2o × θ1i) (1)
here,
θ1i: angle formed by the vector of the reference inner ray incident on the windshield and the vector of the reference inner ray reflected from the windshield θ1o: the vector of the reference outer ray incident on the windshield and the reference outer reflected from the windshield Angle formed by light vector θ2i: Angle formed by reference inner light vector incident on refractive optical system and reference inner light vector emitted from refractive optical system θ2o: Reference outer light vector incident on refractive optical system and refractive optical This is the angle formed by the vector of the reference outer ray that exits the system. 前記第１の色は緑色であり、前記第２の色は青色であって、
以下の条件（２）を満足する、請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ：
１．５ ≦ （Ｍｉ×θ１ｏ） ／ （Ｍｏ×θ１ｉ） ・・・（２）
ここで、
Ｍｉ：虚像の内側に到達する画像の端部である基準内側画像における第１の色のサブ画素に対する第２の色のサブ画素の変移量
Ｍｏ：虚像の外側に到達する画像の端部である基準外側画像における第１の色のサブ画素に対する第２の色のサブ画素の変移量
である。 The first color is green and the second color is blue;
The head-up display according to claim 1 or 2, which satisfies the following condition (2):
1.5 ≦ (Mi × θ1o) / (Mo × θ1i) (2)
here,
Mi: A shift amount of the second color sub-pixel with respect to the first color sub-pixel in the reference inner image that is the end of the image reaching the inside of the virtual image Mo: The end of the image reaching the outside of the virtual image This is a shift amount of the second color sub-pixel with respect to the first color sub-pixel in the reference outer image. 前記屈折光学系は、前記車両の左右方向よりも前記車両の前後方向の方が強い曲率を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。 The refractive optical system has a curvature that is stronger in the front-rear direction of the vehicle than in the left-right direction of the vehicle,
The head-up display according to any one of claims 1 to 3. 前記屈折光学系は、前記画像の中心を通る基準光線に対して偏心している、
請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ。 The refractive optical system is decentered with respect to a reference ray passing through the center of the image;
The head up display of any one of Claim 1 to 4. 請求項１から５のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイを備えた、車両。   A vehicle comprising the head-up display according to claim 1.
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