JP7127415B2 - virtual image display - Google Patents

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Description

この明細書による開示は、虚像表示装置に関する。 The disclosure according to this specification relates to a virtual image display device.

従来、虚像表示装置が知られている。特許文献１に開示の虚像表示装置において、投射部は、左眼用画像及び右眼用画像を交互に配列された立体視用画像を表示している。そして、視差バリアは、左眼用画像が観察者の左眼に入射するようにし、右眼用画像が観察者の右眼に入射するようにしている。 Conventionally, a virtual image display device is known. In the virtual image display device disclosed in Patent Document 1, the projection unit displays a stereoscopic image in which left-eye images and right-eye images are alternately arranged. The parallax barrier allows the image for the left eye to enter the viewer's left eye and the image for the right eye to enter the viewer's right eye.

特開２０１５－２１５５０８号公報JP 2015-215508 A

しかしながら、特許文献１では、虚像の位置と立体映像の表示位置とが不一致となっている。これにより、観察者のピントぼけによる立体映像の解像度の低下及び当該立体映像の認識時間の遅れ等の問題が発生するので、虚像の立体視における視認性が十分に良好ではなかった。 However, in Patent Document 1, the position of the virtual image and the display position of the stereoscopic image do not match. As a result, problems such as a decrease in the resolution of the stereoscopic image and a delay in the recognition time of the stereoscopic image occur due to the blurring of the focus of the observer, and the visibility of the virtual image in the stereoscopic view is not sufficiently good.

開示されるひとつの目的は、虚像の立体視における高い視認性を実現した虚像表示装置を提供することにある。 One object of the disclosure is to provide a virtual image display device that achieves high visibility in stereoscopic viewing of a virtual image.

ここに開示された態様は、表示光を投影部（３ａ）に反射させることにより、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像を表示するように構成された虚像表示装置であって、
互いに配列された複数の視点分割素子（２１，２２１，３２１）を有し、視認領域において複数の視点（ＶＰ）が配列されるように、各視点分割素子が視点を分割する視点分割部（２０，２２０，３２０）と、
視点分割部を透過する表示光を発する画面（１３ａ）を有し、各視点分割素子に個別に対応する画面上の各領域（ＣＧＡ）において、各視点と対応付けられた視差画像を表示する視差画像表示部（１２）と、を備え、
視点分割部の虚像（ＶＩ１）における視点分割素子の配列のピッチをＰｄとし、視認領域の視点の配列の間隔をＰｅとし、視認領域から視点分割部の虚像までの距離をＬとすると、下記の数１に示される数式

Figure 0007127415000001
（但し、数１に示される数式において、Ｐ ｄ にはμｍ単位の値を代入し、Ｐ ｅ にはμｍ単位の値を代入し、Ｌにはｍ単位の値を代入する）
が成立する。 The aspect disclosed here is a virtual image display device configured to display a virtual image visible from a viewing area (EB) by reflecting display light to a projection unit (3a),
A viewpoint dividing unit (20) having a plurality of viewpoint dividing elements (21, 221, 321) arranged with each other, each viewpoint dividing element dividing a viewpoint so that a plurality of viewpoints (VP) are arranged in a visible region. , 220, 320) and
Parallax for displaying a parallax image associated with each viewpoint in each area (CGA) on the screen that individually corresponds to each viewpoint dividing element, and has a screen (13a) that emits display light that passes through the viewpoint dividing section. an image display unit (12),
Let Pd be the pitch of the arrangement of the viewpoint dividing elements in the virtual image (VI1) of the viewpoint dividing portion, Pe be the interval of the arrangement of viewpoints in the visible region, and L be the distance from the visual region to the virtual image of the viewpoint dividing portion. The formula shown in Equation 1 below
Figure 0007127415000001
 (However, in the formula shown in Equation 1, a value in μm units is substituted for Pd, a value in μm units is substituted for Pe , and a value in m units is substituted for L.)
holds.

このような態様によると、この不等式を成立させたことにより、５ｍよりも近い距離での通常の眼の調節において、視点分割部によって分割され、視認領域に配列された複数の視点のうち、観察者の１つの眼球の瞳孔に入る２つないし３つの視点間の位相の整合が回避される。そうすると、観察者の眼球と実質的に共役の関係にある立体映像の表示位置において、各視点に到達する表示光の光線を、逆向きに延長した仮想の光線は、ばらけるように構成される。すなわち、１つの瞳孔に入る各視点の表示位置が互いにずれるようになるので、観察者が実質的に認識する画素数が各視点に応じて確保される。したがって、立体映像の解像度を高くすることができる。以上により、虚像の立体視における高い視認性を実現することが可能となる。 According to this aspect, by establishing this inequality, in normal eye accommodation at a distance shorter than 5 m, among the plurality of viewpoints divided by the viewpoint dividing unit and arranged in the visual recognition area, the observation Phase matching between two or three viewpoints entering the pupil of one eye of a person is avoided. Then, at the display position of the stereoscopic image that is substantially conjugate with the eyeball of the observer, the virtual light rays obtained by extending the light rays of the display light reaching each viewpoint in the opposite direction are arranged to be dispersed. . That is, since the display positions of the viewpoints within one pupil are shifted from each other, the number of pixels that the observer can substantially recognize is ensured according to each viewpoint. Therefore, the resolution of stereoscopic video can be increased. As described above, it is possible to realize high visibility in stereoscopic vision of a virtual image.

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。 It should be noted that the reference numerals in parentheses exemplarily indicate the correspondence with the portions of the embodiment described later, and are not intended to limit the technical scope.

第１実施形態の虚像表示装置の車両への搭載状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state to the vehicle of the virtual image display apparatus of 1st Embodiment. 第１実施形態の虚像表示装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a virtual image display device according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態においてシリンドリカルレンズ、対向画像領域及び視差画像領域の対応関係を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a correspondence relationship between a cylindrical lens, a counter image area, and a parallax image area in the first embodiment; 第１実施形態の画像制御部を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an image control unit of the first embodiment; FIG. 第１実施形態の視点と立体映像との関係を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the relationship between a viewpoint and a stereoscopic image according to the first embodiment; 第１実施形態における回折の影響を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the influence of diffraction in the first embodiment; 実施例１で設定された各数値を示す表である。4 is a table showing each numerical value set in Example 1. FIG. 第１実施形態における各視点の光線のばらけ具合を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining how rays of light at each viewpoint are dispersed in the first embodiment; 第２実施形態の虚像表示装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a virtual image display device according to a second embodiment; 第３実施形態の虚像表示装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a virtual image display device according to a third embodiment;

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 A plurality of embodiments will be described below with reference to the drawings. Note that redundant description may be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of other embodiments previously described can be applied to other portions of the configuration. In addition, not only the combinations of the configurations specified in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not specified unless there is a particular problem with the combination. .

（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態による虚像表示装置は、車両１に用いられ、当該車両１のインストルメントパネル２内に収容されることにより、当該車両１に搭載されているヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１００となっている。ＨＵＤ装置１００は、車両１のウインドシールド３に設定された投影部３ａへ画像を投影することにより、観察者としての乗員により視認可能な虚像を表示する。すなわち、投影部３ａにて反射される画像の表示光が、車両１の室内に設けられた視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢに眼球５が位置する乗員が当該表示光を虚像として知覚する。後に詳述するが、本実施形態において乗員は、虚像によって認識可能となった立体映像ＳＩを認識することとなる。そして、乗員は、立体映像ＳＩによって各種情報を認識することができる。 (First embodiment)
As shown in FIG. 1 , the virtual image display device according to the first embodiment of the present disclosure is used in a vehicle 1 and installed in the vehicle 1 by being housed in an instrument panel 2 of the vehicle 1. A head-up display device (hereinafter referred to as HUD device) 100 is provided. The HUD device 100 displays a virtual image that can be visually recognized by an occupant as an observer by projecting an image onto a projection unit 3 a set on the windshield 3 of the vehicle 1 . That is, when the display light of the image reflected by the projection unit 3a reaches the visual recognition area EB provided in the interior of the vehicle 1, the occupant whose eyeball 5 is positioned in the visual recognition area EB uses the display light as a virtual image. Perceive. As will be described in detail later, in this embodiment, the occupant will recognize the stereoscopic image SI made recognizable by the virtual image. The occupant can recognize various types of information from the stereoscopic image SI.

表示される各種情報としては、例えば車両１の速度、燃料残量等の車両１の状態を示す情報、又は視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報が挙げられる。 Examples of the displayed information include information indicating the state of the vehicle 1 such as the speed of the vehicle 1 and remaining amount of fuel, or navigation information such as visibility assistance information and road information.

以下において、特に断り書きがない限り、前方、後方、前後方向、上方、下方、上下方向、左方、右方、及び左右方向の表記は、水平面ＨＰ上の車両１を基準として記載される。 Hereinafter, unless otherwise specified, forward, rearward, longitudinal, upward, downward, vertical, leftward, rightward, and lateral directions are described with reference to the vehicle 1 on the horizontal plane HP.

車両１のウインドシールド３は、例えばガラスないしは合成樹脂により透光性の板状に形成され、インストルメントパネル２よりも上方に配置されている。ウインドシールド３は、後方へ向かう程、インストルメントパネル２から離間するように、傾斜して配置されている。ウインドシールド３は、表示光が投影される投影部３ａを、滑らかな凹状湾曲を呈する曲面状に形成している。表示光の投影部３ａへの入射角は、２０°以上９０°未満に設定されることが多く、例えば６５°に設定される。 A windshield 3 of the vehicle 1 is made of, for example, glass or synthetic resin in the form of a translucent plate, and is arranged above the instrument panel 2 . The windshield 3 is arranged so as to be spaced apart from the instrument panel 2 toward the rear. The windshield 3 forms a projecting portion 3a onto which the display light is projected into a curved surface exhibiting a smooth concave curve. The incident angle of the display light to the projection unit 3a is often set to 20° or more and less than 90°, for example, 65°.

なお、投影部３ａは、ウインドシールド３に設けられていなくてもよい。例えば車両１と別体となっているコンバイナを車両１内に設置して、当該コンバイナに投影部３ａが設けられていてもよい。 Note that the projection unit 3 a may not be provided on the windshield 3 . For example, a combiner that is separate from the vehicle 1 may be installed in the vehicle 1 and the combiner may be provided with the projection unit 3a.

視認領域ＥＢは、ＨＵＤ装置１００により表示される虚像が所定の規格（例えば虚像を所定の輝度以上で視認できる）を満たすように視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域ＥＢは、典型的には、車両１に設定されたアイリプスと重なるように設定される。アイリプスは、座席４に着座した乗員のアイポイント（すなわち眼球５の位置）の空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、楕円体状に設定されている。すなわち、視認領域ＥＢは、投影部３ａよりも後方の空間に設定されている。 The visible region EB is a spatial region where the virtual image displayed by the HUD device 100 can be visually recognized so as to satisfy a predetermined standard (for example, the virtual image can be visually recognized at a predetermined brightness or higher), and is also called an eyebox. The visual recognition area EB is typically set so as to overlap the eyelip set on the vehicle 1 . The eyelip is set in an ellipsoidal shape based on an eye range that statistically represents the spatial distribution of the eyepoints (that is, the positions of the eyeballs 5) of the occupant seated on the seat 4. FIG. That is, the visual recognition area EB is set in a space behind the projection unit 3a.

このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２，３も用いて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、ハウジング１０、視差画像表示部１２、レンチキュラレンズ２０、画像制御部３０等により構成されている。 A specific configuration of such a HUD device 100 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3 as well. The HUD device 100 includes a housing 10, a parallax image display section 12, a lenticular lens 20, an image control section 30, and the like.

ハウジング１０は、例えば合成樹脂ないしは金属により、遮光性を有する中空形状に形成され、視差画像表示部１２及びレンチキュラレンズ２０を収容している。ハウジング１０は、投影部３ａと対向するように、上方に対して光学的に開口する窓部１０ａを、形成している。窓部１０ａは、透光性ないしは半透光性を有する防塵シート１０ｂによって塞がれている。 The housing 10 is made of, for example, synthetic resin or metal and has a light-shielding hollow shape, and accommodates the parallax image display section 12 and the lenticular lens 20 . The housing 10 forms a window portion 10a optically opened upward so as to face the projection portion 3a. The window portion 10a is closed with a light-transmitting or semi-light-transmitting dustproof sheet 10b.

視差画像表示部１２は、ハウジング１０において比較的下方に設置されている。本実施形態の視差画像表示部１２は、液晶表示器となっている。視差画像表示部１２は、画像表示パネル１３及びバックライト１４を有し、例えば箱状のケーシングにこれらを収容して形成されている。バックライト１４には、いわゆるエッジ型のバックライト、直下型のバックライト等、種々の構成が採用され得る。 The parallax image display unit 12 is installed relatively below the housing 10 . The parallax image display unit 12 of this embodiment is a liquid crystal display. The parallax image display unit 12 has an image display panel 13 and a backlight 14, which are housed in, for example, a box-shaped casing. As the backlight 14, various configurations such as a so-called edge type backlight, a direct type backlight, and the like can be adopted.

画像表示パネル１３は、画像を実像表示する平板状の表示素子である。本実施形態では、画像表示パネル１３として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いたＴＦＴ液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の画素により表示画面１３ａを形成するアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルが採用されている。 The image display panel 13 is a flat display element that displays an image as a real image. In this embodiment, the image display panel 13 is a TFT liquid crystal panel using thin film transistors (TFTs), and is an active matrix type liquid crystal panel that forms a display screen 13a with a plurality of pixels arranged in a two-dimensional direction. A transmissive LCD panel is used.

画像表示パネル１３は、長手方向及び短手方向を有する矩形状を呈している。画素が長手方向及び短手方向に沿って配列されることで、表示画面１３ａもまた矩形状を呈している。 The image display panel 13 has a rectangular shape with a longitudinal direction and a lateral direction. The display screen 13a also has a rectangular shape by arranging the pixels along the longitudinal direction and the lateral direction.

画像表示パネル１３には、一対の偏光板及び当該一対の偏光板に挟まれた液晶層等が積層されている。一対の偏光板はその偏光軸を互いに実質直交するように配置されている。液晶層では、画素毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層を透過する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。こうして、表示画素毎に、表示画面側の偏光板を透過する光の透過率を制御することが可能となっている。 The image display panel 13 is laminated with a pair of polarizing plates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of polarizing plates. A pair of polarizing plates are arranged so that their polarizing axes are substantially perpendicular to each other. In the liquid crystal layer, by applying a voltage to each pixel, it is possible to rotate the polarization direction of light passing through the liquid crystal layer according to the applied voltage. In this way, it is possible to control the transmittance of light passing through the polarizing plate on the display screen side for each display pixel.

したがって、画像表示パネル１３は、バックライト１４側の表面である照明対象面を当該バックライト１４により照明され、画素毎の透過率が制御されることで、表示画面１３ａに画像を表示することが可能となっている。隣り合う画素には、互いに異なる色のカラーフィルタ（例えば赤、緑及び青）が設けられており、これらの組み合わせにより、様々な色が表現されるようになっている。 Therefore, the image display panel 13 can display an image on the display screen 13a by illuminating the illumination target surface, which is the surface on the backlight 14 side, by the backlight 14 and controlling the transmittance of each pixel. It is possible. Adjacent pixels are provided with color filters of different colors (eg, red, green, and blue), and various colors are represented by combinations of these.

表示画面１３ａは、その長手方向が左右方向に沿うように配置され、上方のウインドシールド３側を向いていることにより、表示光は、各画素から上方へと射出されるように発光する。 The display screen 13a is arranged so that its longitudinal direction extends in the left-right direction and faces the upper windshield 3 side, so that display light is emitted upward from each pixel.

レンチキュラレンズ２０は、例えばガラスないしは合成樹脂により形成され、透光性を有している。レンチキュラレンズ２０は、複数のシリンドリカルレンズ２１が配列された板状に形成されている。レンチキュラレンズ２０は、表示光の光路上に配置され、例えば表示画面１３ａに接するように配置されていることで、画像表示パネル１３と一体的に構成されている。 The lenticular lens 20 is made of glass or synthetic resin, for example, and has translucency. The lenticular lens 20 is formed in a plate shape in which a plurality of cylindrical lenses 21 are arranged. The lenticular lens 20 is arranged on the optical path of the display light, and is arranged so as to be in contact with the display screen 13a, for example, so that it is integrated with the image display panel 13 .

レンチキュラレンズ２０は、表示光が投影部３ａに投影されることに伴って、投影部３ａを挟んで視認領域ＥＢとは反対側、すなわちウインドシールド３よりも前方の車外の空間に、当該レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１を形成する。このレンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１は、表示光が結像されて認識される映像とは別物である。このレンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１は、仮に視差画像表示部１２の電源をオフにすると共にレンチキュラレンズ２０が例えば太陽光等の外光に十分に照明されていれば、視認領域ＥＢからレンチキュラレンズ２０の形状を写した像として実際に確認できる可能性はあるが、そうでなければ、表示光による立体映像ＳＩとの輝度コントラストの影響により直接的な確認は困難である。 As the display light is projected onto the projection unit 3a, the lenticular lens 20 is projected on the opposite side of the visual recognition area EB across the projection unit 3a, i.e., in the space outside the vehicle ahead of the windshield 3. 20 virtual images VI1 are formed. The virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is different from the image formed by the display light and recognized. If the parallax image display unit 12 is turned off and the lenticular lens 20 is sufficiently illuminated by external light such as sunlight, the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is projected from the visual recognition area EB into the lenticular lens 20. There is a possibility that it can actually be confirmed as an image of the shape, but if not, it is difficult to directly confirm it due to the effect of the brightness contrast with the stereoscopic image SI due to the display light.

シリンドリカルレンズ２１は、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１において、上下方向に沿って延伸するように配置される。上述のように傾斜する投影部３ａでの反射によって、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１が形成されるので、実体物としてのシリンドリカルレンズ２１は、前後方向に沿って延伸する。実体物としてのシリンドリカルレンズ２１の配列方向は、左右方向に沿っており、虚像ＶＩ１に映るシリンドリカルレンズ２１の配列方向も、左右方向に沿っている。なお、図２では、シリンドリカルレンズ２１のうち一部にのみ符号が付されている。 The cylindrical lens 21 is arranged to extend in the vertical direction in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 . Since the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is formed by the reflection at the inclined projection unit 3a as described above, the cylindrical lens 21 as a physical object extends along the front-rear direction. The arrangement direction of the cylindrical lenses 21 as a real object is along the left-right direction, and the arrangement direction of the cylindrical lenses 21 reflected in the virtual image VI1 is also along the left-right direction. In FIG. 2, only a part of the cylindrical lenses 21 are denoted by reference numerals.

シリンドリカルレンズ２１の配列のピッチは、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１において、均等化されるように、より好ましくは均等なピッチとなるように形成されている。すなわち、実体物としてのシリンドリカルレンズ２１の配列のピッチは、投影部３ａの曲面形状を考慮して、変調している。より詳細に、投影部３ａでの表示光の反射を原因としてレンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１にて生じ得る歪曲収差を考慮して、実体物のシリンドリカルレンズ２１の配列のピッチが、例えばレンチキュラレンズ２０の中央部から左右に向かう程大きくなるように、予め設定されている。なお、本実施形態の「均等化」とは、実体物のシリンドリカルレンズ２１のピッチを均等にした場合の虚像ＶＩ１でのピッチＰｄの乱れに対して、当該乱れが小さくなるように改善が図られていることを意味する。 The pitch of the arrangement of the cylindrical lenses 21 is formed so as to be uniform, more preferably uniform, in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 . In other words, the pitch of the arrangement of the cylindrical lenses 21 as an entity is modulated in consideration of the curved surface shape of the projection unit 3a. More specifically, considering the distortion aberration that can occur in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 due to the reflection of the display light on the projection unit 3a, the pitch of the arrangement of the cylindrical lenses 21 of the physical object is adjusted to, for example, the pitch of the lenticular lens 20. It is set in advance so that it becomes larger toward the left and right from the central portion. Note that the “equalization” in this embodiment refers to an improvement that reduces the disturbance of the pitch Pd in the virtual image VI1 when the pitch of the cylindrical lens 21 of the physical object is made uniform. It means that

図３に示すように、各シリンドリカルレンズ２１は、例えば、表示画面１３ａ側の面２１ａを、レンチキュラレンズ２０全体に共通の平面状に形成し、反対側の面２１ｂを、その配列方向を含む縦断面において湾曲する凸シリンドリカル面状に形成している。 As shown in FIG. 3, each cylindrical lens 21 has, for example, a surface 21a on the side of the display screen 13a formed in a plane common to the entire lenticular lens 20, and a surface 21b on the opposite side formed in a longitudinal section including the arrangement direction. It is formed into a convex cylindrical surface that is curved on the surface.

そして、面２１ａと対向する画像表示パネル１３の表示画面１３ａ上には、各シリンドリカルレンズ２１に対して個別に対応する対向画像領域ＣＧＡが設定されている。各対向画像領域ＣＧＡは、各々対をなすシリンドリカルレンズ２１と対向する領域として仮想的に（換言すると画像制御上の仮想領域として）設定されている。本実施形態において、各対向画像領域ＣＧＡは、シリンドリカルレンズ２１の延伸方向に沿った方向を長手方向とし、シリンドリカルレンズ２１の配列方向を短手方向とした細長い矩形状の領域となっている。シリンドリカルレンズ２１は、互いに重複せずに隙間なく配列されているので、対向画像領域ＣＧＡも、互いに重複せずに隙間なく配列されている。 On the display screen 13a of the image display panel 13 facing the surface 21a, a facing image area CGA corresponding to each cylindrical lens 21 is set. Each opposing image area CGA is set virtually (in other words, as a virtual area for image control) as an area facing the paired cylindrical lenses 21 . In the present embodiment, each opposing image area CGA is an elongated rectangular area whose longitudinal direction is the direction along which the cylindrical lenses 21 are extended and whose lateral direction is the arrangement direction of the cylindrical lenses 21 . Since the cylindrical lenses 21 are arranged without overlapping each other without any gaps, the opposing image areas CGA are also arranged without any gaps without overlapping each other.

各対向画像領域ＣＧＡから射出される表示光が、個別に対応するシリンドリカルレンズ２１に入射するようになっている。シリンドリカルレンズ２１による屈折作用によって、同一の対向画像領域ＣＧＡに属し、配列方向に互いにずれた位置の各画素から射出される各表示光は、レンチキュラレンズ２０を透過することに伴って、配列方向を含む縦断面において互いに異なる方向へ屈折されることとなる。 The display light emitted from each counter image area CGA is made incident on the corresponding cylindrical lens 21 individually. Due to the refracting action of the cylindrical lens 21, each display light emitted from each pixel belonging to the same opposing image area CGA and positioned at positions mutually shifted in the arrangement direction passes through the lenticular lens 20, and thus changes in the arrangement direction. They are refracted in directions different from each other in the vertical cross section including them.

なお、レンチキュラレンズ２０の各シリンドリカルレンズ２１は、表示画面１３ａの虚像ＶＩ２を視認領域ＥＢから３ｍ以上かつ５ｍ以下の距離に結像させるように、表示画面１３ａの虚像ＶＩ２の結像位置を調整する光学パワーを有していることが好ましい。 Each cylindrical lens 21 of the lenticular lens 20 adjusts the imaging position of the virtual image VI2 of the display screen 13a so that the virtual image VI2 of the display screen 13a is formed at a distance of 3 m or more and 5 m or less from the visible area EB. It preferably has optical power.

図４に示す画像制御部３０は、いわゆるコンピュータであり、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、入出力インターフェースを含む電子回路を主体として構成されている。プロセッサは、メモリに記憶されているコンピュータプログラムを実行する演算回路である。メモリ装置は、例えば半導体メモリ等によって提供され、プロセッサによって読み取り可能なコンピュータプログラム及びデータを非一時的に格納するための非遷移的実体的記憶媒体である。 The image control unit 30 shown in FIG. 4 is a so-called computer, and is mainly composed of electronic circuits including at least one processor, memory, and input/output interface. A processor is an arithmetic circuit that executes a computer program stored in memory. A memory device is provided by, for example, a semiconductor memory or the like, and is a non-transitional physical storage medium for non-temporarily storing computer programs and data readable by a processor.

画像制御部３０は、視差画像表示部１２と通信可能に接続されており、表示画面１３ａに表示される画像を制御する。加えて、画像制御部３０は、通信を用いた電気信号の入力によって、車両１からの各種情報を取得可能に構成されている。なお、画像制御部３０と各要素との間の通信は、有線通信、無線通信を問わず各種の好適な通信方式が採用され得る。 The image control unit 30 is communicably connected to the parallax image display unit 12, and controls images displayed on the display screen 13a. In addition, the image control unit 30 is configured to be able to acquire various types of information from the vehicle 1 by inputting electrical signals using communication. For communication between the image control unit 30 and each element, various suitable communication methods can be adopted regardless of wired communication or wireless communication.

画像制御部３０は、機能ブロックとして、視差画像制御部３１及びフィードバック制御部３２を有している。視差画像制御部３１は、表示画面１３ａの各対向画像領域ＣＧＡを仮想的に設定し、さらに各対向画像領域ＣＧＡをシリンドリカルレンズ２１の配列方向に分割した細切りの視差画像領域ＰＧＡを仮想的に設定した上で、表示画面１３ａに表示される画像を制御する。同一の対向画像領域ＣＧＡに属する視差画像領域ＰＧＡは、典型的には、乗員の眼球５が位置することとなる視認領域ＥＢに設定される視点ＶＰの全数と同数となるように、設けられる。なお、図３は、図の視認性の観点から、視差画像領域ＰＧＡの分割数を実際よりも少なくして記載されている。 The image control unit 30 has a parallax image control unit 31 and a feedback control unit 32 as functional blocks. The parallax image control unit 31 virtually sets each opposing image area CGA of the display screen 13a, and further virtually sets the chopped parallax image area PGA obtained by dividing each opposing image area CGA in the arrangement direction of the cylindrical lenses 21. After that, the image displayed on the display screen 13a is controlled. The parallax image areas PGA belonging to the same opposing image area CGA are typically provided so as to have the same number as the total number of viewpoints VP set in the visual recognition area EB where the eyeballs 5 of the occupants are located. Note that FIG. 3 is illustrated with the number of divisions of the parallax image area PGA smaller than the actual number from the viewpoint of the visibility of the drawing.

同一の対向画像領域ＣＧＡに属する各視差画像領域ＰＧＡでは、視認領域ＥＢに設定される各視点と個別に対応付けられた視差画像が表示される。隣り合う視差画像領域ＰＧＡでは、視認領域ＥＢにおいて隣り合う２視点の間隔（以下、視点間隔Ｐｅという）分の視差を表現するような視差画像が表示される。各視差画像領域ＰＧＡに表示された各視差画像からの表示光が、シリンドリカルレンズ２１において互いに異なる方向へ屈折されることにより、その後の投影部３ａでの反射を経て、視認領域ＥＢにおいて個別に対応する視点ＶＰの位置に到達する。 In each parallax image area PGA belonging to the same opposing image area CGA, a parallax image individually associated with each viewpoint set in the visual recognition area EB is displayed. In the adjacent parallax image area PGA, a parallax image is displayed that expresses a parallax corresponding to the distance between two adjacent viewpoints (hereinafter referred to as viewpoint distance Pe ) in the visual recognition area EB. The display light from each parallax image displayed in each parallax image area PGA is refracted in mutually different directions by the cylindrical lens 21, and is then reflected by the projection unit 3a to be individually corresponded in the visual recognition area EB. The position of the viewpoint VP is reached.

こうした視差画像が、各対向画像領域ＣＧＡにおいて同様に表示されることにより、１つの視点ＶＰに対して、各対向画像領域ＣＧＡ内の１つの視差画像が個別に対応している。すなわち、１つの視点ＶＰに対して、異なる対向画像領域ＣＧＡに属する複数の視差画像が対応している。より詳細には、１つの視点ＶＰには、各シリンドリカルレンズ２１を経由した所定の視差画像からの表示光がそれぞれ到達するようになっている。 Such parallax images are similarly displayed in each opposing image area CGA, so that one parallax image in each opposing image area CGA individually corresponds to one viewpoint VP. That is, a plurality of parallax images belonging to different opposing image areas CGA correspond to one viewpoint VP. More specifically, display light from a predetermined parallax image via each cylindrical lens 21 reaches one viewpoint VP.

したがって、レンチキュラレンズ２０は、視点分割素子としてのシリンドリカルレンズ２１によって視認領域ＥＢにおける視点ＶＰを複数に分割する視点分割部として機能する。レンチキュラレンズ２０において、視点分割素子を構成するシリンドリカルレンズ２１は、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１において左右方向に配列されているので、視認領域ＥＢにおける視点ＶＰも、左右方向に配列されたものとなる。 Therefore, the lenticular lens 20 functions as a viewpoint dividing unit that divides the viewpoint VP in the visual recognition area EB into a plurality of viewpoints by the cylindrical lens 21 as a viewpoint dividing element. In the lenticular lens 20, the cylindrical lenses 21 forming the viewpoint dividing elements are arranged in the horizontal direction in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20, so the viewpoints VP in the visual recognition area EB are also arranged in the horizontal direction.

なお、シリンドリカルレンズ２１により分割される視点ＶＰは、「点」と表現しているが、視点分割素子としてのシリンドリカルレンズ２１を１方向に配列した本実施形態においては、厳密には、シリンドリカルレンズ２１の延伸方向に対応する上下方向に延伸する「線」状に設定される。このため、本実施形態の視点ＶＰは、形状としての「点」というよりは、視るための「位置」を意味している。なお、図２，５では、視点ＶＰのうち一部が模式的に示されている。 The viewpoint VP divided by the cylindrical lens 21 is expressed as a "point". It is set in a "line" shape extending in the vertical direction corresponding to the extending direction of the . Therefore, the viewpoint VP in this embodiment means a "position" for viewing rather than a "point" as a shape. 2 and 5 schematically show part of the viewpoint VP.

視認領域ＥＢにおける視点ＶＰの分割によって、例えば１つの眼球５の瞳孔に対して複数の視点ＶＰが重なれば、これら複数の視点ＶＰから視認される視差画像の間で生じさせられる視差が乗員の認識に影響する。また、例えば右眼に重なる視点ＶＰと、左眼に重なる視点ＶＰとが異なれば、右眼に重なる視点ＶＰから視認される視差画像と、左眼に重なる視点ＶＰから視認される視差画像との間で生じさせられる視差が乗員の認識に影響する。 If, for example, a plurality of viewpoints VP overlap with the pupil of one eyeball 5 by dividing the viewpoints VP in the visual recognition area EB, the parallax generated between the parallax images visually recognized from the plurality of viewpoints VP will be felt by the occupant. affect cognition. In addition, for example, if the viewpoint VP overlapping the right eye and the viewpoint VP overlapping the left eye are different, the parallax image visually recognized from the viewpoint VP overlapping the right eye and the parallax image visually recognized from the viewpoint VP overlapping the left eye. The parallax created between affects the perception of the occupants.

こうした視差の影響を受け、図５に示すように、表示光によって乗員に認識される映像は、視差画像表示部１２の虚像ＶＩ２そのものというよりは、視差画像表示部１２の虚像ＶＩ２とは異なる距離に浮かび上がる立体映像ＳＩとなる。この立体映像ＳＩと乗員の眼球５とが共役の関係になる。 Due to the influence of such parallax, as shown in FIG. 5, the image recognized by the occupant by the display light is not the virtual image VI2 itself of the parallax image display unit 12, but a distance different from the virtual image VI2 of the parallax image display unit 12. It becomes a stereoscopic image SI that emerges. This stereoscopic image SI and the occupant's eyeball 5 have a conjugate relationship.

本実施形態では、乗員の１つの眼球５の瞳孔に複数の視点ＶＰを入れるために、視点間隔Ｐｅが乗員の瞳孔径以下、好ましくは瞳孔径の半分以下となるように設定されている。すなわち、最低でも、右眼の眼球５に２つ以上の視点ＶＰ、左眼の眼球５に２つ以上の視点ＶＰが設定される。このため、本実施形態における視点ＶＰの分割数は、最低でも４つ以上であり、実際的には視認領域ＥＢに多数の視点ＶＰが設定される。 In this embodiment, the viewpoint interval Pe is set to be equal to or less than the occupant's pupil diameter, preferably less than half the pupil diameter, in order to put a plurality of viewpoints VP in the pupil of one eyeball 5 of the occupant. That is, at least two or more viewpoints VP are set for the eyeball 5 of the right eye, and two or more viewpoints VP are set for the eyeball 5 of the left eye. Therefore, the number of divided viewpoints VP in the present embodiment is at least four, and in practice a large number of viewpoints VP are set in the visual recognition area EB.

視点間隔Ｐｅを適切に設定することにより、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１とは異なる位置（例えば視認領域ＥＢを基準として虚像ＶＩ１よりも遠方）で、各視点ＶＰに入射する表示光の光線が散る（ばらける）ようになる。立体映像ＳＩの表示位置にて各視点ＶＰに対応する光線がばらけるようにすることで、立体映像ＳＩを視認する乗員に画素数が増えたように認識させることができるため、立体映像ＳＩの解像度が高く認識されるようになる。 By appropriately setting the viewpoint interval Pe , the rays of the display light incident on each viewpoint VP are scattered at positions different from the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 (for example, farther than the virtual image VI1 with respect to the visual recognition area EB). (split apart). By separating the light beams corresponding to each viewpoint VP at the display position of the stereoscopic image SI, it is possible for the passenger viewing the stereoscopic image SI to perceive that the number of pixels has increased. Higher resolution will be recognized.

そして、立体映像ＳＩの表示距離（すなわち視認領域ＥＢから立体映像ＳＩまでの距離）をＺとすると、表示距離Ｚにおける表示光の光線の分布は、乗員の眼の調節がＺに合焦されていると仮定すると、以下の数式２で表される。

Figure 0007127415000002
Assuming that the display distance of the stereoscopic image SI (that is, the distance from the visible area EB to the stereoscopic image SI) is Z, the distribution of the light rays of the display light at the display distance Z is as follows: is represented by the following Equation 2.
Figure 0007127415000002

数式２において、Ｐｄはレンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１におけるシリンドリカルレンズ２１の配列のピッチ、Ｌは視認領域ＥＢからレンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１までの距離、ｍは１つの瞳孔に入る視点数、θは視野角、ＰＳＦは回折作用を考慮するための点像分布関数、ｇは視差画像表示部１２の虚像ＶＩ２における画素１ピクセルの発光幅、ｎはレンチキュラレンズ２０の要素レンズ（すなわちシリンドリカルレンズ２１）の数である。 In Equation 2, Pd is the pitch of the arrangement of the cylindrical lenses 21 in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20, L is the distance from the visible area EB to the virtual image VI1 of the lenticular lens 20, m is the number of viewpoints that enter one pupil, and θ is The viewing angle, PSF is a point spread function for considering the diffraction effect, g is the light emission width of one pixel in the virtual image VI2 of the parallax image display unit 12, and n is the element lens of the lenticular lens 20 (that is, the cylindrical lens 21). is a number.

また数式２において、以下の数式３で表される項は、各視点ＶＰ間の立体映像ＳＩの表示位置での位相差を表している。

Figure 0007127415000003
In Equation 2, the term represented by Equation 3 below represents the phase difference at the display position of the stereoscopic video SI between the viewpoints VP.
Figure 0007127415000003

ここで本実施形態では、ｍ＝２の条件が設定されている。この条件は、最低２つの視点ＶＰが１つの瞳孔に入ることを意味する。ｍを大きくし過ぎると、視認領域ＥＢ自体が狭くなるため、乗員が頭を少し動かしただけで立体映像ＳＩが視認されなくなってしまうというデメリットが生じる。 Here, in this embodiment, the condition of m=2 is set. This condition means that at least two viewpoints VP enter one pupil. If m is too large, the visual recognition area EB itself becomes narrow, resulting in a demerit that the 3D image SI cannot be visually recognized even if the occupant moves his or her head slightly.

１つの眼球５の瞳孔に入る各視点ＶＰの位相が互いにずれるようにするには、数２で示される位相差の絶対値を、１よりも小さく設定すればよい。仮に、位相差の絶対値が１である場合には、１つの眼球５の瞳孔に入った視点ＶＰ間で、位相が一致してしまうため、位相差を１よりも小さく設定すべきである。したがって、以下の数式４の条件が導出される。

Figure 0007127415000004
In order to shift the phases of the viewpoints VP entering the pupil of one eyeball 5, the absolute value of the phase difference shown by Equation 2 should be set smaller than one. If the absolute value of the phase difference is 1, then the phases of viewpoints VP entering the pupil of one eyeball 5 match, so the phase difference should be set smaller than 1. Therefore, the condition of Equation 4 below is derived.
Figure 0007127415000004

また、乗員の眼の調節は、正視の場合、通常、５ｍよりも近い距離での調節であり、また、運転中では３ｍよりも近い距離に調節することも少ないことが判っている。このため、３≦Ｚ≦５の範囲において、位相差の絶対値が１より小さくなればよいが、表示距離Ｚの上限値であるＺ＝５において、位相差の絶対値が最大となるので、実際には以下の数式５の条件が成立すればよい。

Figure 0007127415000005
In addition, it has been found that occupants usually adjust their eyes to a distance shorter than 5 m when they are emmetropic, and they rarely adjust their eyes to a distance shorter than 3 m while driving. Therefore, in the range of 3≦Z≦5, the absolute value of the phase difference should be less than 1. However, the absolute value of the phase difference becomes maximum at Z=5, which is the upper limit value of the display distance Z. Actually, it is sufficient if the condition of Expression 5 below is satisfied.
Figure 0007127415000005

本実施形態では、この数式５を満たすように、視点間隔Ｐｅ、ピッチＰｄ、及び距離Ｌが設定されている。特に本実施形態では、虚像ＶＩ１の全幅に対して数式４を充たすように、視点間隔Ｐｅ、ピッチＰｄ、及び距離Ｌが設定されている。 In this embodiment, the viewpoint interval P e , the pitch P d , and the distance L are set so as to satisfy Equation 5. FIG. Especially in this embodiment, the viewpoint interval P e , the pitch P d , and the distance L are set so as to satisfy Equation 4 with respect to the full width of the virtual image VI1.

図６に示すように、表示画面１３ａ上に表示される視差画像の表示光は、幾何光学に基づけば、シリンドリカルレンズ２１にて屈折されて、当該シリンドリカルレンズ２１の光学パワーに応じた位置に結像される。しかしながら、仮にピッチＰｄを適切に設定しない場合、シリンドリカルレンズ２１の配列が回折格子として機能して、回折作用を受けた表示光は所定の強度分布（図６の視認領域ＥＢ側のドットのハッチング部分を参照）に拡がってしまう。そうすると、視差画像にぼけが発生するばかりか、乗員は、虚像ＶＩ１自体をより近い位置で結像されているように認識してしまう。通常Ｌが１ｍ程度に設定されることを考慮すると、ピッチＰｄは１ｍｍ以上に設定されることが好ましい。ただし、以下のようにより厳密な条件も得られる。 As shown in FIG. 6, the display light of the parallax image displayed on the display screen 13a is refracted by the cylindrical lens 21 and condensed at a position corresponding to the optical power of the cylindrical lens 21 according to geometrical optics. imaged. However, if the pitch Pd is not appropriately set, the arrangement of the cylindrical lenses 21 functions as a diffraction grating, and the display light subjected to the diffraction action has a predetermined intensity distribution (hatched dots on the visual recognition area EB side in FIG. 6). part). As a result, not only does the parallax image blur, but the occupant perceives the virtual image VI1 itself as being formed at a closer position. Considering that L is usually set to about 1 m, the pitch Pd is preferably set to 1 mm or more. However, more stringent conditions are also obtained as follows.

ここで、視差画像表示部１２において、白色を表示（赤、緑及び青の各画素を全て点灯表示）したときの波長の重心位置をλｇと定義する。この重心位置λｇは、各波長に、当該波長の発光強度を重み付けして得られる値である。この重心位置λｇに基づき、以下の数式６が成立することが好ましい。

Figure 0007127415000006
Here, in the parallax image display unit 12, the centroid position of the wavelength when white is displayed (all pixels of red, green, and blue are lit) is defined as λg . This barycenter position λg is a value obtained by weighting each wavelength with the emission intensity of the wavelength. Based on this center-of-gravity position λ g , it is preferable that Equation 6 below holds.
Figure 0007127415000006

数式６の左辺は、波長λｇのガウシアンビームがＦナンバーＬ／Ｐｄを有している場合の集光位置におけるスポット径を表している。ここでのスポット径とは、光線のピーク強度を１とした際に、光線強度が１／ｅ２となる幅のことである。つまり、数式６はレンチキュラレンズ２０から射出した光線が仮に、視認領域ＥＢで集光した際のスポット径が、ピッチＰｄよりも小さくなることを意味している。この数式６の条件を満足することにより、レンチキュラレンズ２０による回折の影響が低減され、レンチキュラレンズ２０の光学パワーによって虚像ＶＩ２の位置を決定することができる。そのため、適切な光学パワーをレンチキュラレンズ２０に設定することにより立体映像ＳＩのぼけが低減される。結局、数式６を変形することにより、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１におけるシリンドリカルレンズ２１の配列のピッチＰｄの設定条件として、以下の数式７の条件が得られる。

Figure 0007127415000007
The left side of Equation 6 represents the spot diameter at the condensing position when the Gaussian beam of wavelength λg has the F-number L/ Pd . Here, the spot diameter is the width at which the light beam intensity is 1/e 2 when the peak intensity of the light beam is 1. In other words, Equation 6 means that the spot diameter of the rays emitted from the lenticular lens 20, if condensed in the visual recognition area EB, is smaller than the pitch Pd . By satisfying the condition of Equation 6, the influence of diffraction by the lenticular lens 20 is reduced, and the optical power of the lenticular lens 20 can determine the position of the virtual image VI2. Therefore, by setting an appropriate optical power to the lenticular lens 20, the blurring of the stereoscopic image SI can be reduced. As a result, by modifying Equation 6, the condition of Equation 7 below is obtained as a setting condition for the pitch Pd of the arrangement of the cylindrical lenses 21 in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20.
Figure 0007127415000007

以上のように、視差画像表示部１２は、左右方向、すなわち乗員を基準とした水平方向の各視差に対応した視差画像を表示する。視差画像表示部１２から射出された表示光は、レンチキュラレンズ２０によって、視認領域ＥＢにて左右方向（乗員の水平方向）に並ぶ複数の視点ＶＰを形成するように、導光される。この結果、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１とは異なる位置に立体映像ＳＩを表示する場合に、左右方向（乗員の水平方向）における運動視差、輻輳、及び両眼視差が当該立体映像ＳＩにおいて担保される。 As described above, the parallax image display unit 12 displays a parallax image corresponding to each parallax in the left-right direction, that is, in the horizontal direction with respect to the passenger. The display light emitted from the parallax image display unit 12 is guided by the lenticular lens 20 so as to form a plurality of viewpoints VP arranged in the left-right direction (horizontal direction of the occupant) in the visual recognition area EB. As a result, when the stereoscopic image SI is displayed at a position different from the virtual image VI1 of the lenticular lens 20, motion parallax, convergence, and binocular parallax in the horizontal direction (horizontal direction of the occupant) are ensured in the stereoscopic image SI. .

他方、上下方向、すなわち乗員を基準とした鉛直方向では、フィードバック制御部３２によるフィードバック制御によって視差を出すことが可能である。 On the other hand, in the vertical direction, that is, in the vertical direction with respect to the occupant, feedback control by the feedback control unit 32 can produce parallax.

フィードバック制御部３２は、頭部情報検出部７から、眼球５の位置を検出可能となっている。頭部情報検出部７は、例えば車両１に搭載されたドライバステータスモニタ（以下、ＤＳＭ）によって実現される。フィードバック制御部３２は、取得された乗員の眼球５の位置、特に上下方向（乗員の鉛直方向）の成分に基づいて、各視差画像を補正する。補正された各視差画像は、視差画像制御部３１によって表示画面１３ａ上に表示される。ここで、頭部情報検出部７によって検出される乗員の眼球５の位置は、ＤＳＭによって撮影した乗員の頭部画像の特徴点認識情報から算出してもいい。サングラスなどを乗員が装着しており、直接的に眼球５の位置を検出できないときは、頭部画像の特徴点から算出した頭部の中心位置情報に、人間の平均的な瞳孔間距離情報を付加して眼球５の位置を検出してもいい。 The feedback control section 32 can detect the position of the eyeball 5 from the head information detection section 7 . The head information detection unit 7 is realized by, for example, a driver status monitor (hereinafter referred to as DSM) mounted on the vehicle 1 . The feedback control unit 32 corrects each parallax image based on the acquired position of the occupant's eyeball 5, particularly the component in the vertical direction (the occupant's vertical direction). Each corrected parallax image is displayed on the display screen 13a by the parallax image control unit 31 . Here, the position of the occupant's eyeballs 5 detected by the head information detection unit 7 may be calculated from the feature point recognition information of the occupant's head image captured by the DSM. When the position of the eyeballs 5 cannot be directly detected because the occupant is wearing sunglasses, etc., the average interpupillary distance information of a human being is added to the center position information of the head calculated from the feature points of the head image. In addition, the position of the eyeball 5 may be detected.

＜実施例１＞
実施例１では、図７に示されるように、各数値が設定されている。上述のように、視点間隔Ｐｅは、乗員の眼球５の瞳孔径以下、好ましくは瞳孔径の半分以下となるように設定されることが好ましいが、実施例１ではＰｅ＝７００［μｍ］に設定されている。 <Example 1>
In Example 1, each numerical value is set as shown in FIG. As described above, the viewpoint interval P e is preferably set to be equal to or less than the pupil diameter of the occupant's eyeball 5, preferably equal to or less than half the pupil diameter . is set to

瞳孔径は、周囲の環境の明暗により変動があり、また、個人差が存在するが、Ｐｅ＝７００［μｍ］に設定すると、例えば平均的な瞳孔径である４ｍｍの場合に、乗員の１つの瞳孔に６つの視点ＶＰを入れることができ、周囲が明るくなり瞳孔径が２ｍｍで縮小しても、１つの瞳孔に３つの視点ＶＰを入れることができる。 The pupil diameter fluctuates depending on the brightness and darkness of the surrounding environment, and there are individual differences. Six viewpoints VP can be entered into one pupil, and three viewpoints VP can be entered into one pupil even if the surroundings become brighter and the pupil diameter shrinks to 2 mm.

また、図８には、この実施例１の条件において、立体映像ＳＩの表示距離Ｚを変化させた場合の各視点ＶＰの光線のばらけ具合がプロットされたグラフが示されている。図８の各実線が１つの視点ＶＰに対応する１ピクセルの位置を示している。ただし、位置は、瞳孔の中心を基準として当該１ピクセルが視認される方向（これを本実施形態では視野角と呼ぶ）によって定義されている。 Also, FIG. 8 shows a graph plotting the spread of light rays at each viewpoint VP when the display distance Z of the stereoscopic image SI is changed under the conditions of the first embodiment. Each solid line in FIG. 8 indicates the position of one pixel corresponding to one viewpoint VP. However, the position is defined by the direction in which the pixel is viewed with respect to the center of the pupil (this is called the viewing angle in this embodiment).

このグラフによれば、３≦Ｚ≦５の範囲において、各実線の位置は、重ならずにばらけている。故に、３≦Ｚ≦５の範囲に表示される立体映像ＳＩの解像度を高くできることがわかる。 According to this graph, in the range of 3≤Z≤5, the positions of the solid lines are scattered without overlapping. Therefore, it can be seen that the resolution of the stereoscopic image SI displayed in the range of 3≦Z≦5 can be increased.

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。 (Effect)
The effects of the first embodiment described above will be described again below.

第１実施形態によると、数式５の不等式を成立させたことにより、５ｍよりも近い距離での通常の眼の調節において、視点分割部としてのレンチキュラレンズ２０によって分割され、視認領域ＥＢに配列された複数の視点ＶＰのうち、観察者の１つの眼球５の瞳孔に入る２つないし３つの視点ＶＰ間の位相の整合が回避される。そうすると、観察者の眼球５と実質的に共役の関係にある立体映像ＳＩの表示位置において、各視点ＶＰに到達する表示光の光線を、逆向きに延長した仮想の光線は、ばらけるように構成される。すなわち、１つの瞳孔に入る各視点ＶＰの表示位置が互いにずれるようになるので、観察者が実質的に認識する画素数が各視点ＶＰに応じて確保される。したがって、立体映像ＳＩの解像度を高くすることができる。以上により、虚像の立体視における高い視認性を実現することが可能となる。 According to the first embodiment, by establishing the inequality of Equation 5, in normal eye accommodation at a distance shorter than 5 m, the eyes are divided by the lenticular lens 20 as the viewpoint dividing unit and arranged in the visual recognition area EB. Phase matching between two or three viewpoints VP entering the pupil of one eyeball 5 of the observer among the plurality of viewpoints VP is avoided. Then, at the display position of the stereoscopic image SI, which is substantially conjugate with the eyeball 5 of the observer, the virtual rays obtained by extending the rays of the display light reaching each viewpoint VP in the opposite direction are dispersed. Configured. That is, since the display positions of the viewpoints VP entering one pupil are shifted from each other, the number of pixels that the observer can substantially recognize is ensured according to each viewpoint VP. Therefore, it is possible to increase the resolution of the stereoscopic video SI. As described above, it is possible to realize high visibility in stereoscopic vision of a virtual image.

また、第１実施形態によれば、Ｐｄを１ｍｍ以上にすると、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１の位置を近く設定しても、上述の数４の条件を容易に成立させることができるので、ＨＵＤ装置１００の光路をコンパクトにまとめることができる。これと共に、視点分割素子としてのシリンドリカルレンズ２１による回折の影響が小さくなるため、立体映像ＳＩがぼける現象を抑制することができるので、虚像の立体視における視認性を向上させることができる。 Further, according to the first embodiment, if Pd is set to 1 mm or more, even if the position of the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is set close, the above condition of Equation 4 can be easily established. The optical path of the device 100 can be arranged compactly. At the same time, since the influence of diffraction by the cylindrical lens 21 as the viewpoint splitting element is reduced, the blurring of the stereoscopic image SI can be suppressed, and the visibility of the virtual image in stereoscopic viewing can be improved.

また、第１実施形態によれば、数式７の条件を成立させると、シリンドリカルレンズ２１のピッチＰｄが表示光のスポットの回折限界よりも大きくなるので、シリンドリカルレンズ２１による回折をより小さくすることができる。このため、立体映像ＳＩがぼける現象を抑制することができるので、虚像の立体視における視認性を向上させることができる。 Further, according to the first embodiment, if the condition of Expression 7 is established, the pitch Pd of the cylindrical lens 21 becomes larger than the diffraction limit of the display light spot. can be done. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that the stereoscopic image SI is blurred, so that the visibility of the virtual image in stereoscopic vision can be improved.

また、第１実施形態によると、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１において車両１の上下方向に沿って延伸するシリンドリカルレンズ２１が視点分割素子として採用されている。このようにすると、視点ＶＰが車両１の左右方向、換言すると観察者の水平方向に配列されるようになるので、両眼視差を担保することができる。 Further, according to the first embodiment, the cylindrical lens 21 extending along the vertical direction of the vehicle 1 in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is employed as the viewpoint dividing element. In this way, the viewpoints VP are arranged in the left-right direction of the vehicle 1, in other words, in the horizontal direction of the observer, so binocular parallax can be ensured.

また、第１実施形態によると、ＨＵＤ装置１００は、観察者の眼球５の位置に基づいて、視差画像を補正するフィードバック制御部３２を、さらに備える。こうしたフィードバック制御によって、視点ＶＰが車両１の左右方向の一方向に配列された形態において、観察者の眼球５が車両１の上下方向に移動しても、立体映像ＳＩの違和感を低減することができる。 Moreover, according to the first embodiment, the HUD device 100 further includes the feedback control section 32 that corrects the parallax image based on the position of the eyeball 5 of the observer. With such feedback control, even if the observer's eyeball 5 moves in the vertical direction of the vehicle 1 in a form in which the viewpoints VP are arranged in one direction in the horizontal direction of the vehicle 1, the discomfort of the stereoscopic image SI can be reduced. can.

また、第１実施形態によると、レンチキュラレンズ２０の虚像ＶＩ１においてシリンドリカルレンズ２１のピッチＰｄが均等化されるように、レンチキュラレンズ２０の実体物においてシリンドリカルレンズ２１のピッチが変調している。虚像ＶＩ１におけるピッチＰｄが均等化されることにより、虚像ＶＩ１のうち広範囲で数式４の不等式を容易に成立させることが可能となるので、立体映像ＳＩの広範囲に亘って、高い解像度を実現することができる。 Further, according to the first embodiment, the pitch of the cylindrical lens 21 in the real object of the lenticular lens 20 is modulated so that the pitch Pd of the cylindrical lens 21 in the virtual image VI1 of the lenticular lens 20 is uniform. By equalizing the pitch Pd in the virtual image VI1 , it becomes possible to easily satisfy the inequality of Equation 4 in a wide range of the virtual image VI1. be able to.

また、第１実施形態によると、レンチキュラレンズ２０は、視差画像表示部１２の虚像ＶＩ２を視認領域ＥＢから３ｍ以上かつ５ｍ以下の距離に結像させるように、結像位置を調整する光学パワーを有してもよい。このようにすると、本態様において解像度が高くなる立体映像ＳＩの３≦Ｚ≦５の範囲での表示位置に、視差画像表示部１２の虚像ＶＩ２の位置を近づけることができるので、立体映像ＳＩの認識時間の遅れも抑制することができる。したがって、虚像の立体視における視認性を格別なものとすることができる。 Further, according to the first embodiment, the lenticular lens 20 has the optical power for adjusting the imaging position so that the virtual image VI2 of the parallax image display unit 12 is formed at a distance of 3 m or more and 5 m or less from the visual recognition area EB. may have. In this way, the position of the virtual image VI2 of the parallax image display unit 12 can be brought closer to the display position of the stereoscopic image SI in the range of 3≦Z≦5 where the resolution becomes higher in this embodiment. A delay in recognition time can also be suppressed. Therefore, the visibility of the virtual image in stereoscopic vision can be made exceptional.

（第２実施形態）
図９に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。 (Second embodiment)
As shown in FIG. 9, the second embodiment is a modification of the first embodiment. The second embodiment will be described with a focus on points different from the first embodiment.

第２実施形態では、レンチキュラレンズ２０に代えて、２次元に（換言すると２方向に）複数のレンズ素子２２１が２次元方向に配列された板状のマイクロレンズアレイ２２０が採用されている。マイクロレンズアレイ２２０は、例えばガラスないしは合成樹脂により形成されて、透光性を有している。表示光の光路上に配置され、例えば表示画面１３ａに接するように配置されていることで、画像表示パネル１３と一体的に構成されている。 In the second embodiment, instead of the lenticular lens 20, a plate-like microlens array 220 in which a plurality of lens elements 221 are arranged two-dimensionally (in other words, in two directions) is employed. The microlens array 220 is made of glass or synthetic resin, for example, and has translucency. It is integrated with the image display panel 13 by being arranged on the optical path of the display light and being in contact with the display screen 13a, for example.

マイクロレンズアレイ２２０は、第１実施形態と同様に、表示光が投影部３ａに投影されることに伴って、投影部３ａを挟んで視認領域ＥＢとは反対側、すなわちウインドシールド３よりも前方の車外の空間に、当該マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１を形成する。 As in the first embodiment, the microlens array 220 is arranged on the opposite side of the visual recognition area EB across the projection unit 3a, that is, in front of the windshield 3 as the display light is projected onto the projection unit 3a. A virtual image VI1 of the microlens array 220 is formed in a space outside the vehicle.

複数のレンズ素子２２１は、マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１において、上下方向及び左右方向の２方向に沿って、並ぶように配置される。傾斜する投影部３ａでの反射によって、マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１が形成されるので、実体物としてのレンズ素子２２１は、前後方向及び左右方向の２方向に沿って配列されている。なお、図９では、レンズ素子２２１の一部にのみ符号が付されている。 The plurality of lens elements 221 are arranged side by side in the virtual image VI1 of the microlens array 220 along the two directions of the up-down direction and the left-right direction. Since the virtual image VI1 of the microlens array 220 is formed by the reflection on the tilting projection part 3a, the lens elements 221 as the real object are arranged along two directions of the front-rear direction and the left-right direction. In FIG. 9, only part of the lens elements 221 are denoted by reference numerals.

レンズ素子２２１の各方向の配列のピッチは、マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１において、均等化されるように、より好ましくは均等なピッチとなるように形成されている。すなわち、実体物としてのレンズ素子２２１の各方向のピッチは、投影部３ａの曲面形状を考慮して、変調している。より詳細に、投影部３ａでの表示光の反射を原因としてマイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１にて生じ得る歪曲収差を考慮して、実体物のレンズ素子２２１の配列のピッチが、例えばマイクロレンズアレイ２２０の中央部から左右方向に行く程大きくなり、中央部から前後方向に行く程大きくなるように、予め設定されている。 The pitch of the arrangement of the lens elements 221 in each direction is formed so that the virtual image VI1 of the microlens array 220 is uniform, and more preferably, the pitch is uniform. That is, the pitch in each direction of the lens element 221 as an entity is modulated in consideration of the curved surface shape of the projection unit 3a. More specifically, considering the distortion aberration that can occur in the virtual image VI1 of the microlens array 220 due to the reflection of the display light on the projection unit 3a, the pitch of the arrangement of the lens elements 221 of the physical object is adjusted to, for example, the microlens array 220 is set in advance so that it becomes larger in the left-right direction from the central portion of 220 and becomes larger in the front-rear direction from the central portion.

各レンズ素子２２１は、表示画面１３ａ側の面２２１ａを、マイクロレンズアレイ２２０全体に共通の平面状に形成し、反対側の面２２１ｂを、その配列方向を含む各縦断面において湾曲する凸面状に形成している。この凸面状とは、例えば球面状、回転対称の非球面状、トロイダル面状等の各種形状を意味している。 Each lens element 221 has a surface 221a on the side of the display screen 13a that is formed in a flat shape common to the entire microlens array 220, and a surface 221b on the opposite side that is curved in each longitudinal section including the arrangement direction. forming. The convex shape means various shapes such as a spherical shape, a rotationally symmetrical aspherical shape, and a toroidal surface shape.

そして、各レンズ素子２２１に対して、個別に対応する表示画面１３ａ上の対向画像領域ＣＧＡが設定されている。各対向画像領域ＣＧＡは、対となるレンズ素子２２１と対向する領域として仮想的に設定されており、レンズ素子２２１の外周輪郭に対応した矩形状の領域となっている。そして、視差画像領域ＰＧＡは、前後方向及び左右方向の２方向に分割されている。 A corresponding opposing image area CGA on the display screen 13a is set for each lens element 221 individually. Each opposing image area CGA is virtually set as an area facing the lens element 221 forming a pair, and is a rectangular area corresponding to the outer peripheral contour of the lens element 221 . The parallax image area PGA is divided into two directions, the front-rear direction and the left-right direction.

視認領域ＥＢにおける視点ＶＰは、左右方向だけでなく上下方向にも配列される（すなわち２次元に配列される）ようになる。したがって、第１実施形態のようにフィードバック制御部３２によって乗員の眼球５の位置を各視差画像にフィードバックしなくても、乗員の水平方向及び鉛直方向の両方向に、視差を生じさせることができる。故に、第２実施形態ではフィードバック制御部３２が設けられていない。なお、図９では、上下方向の視点ＶＰの配列の図示が省略されている。 The viewpoints VP in the visual recognition area EB are arranged not only in the horizontal direction but also in the vertical direction (that is, arranged two-dimensionally). Therefore, parallax can be generated in both the horizontal and vertical directions of the occupant without using the feedback control unit 32 to feed back the position of the occupant's eyeball 5 to each parallax image as in the first embodiment. Therefore, the feedback control section 32 is not provided in the second embodiment. In FIG. 9, illustration of the arrangement of viewpoints VP in the vertical direction is omitted.

もちろん、第２実施形態では、左右方向及び上下方向の各方向において、マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１におけるレンズ素子２２１の配列のピッチＰｄが数式５の条件を満たすように設定されている。 Of course, in the second embodiment, the pitch Pd of the arrangement of the lens elements 221 in the virtual image VI1 of the microlens array 220 is set so as to satisfy the condition of Equation 5 in each of the horizontal and vertical directions.

以上説明した第２実施形態によると、マイクロレンズアレイ２２０の虚像ＶＩ１において車両１の上下方向及び左右方向に沿って互いに配列されたレンズ素子２２１が視点分割素子として採用されている。このようにすると、視点ＶＰが車両１の左右方向及び上下方向の２方向、換言すると観察者の水平方向及び鉛直方向に配列されるようになるので、観察者の眼球５の各方向への移動に対しても、立体映像ＳＩの視認性を高く維持することができる。 According to the second embodiment described above, in the virtual image VI1 of the microlens array 220, the lens elements 221 arranged along the vertical direction and the horizontal direction of the vehicle 1 are adopted as viewpoint dividing elements. In this way, the viewpoints VP are arranged in two directions of the vehicle 1, that is, in the horizontal and vertical directions of the vehicle 1, in other words, in the horizontal and vertical directions of the observer. , it is possible to maintain high visibility of the stereoscopic video SI.

（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。 (Third Embodiment)
As shown in FIG. 10, the third embodiment is a modification of the second embodiment. The third embodiment will be described with a focus on points different from the first embodiment.

第３実施形態では、実体物のマイクロレンズアレイ３２０におけるレンズ素子３２１のピッチは、変調せずに、実質的に等間隔に設定されている。なお、図１０では、レンズ素子３２１の一部にのみ符号が付されている。 In the third embodiment, the pitch of the lens elements 321 in the microlens array 320 of the physical object is set substantially equally without modulation. In FIG. 10, only part of the lens elements 321 are labeled.

そして、第３実施形態では、マイクロレンズアレイ３２０とは別に、追加レンズ３２３が設けられている。追加レンズ３２３は、例えばガラスないしは合成樹脂により形成されて、透光性を有している。追加レンズ３２３は、光路上のマイクロレンズアレイ３２０と投影部３ａとの間、より詳細にはマイクロレンズアレイ３２０の投影部３ａ側の面に近接するように、配置されている。 Further, in the third embodiment, an additional lens 323 is provided separately from the microlens array 320 . The additional lens 323 is made of glass or synthetic resin, for example, and has translucency. The additional lens 323 is arranged between the microlens array 320 and the projection unit 3a on the optical path, more specifically, close to the surface of the microlens array 320 on the projection unit 3a side.

追加レンズ３２３は、マイクロレンズアレイ３２０側を向く第１光学面３２３ａと、投影部３ａ側を向く第２光学面３２３ｂとを有し、単一のレンズである。本実施形態では、第１光学面３２３ａが平面状に形成され、第２光学面３２３ｂが投影部側に凸となる曲面状に形成されている。より詳細に、追加レンズ３２３の第２光学面３２３ｂは、投影部３ａの形状に合わせた自由曲面となっており、マイクロレンズアレイ３２０の虚像ＶＩ１においてレンズ素子３２１のピッチが均等化されるように、当該虚像ＶＩ１の歪曲収差を修正している。 The additional lens 323 is a single lens having a first optical surface 323a facing the microlens array 320 side and a second optical surface 323b facing the projection unit 3a side. In this embodiment, the first optical surface 323a is formed in a planar shape, and the second optical surface 323b is formed in a curved surface that is convex toward the projection unit. More specifically, the second optical surface 323b of the additional lens 323 is a free-form surface that matches the shape of the projection unit 3a, and is arranged so that the pitch of the lens elements 321 in the virtual image VI1 of the microlens array 320 is uniform. , corrects the distortion of the virtual image VI1.

また、追加レンズ３２３は、レンズ素子３２１のピッチＰｄの均等化と同時に、視認領域全域において視点間隔Ｐｅが均等化されるように、表示光を屈折している。なお、図１０では、ハウジング１０の図示が省略されている。 Further, the additional lens 323 refracts the display light so as to equalize the pitch Pd of the lens elements 321 and, at the same time, equalize the viewpoint distance Pe over the entire viewing area. 10, illustration of the housing 10 is omitted.

以上説明した第３実施形態によると、視点分割部の虚像において視点分割素子のピッチが均等化されるように、歪曲収差を修正する歪曲修正レンズとしての追加レンズ３２３が設けられている。虚像ＶＩ１におけるピッチＰｄが均等化されることにより、虚像ＶＩ１のうち広範囲で数式４の不等式を容易に成立させることが可能となるので、立体映像ＳＩの広範囲に亘って、高い解像度を実現することができる。 According to the third embodiment described above, the additional lens 323 is provided as a distortion correcting lens for correcting distortion so that the pitches of the viewpoint dividing elements are made uniform in the virtual image of the viewpoint dividing portion. By equalizing the pitch Pd in the virtual image VI1 , it becomes possible to easily satisfy the inequality of Equation 4 in a wide range of the virtual image VI1. be able to.

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。 (Other embodiments)
Although a plurality of embodiments have been described above, the present disclosure is not to be construed as being limited to those embodiments, and can be applied to various embodiments and combinations within the scope of the present disclosure. can be done.

具体的に変形例１としては、視差画像は、カラー画像ではなく、例えば赤色、緑色、青色等の単色の画像であってもよい。この場合、波長の重心位置λｇは、表示光のピーク波長とみなすことができる。 Specifically, as a modification 1, the parallax images may be monochromatic images such as red, green, and blue instead of color images. In this case, the center-of-gravity position λ g of the wavelength can be regarded as the peak wavelength of the display light.

変形例２としては、視差画像表示部１２は、液晶表示器に限られず、有機ＥＬディスプレイ等の各種表示器を採用することができる。 As a modification 2, the parallax image display unit 12 is not limited to a liquid crystal display, and various displays such as an organic EL display can be employed.

変形例３としては、立体映像ＳＩの表示距離Ｚは、常に３≦Ｚ≦５の範囲に設定されている必要はなく、演出に適宜合わせて、３ｍ未満の距離又は５ｍよりも長い距離に立体映像ＳＩを表示することができる。 As a modification 3, the display distance Z of the stereoscopic image SI does not always need to be set within the range of 3≦Z≦5. Video SI can be displayed.

第２，３実施形態に関する変形例４としては、レンズ素子２２１，３２１が配列された２方向のうち、１方向のみで数式４の条件が成立するようにしてもよい。 As a modification 4 of the second and third embodiments, the condition of Equation 4 may be satisfied only in one of the two directions in which the lens elements 221 and 321 are arranged.

変形例５としては、虚像表示装置は、飛行機、船舶、あるいは移動しない筐体（例えばゲーム筐体）等の各種の乗り物に適用することができる。 As Modified Example 5, the virtual image display device can be applied to various vehicles such as an airplane, a ship, or a non-moving housing (for example, a game housing).

１００ ＨＵＤ装置（虚像表示装置）、３ａ 投影部、１２ 視差画像表示部、１３ａ 表示画面（画面）、２０ レンチキュラレンズ（視点分割部）、２１ シリンドリカルレンズ（視点分割素子）、２２０，３２０ マイクロレンズアレイ（視点分割部）、２２１，３２１ レンズ素子（視点分割素子）、ＣＧＡ 対向画像領域（領域）、ＥＢ 視認領域、ＶＩ１ 虚像、ＶＰ 視点 100 HUD device (virtual image display device) 3a projection unit 12 parallax image display unit 13a display screen (screen) 20 lenticular lens (viewpoint division unit) 21 cylindrical lens (viewpoint division element) 220, 320 microlens array (viewpoint dividing unit), 221, 321 lens element (viewpoint dividing element), CGA opposed image area (area), EB visible area, VI1 virtual image, VP viewpoint

Claims (9)

表示光を投影部（３ａ）に反射させることにより、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像を表示するように構成された虚像表示装置であって、
互いに配列された複数の視点分割素子（２１，２２１，３２１）を有し、前記視認領域において複数の視点（ＶＰ）が配列されるように、各前記視点分割素子が前記視点を分割する視点分割部（２０，２２０，３２０）と、
前記視点分割部を透過する前記表示光を発する画面（１３ａ）を有し、各前記視点分割素子に個別に対応する前記画面上の各領域（ＣＧＡ）において、各前記視点と対応付けられた視差画像を表示する視差画像表示部（１２）と、を備え、
前記視点分割部の虚像（ＶＩ１）における前記視点分割素子の配列のピッチをＰｄとし、前記視認領域の前記視点の配列の間隔をＰｅとし、前記視認領域から前記視点分割部の虚像までの距離をＬとすると、下記の数５に示される数式
Figure 0007127415000008
 （但し、前記数５に示される数式において、Ｐ ｄ にはμｍ単位の値を代入し、Ｐ ｅ にはμｍ単位の値を代入し、Ｌにはｍ単位の値を代入する）
が成立する虚像表示装置。 A virtual image display device configured to display a virtual image visible from a viewing area (EB) by reflecting display light to a projection unit (3a),
Viewpoint division having a plurality of viewpoint dividing elements (21, 221, 321) arranged with each other, each said viewpoint dividing element dividing said viewpoint so that a plurality of viewpoints (VP) are arranged in said viewing area. a part (20, 220, 320);
A parallax associated with each viewpoint in each area (CGA) on the screen, which has a screen (13a) that emits the display light that passes through the viewpoint dividing section, and which individually corresponds to each of the viewpoint dividing elements. A parallax image display unit (12) for displaying an image,
Let Pd be the pitch of the arrangement of the viewpoint dividing elements in the virtual image (VI1) of the viewpoint dividing section, let Pe be the spacing of the arrangement of the viewpoints in the visual recognition area, and let P e be the distance from the visual recognition area to the virtual image of the viewpoint dividing section. Assuming that the distance is L, the formula shown in Equation 5 below
Figure 0007127415000008
 (However, in the formula shown in Equation 5, a value in μm units is substituted for Pd, a value in μm units is substituted for Pe , and a value in m units is substituted for L.)
A virtual image display device in which Ｐｄは１ｍｍ以上である請求項１に記載の虚像表示装置。 2. The virtual image display device according to claim 1, wherein Pd is 1 mm or more. 前記視差画像表示部が白色を表示したときの前記表示光の波長の重心位置をλｇと定義すると、下記の数７に示される数式
Figure 0007127415000009
 （但し、前記数７に示される数式において、Ｐ ｄ にはμｍ単位の値を代入し、λ ｇ にはμｍ単位の値を代入し、Ｌにはμｍ単位の値を代入する）
が成立する請求項１又は２に記載の虚像表示装置。 Defining the barycentric position of the wavelength of the display light as λ g when the parallax image display unit displays white, the following formula (7)
Figure 0007127415000009
 (However, in the formula shown in Equation 7, a value in μm units is substituted for Pd, a value in μm units is substituted for λg , and a value in μm units is substituted for L.)
3. The virtual image display device according to claim 1, wherein: 前記視点分割素子は、前記視点分割部の虚像において車両の上下方向に沿って延伸するシリンドリカルレンズである請求項１から３のいずれか１項に記載の虚像表示装置。 4. The virtual image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the viewpoint dividing element is a cylindrical lens extending along the vertical direction of the vehicle in the virtual image of the viewpoint dividing portion. 観察者の頭部情報に基づいて、前記視差画像を補正するフィードバック制御部（３２）を、さらに備える請求項４に記載の虚像表示装置。 5. The virtual image display device according to claim 4, further comprising a feedback control section (32) that corrects the parallax image based on the head information of the observer. 前記視点分割素子は、前記視点分割部の虚像において車両の上下方向及び左右方向に沿って互いに配列されたレンズ素子である請求項１から３のいずれか１項に記載の虚像表示装置。 4. The virtual image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the viewpoint dividing elements are lens elements arranged in the vertical direction and the horizontal direction of the vehicle in the virtual image of the viewpoint dividing portion. 前記視点分割部の虚像において前記視点分割素子のピッチが均等化されるように、前記視点分割部の実体物において、前記視点分割素子のピッチが変調している請求項１から６のいずれか１項に記載の虚像表示装置。 7. The viewpoint dividing element of any one of claims 1 to 6, wherein the pitch of the viewpoint dividing element is modulated in the physical object of the viewpoint dividing section so that the pitch of the viewpoint dividing element is uniform in the virtual image of the viewpoint dividing section. The virtual image display device according to the item. 前記視点分割部の虚像において前記視点分割素子のピッチが均等化されるように、歪曲収差を修正する歪曲修正レンズ（３２３）を、さらに備える請求項１から６のいずれか１項に記載の虚像表示装置。 The virtual image according to any one of claims 1 to 6, further comprising a distortion correction lens (323) for correcting distortion aberration such that the pitch of the viewpoint dividing elements in the virtual image of the viewpoint dividing portion is equalized. display device. 前記視点分割部は、前記視差画像表示部の虚像を前記視認領域から３ｍ以上かつ５ｍ以下の距離に結像させるように、結像位置を調整する光学パワーを有する請求項１から８のいずれか１項に記載の虚像表示装置。 9. The viewpoint splitting unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the virtual image of the parallax image display unit has an optical power for adjusting an imaging position so that the virtual image is formed at a distance of 3 m or more and 5 m or less from the visual recognition area. 2. The virtual image display device according to item 1.
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