JP2011180351A - Head-up display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタ装置による投影像を利用し、自動車などの操縦者に対して計器情報などの各種情報を視覚的に提供するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a head-up display device that visually provides various types of information such as instrument information to a driver of an automobile or the like using a projection image by a projector device.
従来、自動車などの移動体において、液晶ディスプレイなどにより形成された計器情報、ナビゲーション装置における地図情報などの各種情報映像を、フロントウィンドウに投影し、操縦者に情報を伝達するヘッドアップディスプレイ装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a head-up display device that projects various information images such as instrument information formed by a liquid crystal display and map information in a navigation device on a front window in a moving body such as an automobile and transmits the information to a driver is known. It has been.
図8、図9を用いて、ヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態を簡単に紹介する。図8はヘッドアップディスプレイ装置の各種構成をインストルメントパネル内に組み込んだ場合の実施形態である。液晶表示パネル上には、車両の計器情報や、ナビゲーション装置からの地図情報などの映像情報が出力表示される。液晶表示パネル背面には光源としてのバックライトが設置され、液晶表示パネルを背面から照射することで、光学系拡大素子としての凹面ミラーに液晶表示パネルに形成される映像を照射する。凹面ミラーで反射、拡大された映像はフロントウィンドウ又はフロントウィンドウ上に設けた透過性反射板の内側に投影される。 An embodiment of a head-up display device will be briefly introduced with reference to FIGS. FIG. 8 shows an embodiment in which various configurations of the head-up display device are incorporated in an instrument panel. Video information such as vehicle instrument information and map information from the navigation device is output and displayed on the liquid crystal display panel. A backlight as a light source is installed on the back surface of the liquid crystal display panel. By irradiating the liquid crystal display panel from the back surface, an image formed on the liquid crystal display panel is irradiated onto a concave mirror as an optical system enlarging element. The image reflected and enlarged by the concave mirror is projected on the inside of the front window or a transmissive reflector provided on the front window.
操縦者は、フロントウィンドウ前方に位置する表示像(虚像)を車外の景色と同時に視認することができる。また、表示像までの距離(距離L)をできるだけ遠方にすることで、操縦者は少ない焦点位置の移動量で計器情報や地図情報などの映像情報を確認することができる。 The operator can view the display image (virtual image) located in front of the front window at the same time as the scenery outside the vehicle. In addition, by setting the distance to the display image (distance L) as far as possible, the operator can check video information such as instrument information and map information with a small amount of movement of the focal position.
図9は、車両運転席背後からの様子を示した図であり、フロントウィンドウの破線で囲んだ表示範囲内に各種の映像情報が映し出され、運転者はインストルメントパネル内に配置されている各種計器類などに視線を落とさなくても、車両の運転に注意を払いながら映像による各種情報を取得することができる。 FIG. 9 is a view showing the state from behind the vehicle driver's seat, in which various types of video information are displayed within a display range surrounded by a broken line in the front window, and the driver is provided with various types of information arranged in the instrument panel. It is possible to obtain various information by video while paying attention to driving the vehicle without dropping the line of sight to the instruments.
このようなヘッドアップディスプレイ装置を車両に実装した例として、特許文献1〜特許文献3には、複数の表示手段からの信号光をそれぞれ、左眼の視域範囲、右眼の視域範囲に結像させ、フロントガラスの内面で反射させ、立体視、あるいは、良好な表示画像を提供する旨の開示がみられる。 As an example in which such a head-up display device is mounted on a vehicle, Patent Documents 1 to 3 disclose that signal light from a plurality of display means is applied to the left eye viewing range and the right eye viewing range, respectively. There is a disclosure that the image is formed and reflected on the inner surface of the windshield to provide a stereoscopic view or a good display image.
しかしながら、特許文献1〜特許文献3に開示されるヘッドアップディスプレイ装置では、表示装置からの照射光をフロントガラスの内面にて反射させるという光学系の物理的な制限から、観察者にて観察される観察像は小さくなりがちで、結像距離を遠くに設定した場合には、観察像はさらに小さくなるとともに、可視範囲(観察者が観察できる観察位置の許容範囲)が狭くなるなどの問題が生じる。 However, in the head-up display devices disclosed in Patent Documents 1 to 3, the observer observes the light due to the physical limitation of the optical system that reflects the irradiation light from the display device on the inner surface of the windshield. The observed image tends to be small, and when the imaging distance is set far, the observed image becomes even smaller and the visible range (the allowable range of observation positions that can be observed by the observer) becomes narrow. Arise.
上記課題を解決するため、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、観察位置に対向して配設されるホログラフィック光学系と、前記ホログラフィック光学系に右眼用の映像を投影する第1のプロジェクタ部と、前記ホログラフィック光学系に左眼用の映像を投影する第2のプロジェクタ部とを備え、前記ホログラフィック光学系は、前記第1のプロジェクタ部が投影する右眼用の映像を回折させ、前記観察位置の右眼領域に観察像を形成するとともに、前記第2のプロジェクタ部が投影する左眼用の映像を回折させ、前記観察位置の左眼領域に観察像を形成することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a head-up display device according to the present invention includes a holographic optical system disposed opposite to an observation position, and a first projector that projects a right-eye image onto the holographic optical system. And a second projector unit that projects an image for the left eye on the holographic optical system, and the holographic optical system diffracts the image for the right eye projected by the first projector unit. Forming an observation image in the right eye region at the observation position, and diffracting an image for the left eye projected by the second projector unit to form an observation image in the left eye region at the observation position. It is said.
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置において、前記ホログラフィック光学系は、前記第1のプロジェクタ部が投影する右眼用の映像を、前記観察位置の右眼領域の方向に回折させる第1のホログラフィック光学素子と、前記第2のプロジェクタ部が投影する左眼用の映像を、前記観察位置の左眼領域の方向に回折させる第2のホログラフィック光学素子とが積層されて形成されていることを特徴としている。 Furthermore, in the head-up display device of the present invention, the holographic optical system is configured to diffract the right-eye image projected by the first projector unit in the direction of the right-eye region of the observation position. A graphic optical element and a second holographic optical element that diffracts the image for the left eye projected by the second projector unit in the direction of the left eye region of the observation position are stacked. It is characterized by.
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置において、前記ホログラフィック光学系は、体積型のホログラフィック光学素子であることを特徴としている。 Furthermore, in the head-up display device of the present invention, the holographic optical system is a volume holographic optical element.
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置において、前記ホログラフィック光学系は、光学拡大機能を有することを特徴としている。 Furthermore, in the head-up display device of the present invention, the holographic optical system has an optical magnification function.
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、前記ホログラフィック光学系に両眼用の映像を投影する第3のプロジェクタ部をさらに備え、前記ホログラフィック光学系は、前記第3のプロジェクタ部が投影する両眼用の映像を回折させ、前記観察位置の両眼領域の方向に回折させることを特徴としている。 Furthermore, the head-up display device of the present invention further includes a third projector unit that projects a binocular image onto the holographic optical system, and the holographic optical system projects the third projector unit. Binocular images are diffracted and diffracted in the direction of the binocular region at the observation position.
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、視点位置検出部の検出結果に基づいて、前記第1のプロジェクタ部が投影する右眼用の映像、前記第2のプロジェクタ部が投影する左眼用の映像の切り換え、もしくは、少なくとも一方の映像を非表示とする制御部を有することを特徴としている。 Furthermore, the head-up display device of the present invention is based on the detection result of the viewpoint position detection unit, and the image for the right eye projected by the first projector unit and the image for the left eye projected by the second projector unit. It is characterized by having a control section for switching video or not displaying at least one video.
本発明によれば、右眼用プロジェクタ部が投影する右眼用映像を、観察位置の右眼領域の方向に回折させるとともに、左眼用プロジェクタ部が投影する左眼用映像を、観察位置の左眼領域の方向に回折させるホログラフィック光学系を採用したことで、観察者に対してクロストークの少ない良好な立体映像を提供することが可能となる。 According to the present invention, the right eye image projected by the right eye projector unit is diffracted in the direction of the right eye region of the observation position, and the left eye image projected by the left eye projector unit is By adopting a holographic optical system that diffracts in the direction of the left eye region, it is possible to provide a good stereoscopic image with little crosstalk to the observer.
さらに、本発明では、視点位置検出部の検出結果に基づいて、第1のプロジェクタ部が投影する右眼用の映像、第2のプロジェクタ部が投影する左眼用の映像の切り換えを行う制御部を備えたことで、観察者の位置が予期された位置から外れた場合においても、観察者に対する違和感を抑えながら各種映像を提供することが可能となる。また、制御部にて必要のない映像を非表示とさせることで、使用電力を抑えるとともに、車内に不要な投影像が照射されることを防止することが可能となる。 Furthermore, in the present invention, a control unit that switches between a right-eye image projected by the first projector unit and a left-eye image projected by the second projector unit based on the detection result of the viewpoint position detection unit. With this, it is possible to provide various images while suppressing a sense of discomfort to the observer even when the position of the observer deviates from the expected position. In addition, by not displaying unnecessary images in the control unit, it is possible to suppress power consumption and prevent unnecessary projection images from being irradiated in the vehicle.
図1は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を示す図であって、自動車に採用された場合が示されている。なお、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、自動車に限らず、各種乗り物の操縦者に対する表示装置、あるいは、ゲーム機、シミュレーション装置に採用することが可能である。 FIG. 1 is a diagram showing a head-up display device according to an embodiment of the present invention, and shows a case where it is adopted in an automobile. Note that the head-up display device of the present invention is not limited to an automobile, and can be employed in a display device for a driver of various vehicles, a game machine, or a simulation device.
観察者の観察方向には、自動車のフロントウィンドウ21が配置されており、内側にはホログラフィック光学系20が貼付されている。ホログラフィック光学系20は、外界光を損なわないシースルー(透明)性を有するとともに、回折機能を有する光学部材であって、物体光と参照光の干渉パターンを記録することで作成される。本実施形態では、観察位置において、車室外の景色とプロジェクタ装置10の映像情報を重畳して提供するコンバイナとして機能する。
A
プロジェクタ装置10(本発明でいう「プロジェクタ部」)は、入力される各種映像情報に基づいて映像を投影する装置であって、液晶プロジェクタ、DLPプロジェクタ、LCOSプロジェクタなど各種の方式を用いることが可能である。プロジェクタ装置10から投影された映像は、ホログラフィック光学系20で回折し、観察者の観察位置にて遠方に結像する虚像として観察される。観察者、すなわち、操縦者は視線を変動することなく、車室外の景色とプロジェクタ装置10による映像情報を視認可能となる。また、本実施形態では、プロジェクタ装置10の焦点距離を可変することにより、結像距離を変化させることが可能となる。これにより、前方車両が近くにある場合などでは結像距離を短く、前方車両が無い、あるいは遠い場合は結像距離を長く伸ばすなど、状況により操縦者の焦点距離を大きく変動させずに映像情報を視認可能にさせる。
The projector device 10 (“projector unit” in the present invention) is a device that projects an image based on various types of input video information, and can use various methods such as a liquid crystal projector, a DLP projector, and an LCOS projector. It is. The image projected from the
図2は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置を示す図である。本実施形態では、光源にレーザーを用いるとともに、画像を形成する画像形成部に液晶表示素子を用いた構成としている。レーザー光源11は、レーザー半導体112、発散光学系111などを含んで構成される光源装置であって、レーザー半導体112から放射された出力光を、発散光学系111にて所定の照射断面形状に揃えて外部に出力する。
FIG. 2 is a diagram showing a projector apparatus according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a laser is used as a light source, and a liquid crystal display element is used in an image forming unit that forms an image. The
レーザー光源11から出力された出力光は、ビームエキスパンダ12にて、バックライトとして必要な面積に調整された後、画像形成部13の背後に照射される。本実施形態では、この画像形成部13として、液晶表示素子131を用いた液晶表示手段が採用されている。レーザー光源11の出力光は、拡散板132にて強度分布が均一となるように調整された後、液晶表示素子131に形成された画像を背後から照射して、プロジェクション光学系14を介して投影像を形成する。
The output light output from the
観察者は、この投影像をホログラフィック光学系20を介して観察することとなる。これは、ホログラフィック光学系20が有する偏光機能により可能となるものであるが、ホログラフィック光学系20にレンズ機能(光学拡大機能)を持たせることで、観察者に大
きな映像を提供することができるとともに、プロジェクタ装置10内のプロジェクション光学系14の小型化を図り、プロジェクタ装置10自体の小型化を図ることも可能となる。
An observer observes this projection image through the holographic
図3は、このようなレンズ機能を持たせたホログラフィック光学系を説明するための図である。ホログラフィック光学系20は、高いシースルー性を有しているため、外来光はほとんど損失のないままこのホログラフィック光学系20を透過する。一方、プロジェクタ装置10から発せられた入射光(再生光)は、ホログラフィック光学系20にて所定方向に回折する。回折光が集光点に向けて回折するようホログラフィック光学系20を製作することでレンズ機能(光学拡大機能)を持たせることが可能となる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a holographic optical system having such a lens function. Since the holographic
図4は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を示した模式図であり、図5は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の光路図である。本実施形態では、立体視を可能とするため右眼用プロジェクタ装置10R、左眼用プロジェクタ装置10Lが備えられている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the head-up display device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an optical path diagram of the head-up display device according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a right-
また、ホログラフィック光学系20は、図1を用いて説明したように、フロントウィンドウ21の内面(貼着面)に貼着されている。なお、フロントガラス21に対するホログラフィック光学系20の配設方法については、このように内面に貼着することの他、フロントウィンドウ21の外面に貼着したり、2枚の透明基材に挟むなど適宜方法が採用できる。また、ホログラフィック光学系20の配設対象についても、フロントウィンドウ21のみならず、フロントウィンドウ21とは別途設けられた透明基材とするものであってもよい。
The holographic
右眼用プロジェクタ装置10Rから照射された右眼用の映像は、ホログラフィック光学系20に入射光Rとして入射し、回折光Rとして回折し、観察者が着座することで予定される観察位置の右眼領域Rに入射する。一方、左眼用プロジェクタ装置10Lから照射された左眼用の映像は、右眼のものと同様、ホログラフィック光学系20にて回折し、観察者が着座することで予定される観察位置の左眼領域Lに入射する。
The right-eye image emitted from the right-
ホログラフィック光学系20は、角度選択性に優れた光学部材であるため、観察位置での右眼領域Rと左眼領域Lは、シビアに分離して設定することが可能である。そのため、左(右)眼用の映像が右(左)眼用の映像に混入するクロストークを防ぐことができ、鮮明な立体映像を観察者に提供することが可能となる。また、ホログラフィック光学系20に光学拡大機能を持たせた場合には、観察者に大きな映像を提供することができるとともに、各プロジェクタ装置10R、10L内のプロジェクション光学系14の小型化を図り、各プロジェクタ装置10R、10L自体の小型化を図ることも可能となる。
Since the holographic
そして、各プロジェクタ装置10R、10Lは、独立して焦点位置を調整することが可能となるため、観察者の左右の視力に差がある場合には、各プロジェクタ装置10R、10Lの焦点位置を各々調整することで、このような観察者に対しても立体視の効果を体感させることが可能となる。
Since each
本発明の実施形態に係るホログラフィック光学系は、2枚のホログラフィック光学素子20R、20Lが積層されて形成されている。積層方法は、予め出来上がった2枚のホログラフィック光学素子20R、20Lを貼り合わせて形成してもよいし、どちらか1枚のホログラフィック光学素子上に、材料を塗布して他方のホログラフィック光学素子を形成することとしてもよい。また、複数方向の回折方向を記録した1枚のホログラフィック光学系を用いてもよい。
The holographic optical system according to the embodiment of the present invention is formed by stacking two holographic
図5の光路図に示されるように、右眼用プロジェクタ装置10Rから照射された入射光Rは、右眼用ホログラフィック光学素子20Rで回折光Rとして回折し、右眼領域Rにて視認可能な像を形成する。一方、左眼用プロジェクタ装置10Lから照射された入射光Lは、右眼用ホログラフィック光学素子20Lで回折光Lとして回折し、左眼領域Lにて視認可能な像を形成する。
As shown in the optical path diagram of FIG. 5, the incident light R emitted from the right-
図6は、図5の光路図においてホログラフィック光学系20を拡大した模式図となっている。図中、右眼用プロジェクタ装置10Rから発せられた入射光Rは、右眼用ホログラフィック光学素子20Rで右眼領域Rの方向に回折する回折光Rを生じる。一方、左眼用プロジェクタ装置10Lから発せられた入射光Lは、左眼用ホログラフィック光学素子20Lで左眼領域Lの方向に回折する回折光Lを生じる。
FIG. 6 is an enlarged schematic view of the holographic
本実施形態では、異なるプロジェクタ装置10R、10Lからそれぞれ右眼用映像、左眼用映像を投影しているため、必要により各プロジェクタ装置10R,10Lの輝度を調整することで、観察像の輝度差修正に簡単に対応することができる。
In the present embodiment, since the right-eye video and the left-eye video are projected from
以上、本実施形態では、右眼用プロジェクタ装置が投影する右眼用映像を、観察位置の右眼領域の方向に回折させるとともに、左眼用プロジェクタ装置が投影する左眼用映像を、観察位置の左眼領域の方向に回折させることで、観察者に対してクロストークの少ない良好な立体映像を提供することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the right-eye image projected by the right-eye projector device is diffracted in the direction of the right-eye region of the observation position, and the left-eye image projected by the left-eye projector device is By diffracting in the direction of the left eye region, it is possible to provide a good stereoscopic image with little crosstalk to the observer.
なお、ホログラフィック光学系には、本実施形態のように右眼用、左眼用のホログラフィック光学素子を積層することに限らず、各プロジェクタ装置が投影する映像を、左眼領域と右眼領域、それぞれの方向に回折させる体積型のホログラフィック光学素子を用いることとしてもよい。 Note that the holographic optical system is not limited to stacking right-eye and left-eye holographic optical elements as in the present embodiment, and images projected by the projector devices are displayed in the left-eye region and the right-eye. A volume type holographic optical element that diffracts the region in each direction may be used.
図7は、このような立体視を可能とするヘッドアップディスプレイ装置の制御構成を示した図である。本実施形態では、制御部30、右眼用プロジェクタ装置10Rと左眼用プロジェクタ装置からなるプロジェクタ構成10、そして、各種センサー40を主な構成として有している。
FIG. 7 is a diagram showing a control configuration of the head-up display device that enables such a stereoscopic view. In the present embodiment, a
制御部30は、立体映像処理部32、画像描画エンジン31、焦点コントローラ33、左右焦点情報保持部34を主な構成として有する。立体映像処理部32は、入力される映像情報に基づいて右眼用、左眼用の各映像情報を生成し、画像描画エンジン31に引き渡す。この立体映像処理部32では、利用者が設定する、あるいは、各種センサー40からの情報に基づいて、輻輳調整処理、焦点調整処理、視差調整処理など、プロジェクタ構成10を制御する各種調整処理を行うことが可能となっている。
The
この中で、焦点調整処理は、右眼用プロジェクタ装置10R、左眼用プロジェクタ装置10Lのそれぞれの焦点距離を調整可能とする処理であって、設定あるいは各種センサー40からの情報に基づいて、焦点コントローラ33を制御して、各プロジェクタ装置10R、10Lの焦点距離を調整する。調整された焦点距離は、左右焦点情報保持部34に記憶させておき、例えば、観察者毎に読み出し可能としてもよい。さらには、カメラ41で撮影した観察者の顔と対応付けておくことで、記憶した焦点情報を自動的に読み出すようにしてもよい。
Among them, the focus adjustment process is a process that enables adjustment of the focal lengths of the right-
各種センサー40には、観察者の視点位置(眼球の位置)などを検出するためのカメラ41や、観察者の動きを捉えるモーションキャプチャ42(カメラ41の映像を利用してもよい)、観察者の着座状況に基づいて観察者の視点位置を推定するシート荷重分布センサー43などが考えられる。
The
図8、図9は、このようなヘッドアップディスプレイ装置の制御構成を利用した実施形態であり、図8は、この実施形態に係る制御フローを示した図であって、図9は、本実施形態において位置ずれ発生時における制御を説明するための図である。 8 and 9 are embodiments using such a control structure of the head-up display device, and FIG. 8 is a diagram showing a control flow according to this embodiment. FIG. It is a figure for demonstrating the control at the time of position shift generation | occurrence | production in a form.
本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置は、ホログラフィック光学系20をフロントウィンドウ21などの透明基材に配設して用いるため、ホログラフィック光学系20の配設位置を調整することが困難であり、観察者の位置が予期された位置から外れた場合には、観察者に違和感をもたらす場合がある。そのため、本実施形態では、各プロジェクタ装置10R、10Lが投影する映像を切り換えることでこのような問題に対処可能としている。さらには、プロジェクタ装置10R、10Lが投影する映像を非表示とすることで使用電力を抑えることも可能となっている。
In the head-up display device according to the embodiment of the present invention, since the holographic
図8のフローにおいて、まず、S100にて、本実施形態の制御がスタートとすると、S101にて観察者の視点位置、すなわち、右眼、左眼の各位置の検出が各種センサー40(本発明における「視点位置検出部」)を用いて行われる。主として用いられるのはカメラ41による観察者の撮影映像であるが、補助的にモーションキャプチャ42やシート荷重分布センサー43を用いて、視点位置検出の精度を高めることとしてもよい。
In the flow of FIG. 8, first, when the control of the present embodiment is started in S100, detection of the observer's viewpoint position, that is, each position of the right eye and the left eye is detected in S101 by various sensors 40 (present invention). The “viewpoint position detector” in FIG. Although an image captured by an observer using the
S101にて検出された観察者の視点位置が、立体表示可能範囲にある(S102においてYes)、すなわち、図9(a)に示されるような状態にある場合には、右眼用プロジェクタ装置10Rに右眼用の映像を、また、左眼用プロジェクタ装置10Lに左眼用の映像を投影させることで立体表示を行う(S103)。
When the viewpoint position of the observer detected in S101 is within the stereoscopic display possible range (Yes in S102), that is, in the state as shown in FIG. 9A, the right-
一方、S101にて検出された視点位置に基づいて、右眼領域Rに左眼が位置している場合(S104においてYes)には、右眼用プロジェクタ装置10Rが投影する映像を左眼用の映像に切り換える(S105)。このように、観察者の位置がずれた場合においても、観察者の左眼に対しては左眼用の映像が観察することができるため、図9(a)に示されるように正常な状態から、図9(b)のような状態に変化したときに、それまで左眼用の映像を観察していた左眼に右眼用の映像が飛び込むことがなく、観察者の違和感を抑えることが可能となる。
On the other hand, when the left eye is located in the right eye region R based on the viewpoint position detected in S101 (Yes in S104), the image projected by the right
このとき、左眼用プロジェクタ装置10Lは、S106に示すように非表示とすることとしてもよい。観察に使用されない左眼用プロジェクタ10Lを非表示とすることで、使用電力を抑えるとともに、車室内に使用しない映像が投影されることを防止できる。
At this time, the left-
そして、図9(c)のように左眼領域Lに右眼が位置している場合に(S107においてYes)は、左眼用プロジェクタ装置10Lが投影する映像を右眼用の映像に切り換える(S108)。この場合も、右眼用プロジェクタ装置10Rを非表示とすることで、前述同様の効果が得られる。
Then, when the right eye is located in the left eye region L as shown in FIG. 9C (Yes in S107), the image projected by the left-
そして、両方の眼が右眼領域R、左眼領域Lの両方の内に位置していないと判断した場合(S107においてNo)には、右眼用プロジェクタ装置10R、左眼用プロジェクタ10Lの両方を非表示とすることで、やはり前述同様の効果を得ることが可能となる。
When it is determined that both eyes are not located in both the right eye region R and the left eye region L (No in S107), both the right
以上のような処理を繰り返し実施する(S112)ことで、観察者の位置が予期された位置から外れた場合においても、観察者に対する違和感を抑えながら各種映像を提供することが可能となる。また、必要のない映像を非表示とすることで、使用電力を抑えるとともに、車内に不要な投影像が照射されることを防止することが可能となる。 By repeatedly performing the processing as described above (S112), it is possible to provide various images while suppressing discomfort to the observer even when the position of the observer deviates from the expected position. In addition, by not displaying unnecessary images, it is possible to reduce power consumption and prevent unnecessary projection images from being irradiated in the vehicle.
図10は、他の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を示した図である。本実施形態では、新たに、両眼用プロジェクタ装置10Cが設けられるとともに、光学系20は、両眼用プロジェクタ装置10C照射する投影像を、観察者の両眼領域Cに対して開設可能としている。このような実施形態によれば、両眼用プロジェクタ装置10Cにて両眼領域Cに、立体視させない映像を同時に投影させる、観察者に提示する映像の幅を広げ、立体感を豊かにさせることが可能となる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a head-up display device according to another embodiment. In the present embodiment, a
さらには、制御部にて、左眼用プロジェクタ装置10Rと右眼用プロジェクタ装置10Lを使用した立体映像を提供するか、両眼用プロジェクタ装置10Cのみによる立体表示を行わない映像を提供するかを切り換え可能としてもよい。
Furthermore, the control unit determines whether to provide a stereoscopic image using the left-
以上、本発明によれば、右眼用プロジェクタ部が投影する右眼用映像を、観察位置の右眼領域の方向に回折させるとともに、左眼用プロジェクタ部が投影する左眼用映像を、観察位置の左眼領域の方向に回折させるホログラフィック光学系を採用したことで、観察者に対してクロストークの少ない良好な立体映像を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the right-eye image projected by the right-eye projector unit is diffracted in the direction of the right-eye region at the observation position, and the left-eye image projected by the left-eye projector unit is observed. By adopting a holographic optical system that diffracts in the direction of the left eye region of the position, it is possible to provide a good stereoscopic image with little crosstalk to the observer.
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。 Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.
10…プロジェクタ装置、10R…右眼用プロジェクタ装置、10L…左眼用プロジェクタ装置、10C…両眼用プロジェクタ装置、11…レーザー光源、111…発散光学系、112…レーザー半導体、12…ビームエキスパンダ、13…画像形成部、131…LCD、132…拡散板、14…プロジェクション光学系、20…ホログラフィック光学系、20R…右眼用ホログラフィック光学素子、20L…左眼用ホログラフィック光学素子、20C…両眼用ホログラフィック光学素子、21…フロントウィンドウ、30…制御部、31…画像描画エンジン、32…立体映像処理部、33…焦点コントローラ、34…左右焦点情報保持部、40…各種センサー、41…カメラ、42…モーションキャプチャ、43…シート荷重分布センサー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ホログラフィック光学系に右眼用の映像を投影する第1のプロジェクタ部と、
前記ホログラフィック光学系に左眼用の映像を投影する第2のプロジェクタ部とを備え、
前記ホログラフィック光学系は、前記第1のプロジェクタ部が投影する右眼用の映像を回折させ、前記観察位置の右眼領域に観察像を形成するとともに、前記第2のプロジェクタ部が投影する左眼用の映像を回折させ、前記観察位置の左眼領域に観察像を形成することを特徴とする
ヘッドアップディスプレイ装置。 A holographic optical system disposed opposite to the observation position;
A first projector unit that projects a right-eye image onto the holographic optical system;
A second projector unit that projects an image for the left eye on the holographic optical system,
The holographic optical system diffracts the image for the right eye projected by the first projector unit, forms an observation image in the right eye region at the observation position, and projects the left image projected by the second projector unit. A head-up display device, wherein an eye image is diffracted to form an observation image in a left eye region of the observation position.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The holographic optical system includes a first holographic optical element that diffracts an image for the right eye projected by the first projector unit in a direction of the right eye region of the observation position, and the second projector unit. 2. The head according to claim 1, wherein a second holographic optical element that diffracts the image for the left eye projected by the lens in the direction of the left eye region of the observation position is laminated. Up display device.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 1, wherein the holographic optical system is a volume holographic optical element.
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the holographic optical system has an optical enlargement function.
前記ホログラフィック光学系は、前記第3のプロジェクタ部が投影する両眼用の映像を回折させ、前記観察位置の両眼領域の方向に回折させることを特徴とする
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 A third projector unit that projects a binocular image onto the holographic optical system;
5. The holographic optical system diffracts a binocular image projected by the third projector unit and diffracts it in the direction of the binocular region at the observation position. The head-up display device according to any one of the above.
請求項1から請求項5の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 Based on the detection result of the viewpoint position detection unit, switching between the right-eye image projected by the first projector unit and the left-eye image projected by the second projector unit, or at least one of the images is performed. The head-up display device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control unit configured to be non-displayed.
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