JP2021019329A - Wind shield display device - Google Patents

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和幸 石原
Kazuyuki Ishihara
和幸 石原
剛史 高沢
Takashi Takazawa
剛史 高沢
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Abstract

To provide a wind shield display device that can create a unified image with a virtual image and a real image when users visually recognize the virtual image and the real image at the same time.SOLUTION: In a wind shield display device in which video light for a real image display from a real image projection unit 2 and video light for a virtual image display from a virtual image projection unit 3 are projected on a wind shield 1, the virtual image projection unit 3 includes an image processing unit. The image processing unit performs control to change the distance between a user's eyes and the virtual image according to the positions of the user's eyes based on a signal from an eye information acquisition unit that acquires positional information on the user's eyes. This enables the user to visually recognize unified video made up of the real image and the virtual image for which the senses of distance are almost the same.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ウィンドシールド表示装置に関する。 The present invention relates to a windshield display device.

従来、投影機からウィンドシールドに映像光を投写し、当該映像光を所定の方向に反射させることでユーザに実像または虚像の映像を視認させるウィンドシールド表示装置が知られている。この種のウィンドシールド表示装置としては、例えば特許文献1に記載のものが挙げられる。 Conventionally, there is known a windshield display device that projects image light from a projector onto a windshield and reflects the image light in a predetermined direction so that a user can visually recognize a real image or a virtual image. Examples of this type of windshield display device include those described in Patent Document 1.

特許文献1に記載のウィンドシールド表示装置は、ウィンドシールドと、虚像の映像光を投写する虚像表示機と、実像の映像光を投写する実像表示機と、車両の速度に応じて虚像表示機と実像表示機との切り替えを行う制御部とを備える。これにより、実像表示または虚像表示を行い、ユーザが実像または虚像の映像を視認できる構成となる。 The windshield display device described in Patent Document 1 includes a windshield, a virtual image display that projects virtual image light, a real image display that projects real image light, and a virtual image display according to the speed of the vehicle. It is equipped with a control unit that switches to a real image display. As a result, the real image or the virtual image is displayed, and the user can visually recognize the real image or the virtual image.

米国特許出願公開第2017/0102550A1号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0102550A1

しかしながら、このウィンドシールド表示装置は、虚像表示機または実像表示機の一方を駆動している際には、他方の表示機を駆動させない制御を実行する構成である。すなわち、このウィンドシールド表示装置では、虚像と実像とを同時に表示することが想定されていない。 However, this windshield display device is configured to execute control not to drive the other display when one of the virtual image display and the real image display is being driven. That is, this windshield display device is not supposed to display a virtual image and a real image at the same time.

また、実像を視認させる場合には、ユーザに視認させる実像の提示位置は、ウィンドシールドの位置になる。一方、虚像を視認させる場合には、ユーザに視認させる虚像の提示位置は、通常、ウィンドシールドよりも前方の空間となる。そのため、虚像と実像とを同時に視認させようとする場合、ユーザは、目の輻輳や調節を実像および虚像に対して同時に合わせることができない。 Further, when the real image is visually recognized, the presentation position of the real image to be visually recognized by the user is the position of the windshield. On the other hand, when the virtual image is visually recognized, the presentation position of the virtual image to be visually recognized by the user is usually a space in front of the windshield. Therefore, when trying to visually recognize the virtual image and the real image at the same time, the user cannot adjust the congestion and adjustment of the eyes to the real image and the virtual image at the same time.

本発明は、上記の点に鑑み、虚像と実像とを同時に表示させることができ、かつユーザに対して同時に提示する虚像と実像とを統一感のある映像として視認させることができる構成とされたウィンドシールド表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has a configuration in which a virtual image and a real image can be displayed at the same time, and the virtual image and the real image presented to the user at the same time can be visually recognized as a unified image. It is an object of the present invention to provide a windshield display device.

上記目的を達成するため、請求項1に記載のウィンドシールド表示装置は、移動体のウィンドシールド(1)を介してユーザに映像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、ウィンドシールドと、実像表示のための実像光をウィンドシールドに投写する実像投影部(2)と、虚像表示のための虚像光をウィンドシールドに投写する虚像投影部(3)と、を備え、ウィンドシールドは、実像光が投写される実像形成部(1a)と、虚像光が投写される虚像形成部(1b)とを有してなり、虚像投影部は、虚像の表示位置を制御する画像処理部(31)を有してなり、画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、ユーザの眼の位置情報を取得する眼情報取得部(5)からの出力信号に基づき、ユーザの眼と虚像との距離を変更する制御を行う。 In order to achieve the above object, the windshield display device according to claim 1 is a windshield display device that allows a user to visually recognize an image via a moving body windshield (1), and is a windshield and a real image display. The windshield is provided with a real image projection unit (2) that projects the real image light for the purpose on the windshield and a virtual image projection unit (3) that projects the virtual image light for the virtual image display on the windshield. It has a real image forming unit (1a) to be projected and a virtual image forming unit (1b) on which virtual image light is projected, and the virtual image projection unit has an image processing unit (31) for controlling the display position of the virtual image. Therefore, when the image processing unit executes the real image display and the virtual image display at the same time, the user's eye and the virtual image are based on the output signal from the eye information acquisition unit (5) that acquires the position information of the user's eye. Controls to change the distance to and from.

これにより、実像投影部と虚像投影部とを同時に駆動させた場合には、実像および虚像の双方をユーザに対して視認させることができる。また、ユーザの眼の位置情報を取得し、ユーザの眼の位置に応じて、ユーザの眼と虚像との距離を変更することで、ユーザが視認する虚像の距離を実像の距離と同程度にすることが可能となる。よって、虚像と実像とを同時に表示させつつも、ユーザに対して同時に提示する虚像と実像とを統一感のある映像として視認させることができるウィンドシールド表示装置となる。 As a result, when the real image projection unit and the virtual image projection unit are driven at the same time, both the real image and the virtual image can be visually recognized by the user. In addition, by acquiring the position information of the user's eyes and changing the distance between the user's eyes and the virtual image according to the position of the user's eyes, the distance of the virtual image visually recognized by the user becomes about the same as the distance of the real image. It becomes possible to do. Therefore, it is a windshield display device that can display the virtual image and the real image at the same time, and visually recognize the virtual image and the real image presented to the user at the same time as a unified image.

請求項2に記載のウィンドシールド表示装置は、移動体のウィンドシールド(1)を介してユーザに映像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、虚像表示のための虚像光をウィンドシールドに投写する虚像投影部(3)と、実像表示のために用いられる自発光素子を有してなる実像形成部(1a)、および虚像光が投写される虚像形成部(1b)を備えるウィンドシールドと、を備え、虚像投影部は、虚像の表示位置を制御する画像処理部(31)を有してなり、画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、ユーザの眼の位置情報を取得する眼情報取得部(5)からの出力信号に基づき、ユーザの眼と虚像との距離を変更する制御を行う。 The windshield display device according to claim 2 is a windshield display device that allows a user to visually recognize an image via a moving body windshield (1), and projects virtual image light for displaying a virtual image onto the windshield. A virtual image projection unit (3), a real image forming unit (1a) having a self-luminous element used for displaying a real image, and a windshield including a virtual image forming unit (1b) on which virtual image light is projected. The virtual image projection unit includes an image processing unit (31) that controls the display position of the virtual image, and the image processing unit provides the position information of the user's eye when the real image display and the virtual image display are simultaneously executed. Control is performed to change the distance between the user's eye and the virtual image based on the output signal from the eye information acquisition unit (5).

本構成によっても、上記した請求項1に記載のウィンドシールド表示装置と同様の効果が得られる。 Even with this configuration, the same effect as that of the windshield display device according to claim 1 can be obtained.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.

第1実施形態のウィンドシールド表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the windshield display device of 1st Embodiment. 図1のウィンドシールド表示装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the windshield display device of FIG. ウィンドシールドの断面構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the cross-sectional structure of a windshield. 虚像表示のみが行われている場合における虚像表示について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the virtual image display in the case where only a virtual image display is performed. 図4における虚像表示を別の方向から見た様子を示す図である。It is a figure which shows the state which the virtual image display in FIG. 4 was seen from another direction. 実像表示および虚像表示を同時に行う場合における虚像表示の制御を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the control of the virtual image display when the real image display and the virtual image display are performed at the same time. 図6における虚像表示を別の方向から見た様子を示す図である。It is a figure which shows the state which the virtual image display in FIG. 6 was seen from another direction. ユーザが視認する実像および虚像の距離を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the distance of a real image and a virtual image visually recognized by a user. 図1のウィンドシールド表示装置の処理動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation example of the windshield display device of FIG. 第1実施形態の変形例に係るウィンドシールドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the windshield which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態のウィンドシールド表示装置において、実像表示と虚像表示とを同時に行う場合の虚像の焦点位置の制御について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the control of the focal position of a virtual image at the time of performing the real image display and the virtual image display at the same time in the windshield display apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態のウィンドシールド表示装置の概要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline structure of the windshield display device of 3rd Embodiment. 他の実施形態に係るウィンドシールドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the windshield which concerns on other embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
第1実施形態のウィンドシールド表示装置S1について、図1〜図3を参照して説明する。ウィンドシールド表示装置S1は、例えば図1に示すように、自動車等の移動体における透明部材、すなわちウィンドシールド1を介して例えばドライバーなどの所定のユーザに各種映像を視認させる表示装置に適用されると好適である。
(First Embodiment)
The windshield display device S1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, for example, the windshield display device S1 is applied to a transparent member in a moving body such as an automobile, that is, a display device that allows a predetermined user such as a driver to visually recognize various images via the windshield 1. Is suitable.

なお、「ウィンドシールド1を介して映像を視認させる」とは、後述の実像投影部2もしくは虚像投影部3またはその両方からウィンドシールド1に映像光を投写し、当該映像光を反射もしくは散乱させることでユーザに各種映像を視認させることを意味する。 In addition, "to visually recognize the image through the windshield 1" means that the image light is projected onto the windshield 1 from the real image projection unit 2 and / or the virtual image projection unit 3 described later, and the image light is reflected or scattered. This means that the user can visually recognize various images.

図1では、見易くするため、断面を示すものではないが、ウィンドシールド1のうち後述の実像形成部1aおよび虚像形成部1bにハッチングを施すと共に、後述の実像投影部2および虚像投影部3が収容されるダッシュボードなどについては省略している。 Although the cross section is not shown in FIG. 1 for the sake of clarity, the real image forming portion 1a and the virtual image forming portion 1b described later are hatched in the windshield 1, and the real image projection portion 2 and the virtual image projection portion 3 described later are used. The dashboard to be accommodated is omitted.

(構成)
本実施形態のウィンドシールド表示装置S1は、図1に示すように、ウィンドシールド1と、実像投影部2と、虚像投影部3と、を備え、ユーザに対して実像もしくは虚像またはこれらの双方を提示可能な構成とされている。また、ウィンドシールド表示装置S1は、図2に示すように、実像投影部2および虚像投影部3の動作の制御を実行する制御部4を有してなる。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the windshield display device S1 of the present embodiment includes a windshield 1, a real image projection unit 2, and a virtual image projection unit 3, and provides a user with a real image, a virtual image, or both of them. It is a structure that can be presented. Further, as shown in FIG. 2, the windshield display device S1 includes a control unit 4 that controls the operation of the real image projection unit 2 and the virtual image projection unit 3.

以下、説明の便宜上、実像投影部2からウィンドシールド1に投写される映像光を「実像光」と称し、虚像投影部3からウィンドシールド1に投写される映像光を「虚像光」と称する。 Hereinafter, for convenience of explanation, the image light projected from the real image projection unit 2 onto the windshield 1 is referred to as “real image light”, and the image light projected from the virtual image projection unit 3 onto the windshield 1 is referred to as “virtual image light”.

ウィンドシールド1は、例えば図1に示すように、実像投影部2から実像光が投写される実像形成部1aと、虚像投影部3から虚像光が投写される虚像形成部1bとを備える。ウィンドシールド1は、例えば図3に示すように、第1ガラス基材11と、中間層12と、第2ガラス基材13と、これらのそれぞれの間に配置され、これらの部材を接着する接着層14とを有してなる。 As shown in FIG. 1, for example, the windshield 1 includes a real image forming unit 1a on which real image light is projected from the real image projection unit 2 and a virtual image forming unit 1b on which virtual image light is projected from the virtual image projection unit 3. As shown in FIG. 3, for example, the windshield 1 is arranged between the first glass base material 11, the intermediate layer 12, and the second glass base material 13, and is bonded to bond these members. It has a layer 14.

第1ガラス基材11および第2ガラス基材13は、例えば、車両のフロントガラスに用いられる任意のガラス基材とされる。 The first glass base material 11 and the second glass base material 13 are, for example, arbitrary glass base materials used for the windshield of a vehicle.

中間層12は、主に実像投影部2から実像光が投写された際に、実像光の位相変調を記録したり、実像光を拡散反射したりすることにより、ユーザに実像を視認させるために用いられるものである。中間層12は、例えば、任意のホログラム材料を有する位相変調層、不規則な凹凸形状を備える光散乱層やマイクロミラーアレイを備える周期構造的なミラー層等の任意の構成とされる。つまり、中間層12は、実像表示に用いられる透明スクリーンとして機能する任意の構成とされる。 The intermediate layer 12 is mainly used to make the user visually recognize the real image by recording the phase modulation of the real image light or diffuse-reflecting the real image light when the real image light is projected from the real image projection unit 2. It is used. The intermediate layer 12 has an arbitrary configuration such as a phase modulation layer having an arbitrary hologram material, a light scattering layer having an irregular uneven shape, a periodic mirror layer including a micromirror array, and the like. That is, the intermediate layer 12 has an arbitrary configuration that functions as a transparent screen used for displaying a real image.

なお、本実施形態では、中間層12がホログラム材料を有する位相変調層として構成された例を代表例として説明する。また、実像表示に用いられる透明スクリーンの構成等については、公知のため、本明細書では、その詳細な説明を省略する。 In this embodiment, an example in which the intermediate layer 12 is configured as a phase modulation layer having a hologram material will be described as a representative example. Further, since the configuration of the transparent screen used for displaying the real image is known, detailed description thereof will be omitted in the present specification.

接着層14は、例えばPVB(ポリビニルブチラール)樹脂等の透明な任意の接着性樹脂材料とされる。 The adhesive layer 14 is made of any transparent adhesive resin material such as PVB (polyvinyl butyral) resin.

なお、ウィンドシールド1に対して車室側から映像光が照射され、表裏の関係にある2つの外表面のいずれにおいても当該映像光を反射した場合、車室内のユーザは、当該2つの外表面それぞれ反射光を視認し、映像を二重像として認識してしまい得る。このような場合、視認性が低下してしまうため、これを抑制する目的で、ウィンドシールド1は、互いに向き合う2つのガラス基材11、13が平行とならない構成とされることが好ましい。 When the windshield 1 is irradiated with image light from the vehicle interior side and the image light is reflected on both of the two outer surfaces having a front and back relationship, the user in the vehicle interior can use the two outer surfaces. Each of them can visually recognize the reflected light and recognize the image as a double image. In such a case, the visibility is lowered, and for the purpose of suppressing this, it is preferable that the windshield 1 is configured such that the two glass substrates 11 and 13 facing each other are not parallel to each other.

具体的には、ウィンドシールド1は、互いに向き合う第1ガラス基材11の一面11aと第2ガラス基材13の対面13aとが鋭角をなすように、すなわち、これらの面のなす角度がくさび角となるように配置された構成とされてもよい。なお、図3では、見易くするため、ウィンドシールド1が第1ガラス基材11と第2ガラス基材13とが略平行とされた構成の例について示している。 Specifically, in the windshield 1, one surface 11a of the first glass base material 11 facing each other and the facing surface 13a of the second glass base material 13 form an acute angle, that is, the angle formed by these surfaces is a wedge angle. It may be configured so as to be. Note that FIG. 3 shows an example in which the windshield 1 has a configuration in which the first glass base material 11 and the second glass base material 13 are substantially parallel to each other for easy viewing.

実像形成部1aは、実像投影部2から実像光が投写されることで実像が表示される部位であり、例えば、図1に示すように、ウィンドシールド1のうち所定の範囲とされる。本実施形態では、実像形成部1aは、ホログラム材料が実像光に対して拡散反射性の位相変調を記録することで、ユーザに対してウィンドシールド1の位置に映像を視認させる役割を果たす。実像形成部1aは、虚像形成部1bよりも大きな面積を占めると共に、虚像形成部1bに隣接する配置とされる。 The real image forming unit 1a is a portion where the real image is displayed by projecting the real image light from the real image projection unit 2, and is, for example, a predetermined range of the windshield 1 as shown in FIG. In the present embodiment, the real image forming unit 1a plays a role of making the user visually recognize the image at the position of the windshield 1 by recording the phase modulation in which the hologram material is diffusely reflective with respect to the real image light. The real image forming portion 1a occupies a larger area than the virtual image forming portion 1b, and is arranged adjacent to the virtual image forming portion 1b.

なお、実像形成部1aは、図1に示す例では、ウィンドシールド1の面方向において虚像形成部1bと隙間を隔てて配置されているが、隙間を隔てずに虚像形成部1bに接する配置であってもよい。また、実像形成部1aおよび虚像形成部1bのウィンドシールド1上における位置や面積については、適宜変更されてもよい。 In the example shown in FIG. 1, the real image forming portion 1a is arranged with a gap from the virtual image forming portion 1b in the plane direction of the windshield 1, but the real image forming portion 1a is arranged so as to be in contact with the virtual image forming portion 1b without separating the gap. There may be. Further, the positions and areas of the real image forming portion 1a and the virtual image forming portion 1b on the windshield 1 may be appropriately changed.

虚像形成部1bは、虚像投影部3からの虚像光をユーザの目に向かう所定の方向に反射する部位である。虚像形成部1bは、例えば図1に示すように、ウィンドシールド1のうち実像形成部1aとは異なる所定の領域とされる。虚像形成部1bで反射された虚像光は、例えば、ユーザに対してウィンドシールド1よりも前方の位置において結像し、虚像として認識される。つまり、虚像形成部1bは、実像形成部1aとは異なり、光が照射されても位相変調の記録を行わない構成とされている。 The virtual image forming unit 1b is a portion that reflects the virtual image light from the virtual image projection unit 3 in a predetermined direction toward the user's eyes. As shown in FIG. 1, for example, the virtual image forming portion 1b is a predetermined region of the windshield 1 different from the real image forming portion 1a. The virtual image light reflected by the virtual image forming unit 1b is imaged at a position in front of the windshield 1 with respect to the user, and is recognized as a virtual image. That is, unlike the real image forming unit 1a, the virtual image forming unit 1b is configured so that the phase modulation is not recorded even when the light is irradiated.

なお、実像形成部1aおよび虚像形成部1bは、中間層12がホログラム材料により構成される場合には、いずれも図3に示す基本構成とされるが、ホログラム材料の状態が異なっている。具体的には、実像形成部1aにおいては、ホログラム材料は、露光処理をされており、光が照射されたときに位相変調を記録できる状態となっている。一方、虚像形成部1bにおいては、ホログラム材料は、露光処理がなされておらず、光が照射されても位相変調を記録しない状態とされている。つまり、この場合、ウィンドシールド1は、露光処理の有無により実像形成部1aと虚像形成部1bとが区画されることになる。 When the intermediate layer 12 is made of the hologram material, the real image forming portion 1a and the virtual image forming portion 1b both have the basic configuration shown in FIG. 3, but the states of the hologram material are different. Specifically, in the real image forming unit 1a, the hologram material is exposed and is in a state where phase modulation can be recorded when it is irradiated with light. On the other hand, in the virtual image forming unit 1b, the hologram material is not exposed and is in a state of not recording phase modulation even when irradiated with light. That is, in this case, in the windshield 1, the real image forming portion 1a and the virtual image forming portion 1b are partitioned depending on the presence or absence of the exposure treatment.

実像投影部2は、実像光をウィンドシールド1の実像形成部1aに投写することで、ユーザに対してウィンドシールド1の位置に実像を視認させるために用いられるプロジェクタである。実像投影部2は、例えば、液晶方式、DLP(登録商標)方式、レーザ光走査式などの任意のプロジェクタとされる。DLPとは、デジタルライティングプロセッシングの略である。実像投影部2は、車載用途の場合には、例えばインストルメントパネルのダッシュボード内などの任意の箇所に配置される。 The real image projection unit 2 is a projector used to project the real image light onto the real image forming unit 1a of the windshield 1 so that the user can visually recognize the real image at the position of the windshield 1. The real image projection unit 2 may be any projector such as a liquid crystal system, a DLP (registered trademark) system, or a laser light scanning system. DLP is an abbreviation for digital lighting processing. In the case of in-vehicle use, the real image projection unit 2 is arranged at an arbitrary location, for example, in the dashboard of the instrument panel.

虚像投影部3は、虚像光をウィンドシールド1の虚像形成部1bに投写することで、ユーザに対して例えばウィンドシールド1よりも前方の位置に虚像を視認させるために用いられるディスプレイである。虚像投影部3は、本実施形態では、ユーザの左右の眼それぞれに所定の視差を有する異なる画像を提示し、これらをユーザの両眼で融像させることで、視差を利用して立体的な虚像を提示できるヘッドアップディスプレイとされる。この種のヘッドアップディスプレイは、「視差ディスプレイ」や「3D−HUD」などと称され得る。 The virtual image projection unit 3 is a display used for projecting the virtual image light onto the virtual image forming unit 1b of the windshield 1 so that the user can visually recognize the virtual image at a position in front of the windshield 1, for example. In the present embodiment, the virtual image projection unit 3 presents different images having a predetermined parallax to each of the left and right eyes of the user, and fuses these with both eyes of the user, thereby utilizing the parallax to create a three-dimensional image. It is a head-up display that can present a virtual image. This type of head-up display can be referred to as a "parallax display", a "3D-HUD", or the like.

以下、説明の簡便化のため、実像投影部2を用いた映像表示を「実像表示」と称し、虚像投影部3を用いた映像表示を「虚像表示」と称し、実像表示と虚像表示とを同時に行うことを「両像表示」と称する。なお、この両像表示は、例えば自動車を乗員による操作によらず、電子制御装置からの信号に基づいて走行させる、いわゆる自動運転の状態の場合などに実行され得る。 Hereinafter, for the sake of simplicity of explanation, the image display using the real image projection unit 2 is referred to as "real image display", the image display using the virtual image projection unit 3 is referred to as "virtual image display", and the real image display and the virtual image display are referred to as "virtual image display". Performing at the same time is called "both image display". It should be noted that this dual image display can be executed, for example, in the case of a so-called automatic driving state in which the automobile is driven based on a signal from the electronic control device without being operated by an occupant.

虚像投影部3は、図2に示すように、画像処理部31を備えると共に、後述の制御部4を介して映像信号が出力された際に、当該映像信号に応じた映像を虚像として表示させるための虚像光を虚像形成部1bに投写する。虚像投影部3は、本実施形態では、画像処理部31により、ユーザに対して視認させる虚像の距離を適宜調整することが可能な構成とされている。 As shown in FIG. 2, the virtual image projection unit 3 includes an image processing unit 31 and displays an image corresponding to the video signal as a virtual image when a video signal is output via the control unit 4 described later. The virtual image light for this purpose is projected onto the virtual image forming unit 1b. In the present embodiment, the virtual image projection unit 3 is configured such that the image processing unit 31 can appropriately adjust the distance of the virtual image to be visually recognized by the user.

画像処理部31は、例えば、図示しないCPU、ROMやRAMなどの記憶媒体、I/Oなどを有する電子制御ユニットである。画像処理部31は、両像表示の場合には、後述の眼情報取得部5からの所定の出力信号に基づき、視差画像により得られる虚像の位置を実像の位置と略同一とする処理を行う。これにより、ユーザが視認する実像の距離と虚像の距離とが同程度となり、統一感のある表示が可能となると共に、両像表示された映像を視認する際のユーザの目の輻輳や調節などの負荷が軽減されたウィンドシールド表示装置S1となる。この詳細については、後述する。 The image processing unit 31 is, for example, an electronic control unit having a CPU (not shown), a storage medium such as a ROM or RAM, an I / O, or the like. In the case of both image display, the image processing unit 31 performs a process of making the position of the virtual image obtained by the parallax image substantially the same as the position of the real image based on a predetermined output signal from the eye information acquisition unit 5 described later. .. As a result, the distance between the real image and the virtual image that the user sees becomes about the same, enabling a unified display, as well as congestion and adjustment of the user's eyes when viewing the images displayed in both images. The windshield display device S1 has a reduced load. The details will be described later.

なお、本明細書でいう「虚像の距離」とは、虚像形成部1bを正面視しているユーザの眼と虚像が表示される位置との距離を意味する。また、「実像の距離」とは、実像形成部1aを正面視しているユーザの眼と実像形成部1aに表示されている実像との距離を意味する。 The "distance of the virtual image" as used herein means the distance between the eyes of the user who is looking front at the virtual image forming unit 1b and the position where the virtual image is displayed. Further, the "distance of the real image" means the distance between the eyes of the user who is looking front at the real image forming unit 1a and the real image displayed on the real image forming unit 1a.

制御部4は、図2に示すように、外部からの映像信号が入力されると、当該映像信号に応じた各種信号を実像投影部2もしくは虚像投影部3またはその両方に出力し、各種映像制御を実行する。制御部4は、例えば、実像表示の場合には、映像信号を実像投影部2に出力し、虚像表示の場合には、映像信号を虚像投影部3に出力し、両像表示の場合には、映像信号を実像投影部2および虚像投影部3に出力する。 As shown in FIG. 2, when a video signal from the outside is input, the control unit 4 outputs various signals corresponding to the video signal to the real image projection unit 2, the virtual image projection unit 3, or both, and various images. Take control. For example, the control unit 4 outputs a video signal to the real image projection unit 2 in the case of real image display, outputs a video signal to the virtual image projection unit 3 in the case of virtual image display, and outputs a video signal to the virtual image projection unit 3 in the case of both image display. , The video signal is output to the real image projection unit 2 and the virtual image projection unit 3.

制御部4は、例えば、画像処理部31と同様に、図示しないCPUなどを有する電子制御ユニットとされる。制御部4は、車載用途の場合には、例えば車体ECUとされ、実像投影部2および虚像投影部3それぞれに接続されるが、これに限られず、実像投影部2または虚像投影部3に搭載されるものであってもよい。 The control unit 4 is, for example, an electronic control unit having a CPU (not shown) or the like, like the image processing unit 31. In the case of in-vehicle use, the control unit 4 is, for example, a vehicle body ECU and is connected to each of the real image projection unit 2 and the virtual image projection unit 3, but is not limited to this, and is mounted on the real image projection unit 2 or the virtual image projection unit 3. It may be what is done.

なお、実像投影部2、虚像投影部3や制御部4は、車両に搭載される任意の車載部品と接続され、当該車載部品からの出力信号に応じて各種の動作を行う構成とされてもよい。車載部品は、例えば、車載カメラ、ナビゲーション装置、カーエアコンや他の電子装置とされ得る。 Even if the real image projection unit 2, the virtual image projection unit 3, and the control unit 4 are connected to arbitrary in-vehicle parts mounted on the vehicle and perform various operations according to output signals from the in-vehicle parts. Good. The vehicle-mounted component can be, for example, a vehicle-mounted camera, a navigation device, a car air conditioner, or other electronic device.

以上が、本実施形態のウィンドシールド表示装置S1の基本的な構成である。ウィンドシールド表示装置S1は、ユーザの眼を含む所定の領域を撮像する眼情報取得部5から所定の信号に基づき、両像表示の際に、ユーザが認識する虚像の表示位置の調整を実行する構成とされる。 The above is the basic configuration of the windshield display device S1 of the present embodiment. The windshield display device S1 adjusts the display position of the virtual image recognized by the user at the time of displaying both images based on a predetermined signal from the eye information acquisition unit 5 that images a predetermined area including the user's eye. It is composed.

眼情報取得部5は、ユーザの眼の位置の情報を取得するものであり、例えば、株式会社デンソー製のドライバーステータスモニター等の任意の撮像装置とされる。眼情報取得部5は、例えば、ユーザの顔が存在すると想定される所定の空間を撮像しており、任意の画像認証技術によりユーザの眼を特定すると共に、その位置座標を算出する。眼情報取得部5は、例えば、虚像投影部3に接続されており、算出したユーザの眼の位置座標に応じた電気信号を画像処理部31に出力する。眼情報取得部5から画像処理部31に伝送されるユーザの眼の位置情報は、ユーザに提示する実像の距離および虚像の距離の算出に用いられる。この詳細については、次に説明する。 The eye information acquisition unit 5 acquires information on the position of the user's eyes, and is an arbitrary imaging device such as a driver status monitor manufactured by Denso Corporation. The eye information acquisition unit 5 captures, for example, a predetermined space in which the user's face is assumed to exist, identifies the user's eyes by an arbitrary image authentication technique, and calculates the position coordinates thereof. The eye information acquisition unit 5 is connected to, for example, the virtual image projection unit 3, and outputs an electric signal corresponding to the calculated position coordinates of the user's eye to the image processing unit 31. The user's eye position information transmitted from the eye information acquisition unit 5 to the image processing unit 31 is used to calculate the distance of the real image and the distance of the virtual image presented to the user. The details will be described below.

(虚像の距離の調整およびその効果)
次に、ウィンドシールド表示装置S1による虚像の距離の制御およびその効果について、図4〜図8を参照して説明する。なお、図4、図6では、見易くするため、虚像投影部3を覆う透明な防塵カバー等の他の部材について省略している。
(Adjustment of virtual image distance and its effect)
Next, control of the distance of the virtual image by the windshield display device S1 and its effect will be described with reference to FIGS. 4 to 8. In addition, in FIGS. 4 and 6, other members such as a transparent dustproof cover covering the virtual image projection portion 3 are omitted for easy viewing.

まず、ウィンドシールド表示装置S1において虚像表示のみが行われている場合における、虚像投影部3による虚像表示について図4、図5を参照して説明する。 First, the virtual image display by the virtual image projection unit 3 in the case where only the virtual image display is performed in the windshield display device S1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

虚像投影部3は、図4に示すように、ウィンドシールド1の虚像形成部1bに虚像光を投写し、ユーザのアイボックスに向けて虚像光を反射させる。これにより、図5に示すように、虚像投影部3による所定の視差量とされた、右眼用画像と左眼用画像との一対の画像である視差画像がユーザに提示される。ユーザは、両眼でこれらの視差画像を融像することにより、視差画像が融像した空間、例えばウィンドシールド1よりも前方の空間に虚像を認識する。 As shown in FIG. 4, the virtual image projection unit 3 projects the virtual image light onto the virtual image forming unit 1b of the windshield 1 and reflects the virtual image light toward the user's eye box. As a result, as shown in FIG. 5, a parallax image, which is a pair of images of the right eye image and the left eye image, which is a predetermined parallax amount by the virtual image projection unit 3, is presented to the user. By fusing these parallax images with both eyes, the user recognizes a virtual image in the space where the parallax images are fused, for example, the space in front of the windshield 1.

なお、この虚像の距離は、画像処理部31による視差画像における視差距離の調整により任意の値に変更されることができる。画像処理部31は、例えば図4に示すように、ユーザの顔を撮像する眼情報取得部5に任意の配線等により接続されている。また、画像処理部31は、眼情報取得部5からの出力信号からユーザの眼の車室における位置座標や両眼の瞳孔間隔などの情報を取得し、当該出力信号に基づいて、視差画像の視差距離を調整することにより、必要に応じて虚像の距離を適宜変更することができる。 The distance of this virtual image can be changed to an arbitrary value by adjusting the parallax distance in the parallax image by the image processing unit 31. As shown in FIG. 4, for example, the image processing unit 31 is connected to the eye information acquisition unit 5 that images the user's face by arbitrary wiring or the like. Further, the image processing unit 31 acquires information such as the position coordinates in the passenger compartment of the user's eye and the interpupillary distance of both eyes from the output signal from the eye information acquisition unit 5, and based on the output signal, the parallax image By adjusting the parallax distance, the distance of the virtual image can be changed as needed.

続いて、ウィンドシールド表示装置S1において両像表示が行われている場合における、虚像投影部3による虚像表示について図6、7を参照して説明する。 Subsequently, a virtual image display by the virtual image projection unit 3 when both images are displayed on the windshield display device S1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

この場合、虚像投影部3は、図6に示すように、画像処理部31により所定の視差とされた視差画像となる虚像光を投写し、ユーザに対してウィンドシールド1近傍に虚像を視認させる。具体的には、図7に示すように、一対の視差画像がウィンドシールド1の近傍において融像するように、画像処理部31は、眼情報取得部5からの信号に基づいて、右眼用画像と左眼用画像の表示位置を変更し、一対の視差画像における視差距離を調整する。このような制御がなされることにより、実像形成部1aに表示される実像およびウィンドシールド1近傍に表示される虚像について、ユーザの眼からこれらの像が表示される位置までの距離が略同一となる。 In this case, as shown in FIG. 6, the virtual image projection unit 3 projects the virtual image light which is a parallax image having a predetermined parallax by the image processing unit 31, and makes the user visually recognize the virtual image in the vicinity of the windshield 1. .. Specifically, as shown in FIG. 7, the image processing unit 31 is for the right eye based on the signal from the eye information acquisition unit 5 so that the pair of disparity images are fused in the vicinity of the windshield 1. The display positions of the image and the left eye image are changed, and the parallax distance in the pair of parallax images is adjusted. By performing such control, the distance from the user's eye to the position where these images are displayed is substantially the same for the real image displayed on the real image forming unit 1a and the virtual image displayed near the windshield 1. Become.

ここで、虚像の距離は、両像表示の場合には、ユーザへの疲労低減の観点から、実像の距離に対して所定の範囲内とされることが好ましい。 Here, in the case of both image display, the distance of the virtual image is preferably within a predetermined range with respect to the distance of the real image from the viewpoint of reducing fatigue to the user.

具体的には、図8に示すように、虚像投影部3により映し出される虚像とユーザの眼との距離を「虚像距離L1」とし、実像投影部2により映し出される実像の位置とユーザの眼との距離を「実像距離L2」とする。また、L1の逆数をD1とし、L2の逆数をD2として、この虚像距離L1は、D1の絶対値とD2の絶対値との差が0.3以内とされることが好ましい。言い換えると、虚像距離L1は、下記の(1)式が成立する値とされることが好ましい。 Specifically, as shown in FIG. 8, the distance between the virtual image projected by the virtual image projection unit 3 and the user's eye is defined as the "virtual image distance L1", and the position of the real image projected by the real image projection unit 2 and the user's eye. Let the distance of be "real image distance L2". Further, it is preferable that the reciprocal of L1 is D1 and the reciprocal of L2 is D2, and the difference between the absolute value of D1 and the absolute value of D2 is within 0.3 for this virtual image distance L1. In other words, the virtual image distance L1 is preferably a value that satisfies the following equation (1).

|D1−D2|≦0.3・・・(1)
これは、ユーザが、実像が表示されているウィンドシールド1に眼の焦点を合わせている状態において、虚像をこの状態のユーザの被写界深度内におさめることで、実像および虚像に対して同時に焦点を合わせることを可能にするためである。これにより、ユーザは、実像または虚像の一方に眼のピントを合わせた状態で他方の像をクリアに視認することができる。そのため、ユーザが虚像および実像に眼の輻輳や調節を同時に合わせることができ、実像と虚像とが統一感のある一体的な映像をなすと共に、ユーザへの疲労低減の効果が得られる。
| D1-D2 | ≤0.3 ... (1)
This is done by keeping the virtual image within the depth of field of the user in this state while the user is focusing the eye on the windshield 1 on which the real image is displayed, so that the real image and the virtual image can be simultaneously viewed. This is to allow you to focus. As a result, the user can clearly see the other image while the eye is in focus on one of the real image and the virtual image. Therefore, the user can simultaneously adjust the congestion and adjustment of the eyes to the virtual image and the real image, and the real image and the virtual image form a unified image with a sense of unity, and the effect of reducing fatigue on the user can be obtained.

なお、人の平均的な被写界深度は、0.2〜0.3ディオプターの範囲内と言われている。また、「ウィンドシールド1の近傍」とは、ユーザから見てウィンドシールド1の位置またはウィンドシールド1よりも前方の位置であって、上記(1)式を満たす虚像距離L1となる位置を指す。 The average depth of field of a person is said to be in the range of 0.2 to 0.3 diopters. Further, the “neighborhood of the windshield 1” refers to a position of the windshield 1 or a position in front of the windshield 1 as viewed from the user, and a position having a virtual image distance L1 satisfying the above equation (1).

また、虚像距離L1および実像距離L2は、例えば、鉛直方向を法線方向とする平面、かつ虚像形成部1bおよびユーザの両眼を通る任意の平面において、ユーザの両眼の中心を通る対称軸に沿った直線上でのユーザの眼と虚像または実像との距離である。 Further, the virtual image distance L1 and the real image distance L2 are, for example, axes of symmetry passing through the center of both eyes of the user in a plane whose normal direction is the vertical direction and an arbitrary plane passing through the virtual image forming portion 1b and both eyes of the user. The distance between the user's eye and the virtual or real image on a straight line along.

(処理動作例)
次に、ウィンドシールド表示装置S1における処理動作の一例について、図9を参照して説明する。
(Processing operation example)
Next, an example of the processing operation in the windshield display device S1 will be described with reference to FIG.

ウィンドシールド表示装置S1は、例えば、スイッチがONの状態となった場合に、図9に示す制御フローを実行する。 The windshield display device S1 executes the control flow shown in FIG. 9, for example, when the switch is turned on.

ステップS101では、例えば、画像処理部31は、実像および虚像が同時に表示されているか否かについて判定を行い、肯定判定の場合には、処理をステップS102に進める。一方、否定判定の場合には、画像処理部31は、ステップS101の処理を所定の間隔で繰り返す。 In step S101, for example, the image processing unit 31 determines whether or not the real image and the virtual image are displayed at the same time, and in the case of an affirmative determination, the process proceeds to step S102. On the other hand, in the case of a negative determination, the image processing unit 31 repeats the process of step S101 at predetermined intervals.

ステップS102では、画像処理部31は、眼情報取得部5からの出力信号に基づき、ユーザの眼の位置情報を取得する。このユーザの眼の位置情報は、続くステップS103、S104における各距離の算出に用いられる。 In step S102, the image processing unit 31 acquires the position information of the user's eye based on the output signal from the eye information acquisition unit 5. This user's eye position information is used to calculate each distance in subsequent steps S103 and S104.

ステップS103では、画像処理部31は、取得したユーザの眼の位置情報とウィンドシールド1の位置情報とに基づき、実像距離L2を算出する。なお、ウィンドシールド1の位置情報は、例えば、車室内における座標データ等の形式で画像処理部31や制御部4等の記憶媒体に予め格納され、ステップS103の際に読み込まれる。 In step S103, the image processing unit 31 calculates the real image distance L2 based on the acquired position information of the user's eyes and the position information of the windshield 1. The position information of the windshield 1 is stored in advance in a storage medium such as the image processing unit 31 or the control unit 4 in the form of coordinate data or the like in the vehicle interior, and is read in step S103.

続くステップS104では、画像処理部31は、取得したユーザの眼の位置情報と虚像の位置情報とに基づき、虚像距離L1を算出する。なお、虚像の位置情報は、例えば、視差画像の視差距離やユーザの両眼の瞳孔間隔に基づいて算出され得る。ステップS104の後、画像処理部31は、処理をステップS105に進める。 In the following step S104, the image processing unit 31 calculates the virtual image distance L1 based on the acquired position information of the user's eyes and the position information of the virtual image. The position information of the virtual image can be calculated based on, for example, the parallax distance of the parallax image and the pupil distance of both eyes of the user. After step S104, the image processing unit 31 advances the processing to step S105.

ステップS105では、画像処理部31は、虚像距離L1の逆数であるD1と実像距離L2の逆数であるD2との差の絶対値が0.3よりも大きいか否か、すなわち下記の(2)式を満たすか否かについて判定を行う。 In step S105, the image processing unit 31 determines whether or not the absolute value of the difference between D1 which is the reciprocal of the virtual image distance L1 and D2 which is the reciprocal of the real image distance L2 is larger than 0.3, that is, (2) below. Judgment is made as to whether or not the equation is satisfied.

|D1−D2|>0.3・・・(2)
ステップS105にて肯定判定の場合には、画像処理部31は、処理をステップS106に進め、否定判定の場合には、処理を終了させる。
| D1-D2 |> 0.3 ... (2)
In the case of an affirmative determination in step S105, the image processing unit 31 advances the process to step S106, and in the case of a negative determination, ends the process.

ステップS106では、画像処理部31は、虚像距離L1が上記(1)式を満たすようにする補正処理を実行する。具体的には、画像処理部31は、ユーザに対して提示する視差画像の視差距離を変更し、当該視差画像を融像して得られる虚像の表示位置をウィンドシールド1の近傍とする制御を行う。ステップS106の後、画像処理部31は、処理を終了させる。 In step S106, the image processing unit 31 executes a correction process so that the virtual image distance L1 satisfies the above equation (1). Specifically, the image processing unit 31 changes the parallax distance of the parallax image presented to the user, and controls the display position of the virtual image obtained by fusing the parallax image to be in the vicinity of the windshield 1. Do. After step S106, the image processing unit 31 ends the process.

上記した制御が実行されることで、実像および虚像がユーザから見て被写界深度内におさまるように表示され、これらの映像が統一感のある状態となる。 By executing the above-mentioned control, the real image and the virtual image are displayed so as to be within the depth of field when viewed from the user, and these images are in a unified state.

なお、上記の制御フローは、あくまで一例であり、これに限定されるものではない。例えば、ステップS101において、画像処理部31は、実像および虚像が同時に表示されているか否かの判定に代わり、自動運転等の両像表示が行われる状況であるか否かについて判定を行ってもよい。具体的には、この場合、車両の自動運転と手動運転との切り替えがスイッチ等によりなされるときには、画像処理部31は、当該スイッチ等からの出力信号があるか否かにより、上記の判定を実行可能である。また、ウィンドシールド表示装置S1は、上記の制御フローを画像処理部31でなく、制御部4が実行する構成であってもよい。 The above control flow is merely an example, and is not limited to this. For example, in step S101, the image processing unit 31 may determine whether or not both images are displayed, such as automatic operation, instead of determining whether or not the real image and the virtual image are displayed at the same time. Good. Specifically, in this case, when switching between automatic driving and manual driving of the vehicle is performed by a switch or the like, the image processing unit 31 makes the above determination depending on whether or not there is an output signal from the switch or the like. It is feasible. Further, the windshield display device S1 may be configured such that the control unit 4 executes the above control flow instead of the image processing unit 31.

本実施形態によれば、虚像表示と実像表示とを同時に行うことができ、かつユーザに対して同時に提示する虚像と実像とを統一感のある映像として視認させることができる構成のウィンドシールド表示装置S1となる。また、両像表示において、虚像距離L1を実像距離L2に対して上記(1)式を満たすように調整することで、実像と虚像とがユーザの被写界深度内におさまり、疲労低減の効果も得られる。 According to the present embodiment, a windshield display device having a configuration in which a virtual image display and a real image display can be performed at the same time, and the virtual image and the real image presented to the user at the same time can be visually recognized as a unified image. It becomes S1. Further, in both image display, by adjusting the virtual image distance L1 with respect to the real image distance L2 so as to satisfy the above equation (1), the real image and the virtual image are kept within the depth of field of the user, and the effect of reducing fatigue is achieved. Can also be obtained.

(第1実施形態の変形例)
ウィンドシールド1は、例えば図10に示すように、虚像形成部1bのうち実像形成部1aに隣接する部分が、実像と虚像のいずれも形成可能な境界部1cとされた構成であってもよい。このような構成は、実像と虚像とを並べて表示したタイリング表示としつつも、実像と虚像とが切れ目のない連続的な映像をなすようにするために有効である。
(Modified example of the first embodiment)
As shown in FIG. 10, for example, the windshield 1 may have a configuration in which a portion of the virtual image forming portion 1b adjacent to the real image forming portion 1a is a boundary portion 1c capable of forming both a real image and a virtual image. .. Such a configuration is effective for making a continuous image without a break between the real image and the virtual image while forming a tiling display in which the real image and the virtual image are displayed side by side.

具体的には、図10に示すように、ウィンドシールド1の近傍において虚像を提示可能な領域を「虚像提示部1ba」とすると、虚像提示部1baは、ユーザの眼の位置がアイボックスの範囲内において任意に動くとすると、虚像形成部1bに対して狭くなる。 Specifically, as shown in FIG. 10, assuming that the region where a virtual image can be presented in the vicinity of the windshield 1 is the "virtual image presentation unit 1ba", the position of the user's eye is within the range of the eye box in the virtual image presentation unit 1ba. If it moves arbitrarily within, it becomes narrower than the virtual image forming portion 1b.

また、虚像形成部1bの全域が実像投影部2からの実像光の反射もしくは散乱の度合いが小さい構成、すなわち実像の表示が困難な構成の場合、実像形成部1aと虚像提示部1baとの間の部分は、実像も虚像も表示されない領域となる。この場合、両像表示を行うと、実像と虚像との間に切れ目が生じるため、映像の統一感が損なわれ得る。 Further, in the case where the entire area of the virtual image forming unit 1b has a small degree of reflection or scattering of the real image light from the real image projection unit 2, that is, a configuration in which it is difficult to display the real image, the space between the real image forming unit 1a and the virtual image presenting unit 1ba The part of is an area where neither a real image nor a virtual image is displayed. In this case, when both images are displayed, a break is generated between the real image and the virtual image, so that the sense of unity of the image may be impaired.

本変形例では、ウィンドシールド1は、このような事態を防ぐ目的で、図10に示すように、虚像形成部1bのうち実像形成部1aに隣接する部分である隣接部が、実像表示のための実像光を反射もしくは散乱させることが可能な境界部1cとされている。 In this modification, for the purpose of preventing such a situation, in the windshield 1, as shown in FIG. 10, the adjacent portion of the virtual image forming portion 1b that is adjacent to the real image forming portion 1a is for displaying the real image. It is said that the boundary portion 1c is capable of reflecting or scattering the real image light of.

境界部1cは、例えば、実像形成部1aにおける実像光の反射もしくは散乱の度合いを100として、その度合いが50といった具合に実像形成の効率が意図的に抑えられた領域である。また、境界部1cは、虚像投影部3からの虚像光も反射する領域であり、実像光の反射もしくは散乱に用いる位相変調部の影響で虚像の表示品質がやや落ちるものの、実像形成部1aおよび虚像形成部1bの双方の役割を果たす。 The boundary portion 1c is a region in which the efficiency of real image formation is intentionally suppressed, for example, the degree of reflection or scattering of real image light in the real image forming portion 1a is set to 100, and the degree is 50. Further, the boundary portion 1c is a region in which the virtual image light from the virtual image projection unit 3 is also reflected, and although the display quality of the virtual image is slightly deteriorated due to the influence of the phase modulation unit used for reflecting or scattering the real image light, the real image forming unit 1a and It plays both roles of the virtual image forming unit 1b.

制御部4は、本変形例では、例えば、眼情報取得部5からユーザの眼の位置情報を取得しつつ、ユーザの眼の位置に応じて、実像投影部2および虚像投影部3に所定の信号を出力する。具体的には、制御部4は、ウィンドシールド1近傍で虚像が表示される位置に応じた信号を実像投影部2に出力し、実像が当該虚像に連続して表示されるように、境界部1cにおける実像の表示領域を変更する制御を行う。これにより、ユーザの眼の位置がアイボックス内において任意の位置に変わった場合であっても、実像と虚像とが連続した一体的な映像表示をすることができる。 In this modification, the control unit 4 obtains the position information of the user's eye from the eye information acquisition unit 5, and is predetermined to the real image projection unit 2 and the virtual image projection unit 3 according to the position of the user's eye. Output a signal. Specifically, the control unit 4 outputs a signal corresponding to the position where the virtual image is displayed in the vicinity of the windshield 1 to the real image projection unit 2, and the boundary portion so that the real image is continuously displayed on the virtual image. Control is performed to change the display area of the real image in 1c. As a result, even when the position of the user's eyes changes to an arbitrary position in the eye box, it is possible to display a continuous and integrated image of the real image and the virtual image.

本変形例によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、実像と虚像とが切れ目のない連続的な1つの映像をなす映像表示が可能になるとの効果が得られる。また、ユーザがアイボックス内で顔の位置を変えたとしても、実像と虚像との連続性を保つことができる構成のウィンドシールド表示装置となる。 According to this modification, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to obtain an effect that it is possible to display an image in which a real image and a virtual image form a continuous one image without a break. Further, even if the user changes the position of the face in the eye box, the windshield display device has a configuration that can maintain the continuity between the real image and the virtual image.

(第2実施形態)
第2実施形態のウィンドシールド表示装置S2について、図11を参照して説明する。
(Second Embodiment)
The windshield display device S2 of the second embodiment will be described with reference to FIG.

図11では、見易くするため、断面を示すものではないが、後述のスクリーン33およびこれに対応する虚像にハッチングを施している。また、図11では、同様の目的で、後述の凹面鏡34を覆う防塵カバーなどの任意の部材や後述の光源32に接続される画像処理部31および眼情報取得部5を省略している。 Although the cross section is not shown in FIG. 11 for easy viewing, the screen 33 and the corresponding virtual image described later are hatched. Further, in FIG. 11, for the same purpose, an arbitrary member such as a dustproof cover covering the concave mirror 34 described later, an image processing unit 31 connected to the light source 32 described later, and an eye information acquisition unit 5 are omitted.

本実施形態のウィンドシールド表示装置S2は、虚像投影部3の構成が異なる点で上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。 The windshield display device S2 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the configuration of the virtual image projection unit 3 is different. In this embodiment, this difference will be mainly described.

虚像投影部3は、本実施形態では、図示しない眼情報取得部5に接続された図示しない画像処理部31に加えて、図11に示すように、光源32、スクリーン33および凹面鏡34を有してなる。虚像投影部3は、視差画像によらず、例えば、スクリーン33と凹面鏡34との相対距離を任意の値に変更でき、虚像距離を調整可能な構成とされている。 In the present embodiment, the virtual image projection unit 3 has a light source 32, a screen 33, and a concave mirror 34, as shown in FIG. 11, in addition to an image processing unit 31 (not shown) connected to an eye information acquisition unit 5 (not shown). It becomes. The virtual image projection unit 3 has a configuration in which the relative distance between the screen 33 and the concave mirror 34 can be changed to an arbitrary value regardless of the parallax image, and the virtual image distance can be adjusted.

光源32は、例えば、レーザ光をスクリーン33に連続的に走査することで、ユーザに提示する虚像を描画するものであり、任意の光走査式の光源とされる。 The light source 32 draws a virtual image to be presented to the user by continuously scanning the screen 33 with a laser beam, for example, and is an arbitrary light scanning type light source.

スクリーン33は、光源32からの虚像光が照射され、虚像の元となる画像が表示される光学部材である。スクリーン33は、図示しない駆動部によりその位置が変更可能な構成となっている。光源32から照射された光は、このスクリーン33を介して凹面鏡34に向かうこととなる。 The screen 33 is an optical member that is irradiated with virtual image light from the light source 32 and displays an image that is the source of the virtual image. The position of the screen 33 can be changed by a drive unit (not shown). The light emitted from the light source 32 is directed to the concave mirror 34 through the screen 33.

凹面鏡34は、スクリーン33を透過した光をウィンドシールド1に反射する任意の反射部材である。 The concave mirror 34 is an arbitrary reflecting member that reflects the light transmitted through the screen 33 to the windshield 1.

次に、本実施形態における虚像距離の調整について説明する。 Next, the adjustment of the virtual image distance in the present embodiment will be described.

本実施形態では、スクリーン33と凹面鏡34との相対距離を変更することで、虚像の表示位置すなわち虚像距離L1を調整する。 In the present embodiment, the display position of the virtual image, that is, the virtual image distance L1 is adjusted by changing the relative distance between the screen 33 and the concave mirror 34.

例えば、図11に示すように、虚像は、スクリーン33が第1位置に配置されている場合には、第1虚像としてユーザに認識され、スクリーン33が第2位置に配置されている場合には、第2虚像としてユーザに認識され、第1虚像よりも近い位置に投影される。つまり、虚像距離L1は、スクリーン33を凹面鏡34に近づけるほど小さくなり、スクリーン33を凹面鏡34から遠ざけるほど大きくなる。スクリーン33は、例えば、画像処理部31が出力するユーザの眼の位置に応じた信号に基づいて、その位置が決定される。 For example, as shown in FIG. 11, the virtual image is recognized by the user as the first virtual image when the screen 33 is placed in the first position, and when the screen 33 is placed in the second position. , It is recognized by the user as a second virtual image and projected at a position closer than the first virtual image. That is, the virtual image distance L1 decreases as the screen 33 approaches the concave mirror 34, and increases as the screen 33 moves away from the concave mirror 34. The position of the screen 33 is determined, for example, based on a signal output by the image processing unit 31 according to the position of the user's eyes.

なお、スクリーン33を光源32に向かって倒れ込む方向に傾けることで、本実施形態においても、図6に示した一例のように、虚像をウィンドシールド1の面方向に沿って表示させることができる。 By tilting the screen 33 in the direction of tilting toward the light source 32, the virtual image can be displayed along the surface direction of the windshield 1 as in the example shown in FIG. 6 in this embodiment as well.

また、上記した例では、スクリーン33を可動部として、スクリーン33と凹面鏡34との相対距離の調整により虚像距離L1を制御したが、これに限定されるものではない。例えば、スクリーン33と凹面鏡34との間に図示しないレンズなどの別の光学部材を配置し、当該光学部材の位置を制御することにより、虚像距離L1の制御が行われてもよい。 Further, in the above example, the virtual image distance L1 is controlled by adjusting the relative distance between the screen 33 and the concave mirror 34 with the screen 33 as a movable portion, but the present invention is not limited to this. For example, the virtual image distance L1 may be controlled by arranging another optical member such as a lens (not shown) between the screen 33 and the concave mirror 34 and controlling the position of the optical member.

本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。また、上記第1実施形態の変形例と同様に、ウィンドシールド1の構成を変更した場合には、当該変形例と同様の効果が得られる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, similarly to the modified example of the first embodiment, when the configuration of the windshield 1 is changed, the same effect as that of the modified example can be obtained.

(第3実施形態)
第3実施形態のウィンドシールド表示装置S3について、図12を参照して説明する。
(Third Embodiment)
The windshield display device S3 of the third embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態のウィンドシールド表示装置S3は、実像光を投写する実像投影部2に代わって、ウィンドシールド1の実像形成部1aが透明ディスプレイで構成されている点で上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。 The windshield display device S3 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the real image forming unit 1a of the windshield 1 is composed of a transparent display instead of the real image projection unit 2 that projects the real image light. .. In this embodiment, this difference will be mainly described.

実像形成部1aは、本実施形態では、図3に示す中間層12が例えば透明OLED(有機発光ダイオード)フィルムなどの自発光素子を備える透明ディスプレイとされている。 In the present embodiment, the real image forming unit 1a is a transparent display in which the intermediate layer 12 shown in FIG. 3 is provided with a self-luminous element such as a transparent OLED (organic light emitting diode) film.

透明OLEDフィルムは、「有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ」とも称され得る。OLEDは、例えば、一対の電極間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが順次積層されてなり、電圧を印加することで発光する構成とされる。OLEDは、TFTによる駆動制御がなされると共に、TFTと合わせて透明OLEDフィルムに複数個並べて配置された主画素を構成する。TFT(薄膜トランジスタ)は、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を備え、ゲート電極の電圧調整により電流のオンオフを制御可能な素子であり、OLEDと重畳して配置される。透明OLEDフィルムは、例えば、主画素が、OLEDおよびTFTによりなる発光領域と、OLEDおよびTFTが配置されていない透明部とにより構成されることで、所定以上の可視光透過率とされる。 The transparent OLED film can also be referred to as an "organic EL (electroluminescence) display". The OLED is configured such that, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like are sequentially laminated between a pair of electrodes, and emit light by applying a voltage. To. The OLED is driven and controlled by the TFT, and together with the TFT, constitutes a main pixel arranged side by side on a transparent OLED film. The TFT (thin film) is an element that includes a gate electrode, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode, and can control current on / off by adjusting the voltage of the gate electrode, and is arranged so as to be superimposed on the OLED. The transparent OLED film has a visible light transmittance of a predetermined value or higher, for example, when the main pixel is composed of a light emitting region composed of an OLED and a TFT and a transparent portion in which the OLED and the TFT are not arranged.

なお、OLEDやTFT並びにOLEDフィルムの構成やこれらの材料などについては、公知であるため、本明細書ではそれらの詳細の説明を省略する。また、OLEDの構成については上記した例に限られず、任意の構成が採用され得る。 Since the configurations of OLEDs, TFTs, and OLED films and their materials are known, detailed description thereof will be omitted in the present specification. Further, the configuration of the OLED is not limited to the above example, and any configuration can be adopted.

実像形成部1aは、例えば、図示しないFPCなどのフレキシブル配線が接続されている。このフレキシブル配線は、例えば、ウィンドシールド1の面方向端部から露出している。実像形成部1aは、当該配線を介して制御部4を介して各種映像信号等が入力されることで、各種映像をウィンドシールド1上に表示する構成とされている。本実施形態では、制御部4は、実像形成部1aにおけるOLEDの駆動制御を実行する。 A flexible wiring such as an FPC (not shown) is connected to the real image forming unit 1a. This flexible wiring is exposed from, for example, the surface direction end portion of the windshield 1. The real image forming unit 1a is configured to display various images on the windshield 1 by inputting various video signals and the like via the control unit 4 via the wiring. In the present embodiment, the control unit 4 executes the drive control of the OLED in the real image forming unit 1a.

なお、本実施形態では、例えば、中間層12を透明OLEDフィルムとして機能する領域と何ら機能を有しないただの透明領域とを備える1つのフィルム構成とすることにより、ウィンドシールド1を実像形成部1aと虚像形成部1bとに区画できる。 In the present embodiment, for example, the windshield 1 is formed by the real image forming unit 1a by forming the intermediate layer 12 into one film configuration including a region that functions as a transparent OLED film and a simple transparent region that does not have any function. And the virtual image forming portion 1b.

また、実像形成部1aに配置される透明ディスプレイは、光の位相変調や散乱などにより実像を表示させる機能を有しておらず、虚像を表示するための虚像光の反射を阻害しにくい。そのため、虚像形成部1bは、実像形成部1aと隣接する部分またはその全域に透明ディスプレイが配置された構成であってもよい。これにより、両像表示の際に、ユーザの眼の位置に応じて、すなわち虚像が表示される位置に応じて、実像表示の領域を適宜調整することもでき、上記第1実施形態の変形例と同様の効果が得られる。 Further, the transparent display arranged in the real image forming unit 1a does not have a function of displaying the real image by phase modulation or scattering of light, and does not easily hinder the reflection of the virtual image light for displaying the virtual image. Therefore, the virtual image forming portion 1b may have a configuration in which a transparent display is arranged in a portion adjacent to the real image forming portion 1a or in the entire area thereof. As a result, when displaying both images, the real image display area can be appropriately adjusted according to the position of the user's eyes, that is, the position where the virtual image is displayed, and the modification of the first embodiment is described above. The same effect as is obtained.

本実施形態によれば、上記第1実施形態およびその変形例と同様の効果が得られる。 According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment and its modifications can be obtained.

(他の実施形態)
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described in accordance with Examples, it is understood that the present invention is not limited to the Examples and structures. The present invention also includes various modifications and modifications within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element thereof, more or less, are also within the scope and ideology of the present invention.

本開示に記載の制御部4及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部4及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部4及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The control unit 4 and its method described in the present disclosure are provided by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized. Alternatively, the control unit 4 and its method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit 4 and its method described in the present disclosure are a combination of a processor and memory programmed to execute one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured by. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.

(1)例えば、上記第1実施形態では、ウィンドシールド1が2つのガラス基材11、13により構成された例について説明したが、これに限定されない。具体的には、ウィンドシールド1は、図13に示すように、ガラス基材13上に接着層14を介して中間層12が配置された構成であってもよい。この場合であっても、ウィンドシールド1を介してユーザに実像もしくは虚像またはその両方を視認させることができる構成のウィンドシールド表示装置となる。なお、この場合、ウィンドシールド1は、中間層12が映像を視認するユーザ側に向くように配置される。 (1) For example, in the first embodiment described above, an example in which the windshield 1 is composed of two glass substrates 11 and 13 has been described, but the present invention is not limited thereto. Specifically, as shown in FIG. 13, the windshield 1 may have a configuration in which the intermediate layer 12 is arranged on the glass base material 13 via the adhesive layer 14. Even in this case, the windshield display device has a configuration that allows the user to visually recognize a real image, a virtual image, or both through the windshield 1. In this case, the windshield 1 is arranged so that the intermediate layer 12 faces the user who visually recognizes the image.

(2)上記第1実施形態では、ウィンドシールド1は、実像形成部1aと虚像形成部1bとの境界が明確な構成であったが、これに限定されない。例えば、実像形成部1aは、虚像形成部1bに隣接する部分である隣接部が、実像形成部1aの他の部分に比べて、実像光の位相変調または散乱の度合いを段階的に変更された構成とされてもよい。具体的には、実像形成部1aのうち隣接部とは異なる部分での実像光の位相変調または散乱の度合いを100とした場合、隣接部は、その度合いが80、60、40、20といった具合に虚像形成部1bに近づくにつれて段階的に変わる構成であってもよい。 (2) In the first embodiment, the windshield 1 has a structure in which the boundary between the real image forming portion 1a and the virtual image forming portion 1b is clear, but the present invention is not limited to this. For example, in the real image forming portion 1a, the degree of phase modulation or scattering of the real image light is changed stepwise in the adjacent portion, which is a portion adjacent to the virtual image forming portion 1b, as compared with the other parts of the real image forming portion 1a. It may be configured. Specifically, when the degree of phase modulation or scattering of real image light in a portion of the real image forming portion 1a different from the adjacent portion is set to 100, the degree of the degree of phase modulation or scattering of the adjacent portion is 80, 60, 40, 20 and so on. The configuration may change stepwise as it approaches the virtual image forming portion 1b.

(3)上記第1実施形態では、中間層12がホログラム材料で構成されると共に、虚像形成部1bにおいて光学的な位相変調を記録しない状態とされる例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、中間層12のうち虚像形成部1bに相当する部分において、ホログラム材料は、光学的に正のパワーを有するような位相変調を記録する状態とされてもよい。例えば、中間層12を構成するホログラム材料のうち実像形成部1aとして機能させたい領域については所定の露光条件で処理をし、虚像形成部1bとして機能させたい領域についてはこれとは異なる露光条件で処理をすることで区画することができる。 (3) In the first embodiment, an example in which the intermediate layer 12 is made of a hologram material and the virtual image forming unit 1b does not record optical phase modulation has been described, but the present invention is limited to this. It's not a thing. For example, in the portion of the intermediate layer 12 corresponding to the virtual image forming portion 1b, the hologram material may be in a state of recording a phase modulation having an optically positive power. For example, among the hologram materials constituting the intermediate layer 12, the region desired to function as the real image forming portion 1a is processed under predetermined exposure conditions, and the region desired to function as the virtual image forming portion 1b is subjected to different exposure conditions. It can be partitioned by processing.

具体的には、例えば、非特許文献(Boaz Jessie Jackin, Lode Jorissen, Ryutaro Oi, Jui Yi Wu, Koki Wakunami, Makoto Okui, Yasuyuki Ichihashi, Philippe Bekaert, Yi Pai Huang, and Kenji Yamamoto, "Digitally designed holographic optical element for light field displays," Opt. Lett. 43, 3738-3741 (2018))のように空間光変調器(SLM)を使って任意の位相変調をホログラム材料の微小エリアに記録し、記録箇所をスティッチする方法を用いることが挙げられる。これにより、ホログラム材料は、ある領域では実像形成するための散乱性の位相変調を有し、また異なる領域では虚像を形成するための光学的に正のパワーを有するような位相変調を記録する状態とされる。 Specifically, for example, non-patent documents (Boaz Jessie Jackin, Lode Jorissen, Ryutaro Oi, Jui Yi Wu, Koki Wakunami, Makoto Okui, Yasuyuki Ichihashi, Philippe Bekaert, Yi Pai Huang, and Kenji Yamamoto, "Digitally designed holographic optical" A spatial light modulator (SLM) is used to record any phase modulation in a small area of the hologram material, such as element for light field displays, "Opt. Lett. 43, 3738-3741 (2018)). The use of stitching methods can be mentioned. As a result, the hologram material is in a state of recording phase modulation such that it has a scatterable phase modulation for forming a real image in one region and an optically positive power for forming a virtual image in another region. It is said that.

このような構成であっても、ユーザに視認させる虚像をウィンドシールド1よりも遠方に拡大投影することができる。この場合には、従来のヘッドアップディスプレイ装置に用いられる凹面鏡などのような拡大光学素子を用いる必要がなくなるため、虚像投影部3をより小型化でき、移動体への搭載性が向上するとの効果が得られる。 Even with such a configuration, the virtual image visually recognized by the user can be magnified and projected farther than the windshield 1. In this case, since it is not necessary to use a magnifying optical element such as a concave mirror used in a conventional head-up display device, the virtual image projection unit 3 can be made smaller and the mountability on a moving body is improved. Is obtained.

(4)上記第1実施形態では、虚像投影部3が視差ディスプレイとされ、眼情報取得部5からの出力信号に基づき、一対の視差画像の視差距離を調整することで虚像の距離を制御する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、虚像投影部3は、視差画像の画像内の位置を調整することで運動視差を生じさせ、この運動視差を利用して虚像の距離を制御する構成とされてもよい。このような方法によっても、虚像の距離と実像の距離との差を所定の範囲内とすることが可能である。 (4) In the first embodiment, the virtual image projection unit 3 is used as a parallax display, and the distance of the virtual image is controlled by adjusting the parallax distance of the pair of parallax images based on the output signal from the eye information acquisition unit 5. An example has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the virtual image projection unit 3 may be configured to generate motion parallax by adjusting the position of the parallax image in the image, and to control the distance of the virtual image by using this motion parallax. Also by such a method, it is possible to keep the difference between the distance of the virtual image and the distance of the real image within a predetermined range.

(5)上記各実施形態では、ウィンドシールド1が自動車の一部である例を前提に説明したが、これに限定されない。例えば、ウィンドシールド1は、自動二輪車、電車や航空機などの他の移動体の一部であってもよい。 (5) In each of the above embodiments, the description has been made on the premise that the windshield 1 is a part of an automobile, but the present invention is not limited to this. For example, the windshield 1 may be part of another mobile body such as a motorcycle, train or aircraft.

1 ウィンドシールド
1a 実像形成部
1b 虚像形成部
1c 境界部
2 実像投影部
3 虚像投影部
31 画像処理部
4 制御部
5 眼情報取得部
1 Windshield 1a Real image forming unit 1b Virtual image forming unit 1c Boundary part 2 Real image projection unit 3 Virtual image projection unit 31 Image processing unit 4 Control unit 5 Eye information acquisition unit

Claims (6)

移動体のウィンドシールド(1)を介してユーザに映像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、
前記ウィンドシールドと、
実像表示のための実像光を前記ウィンドシールドに投写する実像投影部(2)と、
虚像表示のための虚像光を前記ウィンドシールドに投写する虚像投影部(3)と、を備え、
前記ウィンドシールドは、前記実像光が投写される実像形成部(1a)と、前記虚像光が投写される虚像形成部(1b)とを有してなり、
前記虚像投影部は、虚像の表示位置を制御する画像処理部(31)を有してなり、
前記画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、前記ユーザの眼の位置情報を取得する眼情報取得部(5)からの出力信号に基づき、前記ユーザの眼と前記虚像との距離を変更する制御を行う、ウィンドシールド表示装置。
A windshield display device that allows a user to visually recognize an image via a moving body windshield (1).
With the windshield
A real image projection unit (2) that projects real image light for displaying a real image onto the windshield, and
A virtual image projection unit (3) that projects virtual image light for displaying a virtual image onto the windshield is provided.
The windshield includes a real image forming portion (1a) on which the real image light is projected and a virtual image forming portion (1b) on which the virtual image light is projected.
The virtual image projection unit includes an image processing unit (31) that controls the display position of the virtual image.
When the image processing unit simultaneously executes the real image display and the virtual image display, the user's eye and the virtual image are based on an output signal from the eye information acquisition unit (5) that acquires the position information of the user's eye. A windshield display device that controls to change the distance to and from.
移動体のウィンドシールド(1)を介してユーザに映像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、
虚像表示のための虚像光を前記ウィンドシールドに投写する虚像投影部(3)と、
実像表示のために用いられる自発光素子を有してなる実像形成部(1a)、および前記虚像光が投写される虚像形成部(1b)を備える前記ウィンドシールドと、を備え、
前記虚像投影部は、虚像の表示位置を制御する画像処理部(31)を有してなり、
前記画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、前記ユーザの眼の位置情報を取得する眼情報取得部(5)からの出力信号に基づき、前記ユーザの眼と前記虚像との距離を変更する制御を行う、ウィンドシールド表示装置。
A windshield display device that allows a user to visually recognize an image via a moving body windshield (1).
A virtual image projection unit (3) that projects virtual image light for displaying a virtual image onto the windshield, and
A real image forming portion (1a) having a self-luminous element used for displaying a real image and the windshield including a virtual image forming portion (1b) on which the virtual image light is projected are provided.
The virtual image projection unit includes an image processing unit (31) that controls the display position of the virtual image.
When the image processing unit simultaneously executes the real image display and the virtual image display, the user's eye and the virtual image are based on an output signal from the eye information acquisition unit (5) that acquires the position information of the user's eye. A windshield display device that controls to change the distance to and from.
前記実像形成部は、前記ウィンドシールドの面方向において前記虚像形成部と隙間を隔てずに配置されており、
前記虚像形成部のうち前記実像形成部に隣接する部分を隣接部として、
前記隣接部は、前記実像光が投写された場合には前記ユーザに対して実像を視認させることができ、かつ前記虚像光が投写された場合には前記虚像光を前記ユーザの眼に向かう所定の方向に反射させることができる境界部(1c)とされている、請求項1に記載のウィンドシールド表示装置。
The real image forming portion is arranged in the plane direction of the windshield without separating the virtual image forming portion.
A portion of the virtual image forming portion adjacent to the real image forming portion is designated as an adjacent portion.
The adjacent portion allows the user to visually recognize the real image when the real image light is projected, and directs the virtual image light toward the user's eyes when the virtual image light is projected. The windshield display device according to claim 1, wherein the boundary portion (1c) can be reflected in the direction of.
前記実像投影部の駆動を制御する制御部(4)をさらに有し、
前記制御部は、前記ユーザの眼の情報に基づき、前記境界部にも前記実像光を投写させる制御を行う、請求項3に記載のウィンドシールド表示装置。
It further has a control unit (4) that controls the drive of the real image projection unit.
The windshield display device according to claim 3, wherein the control unit controls to project the real image light on the boundary portion based on the information of the user's eyes.
前記画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、前記ユーザの眼と前記虚像との距離を、前記ユーザの眼と実像との距離に対して所定の範囲内となる制御を行う、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のウィンドシールド表示装置。 When the real image display and the virtual image display are executed at the same time, the image processing unit controls the distance between the user's eyes and the virtual image to be within a predetermined range with respect to the distance between the user's eyes and the real image. The windshield display device according to any one of claims 1 to 4. 前記ユーザの眼と前記虚像との距離を虚像距離(L1)とし、前記虚像距離の逆数をD1とし、前記ユーザの眼と前記実像との距離を実像距離(L2)とし、前記実像距離の逆数をD2として、
前記画像処理部は、実像表示および虚像表示を同時に実行する場合には、前記虚像距離が|D1−D2|≦0.3を満たすように、前記虚像距離を変更する、請求項5に記載のウィンドシールド表示装置。
The distance between the user's eye and the virtual image is the virtual image distance (L1), the reciprocal of the virtual image distance is D1, the distance between the user's eye and the real image is the real image distance (L2), and the reciprocal of the real image distance. As D2
The fifth aspect of the present invention, wherein the image processing unit changes the virtual image distance so that the virtual image distance satisfies | D1-D2 | ≤0.3 when the real image display and the virtual image display are executed at the same time. Windshield display device.
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