JP6925916B2 - Head-up display - Google Patents

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本発明は、ヘッドアップディスプレイに関し、特に、車両に設けられ、車両の搭乗者が視認する虚像を表示するための投射光を投射するヘッドアップディスプレイに用いて好適なものである。 The present invention relates to a head-up display, and is particularly suitable for use in a head-up display provided in a vehicle and projecting projected light for displaying a virtual image visually recognized by a occupant of the vehicle.

従来、車載のヘッドアップディスプレイにより、各種情報(例えば、車速、進行方向、制限速度等)を示す虚像を運転手の前方に表示する技術が利用されている。車載のヘッドアップディスプレイに関し、特許文献1には、車両の前後方向に対して略垂直となる平面表示(虚像)と、車両の前後方向の成分を含んだ奥行表示(虚像)とを同時に表示し、運転手が、奥行表示を利用して、平面表示までの距離感をつかみやすくするヘッドアップディスプレイが記載されている。 Conventionally, a technique has been used in which a virtual image showing various information (for example, vehicle speed, traveling direction, speed limit, etc.) is displayed in front of the driver by an in-vehicle head-up display. Regarding an in-vehicle head-up display, Patent Document 1 simultaneously displays a flat display (virtual image) that is substantially perpendicular to the front-rear direction of the vehicle and a depth display (virtual image) that includes components in the front-rear direction of the vehicle. , A head-up display is described that makes it easier for the driver to grasp the sense of distance to the flat display by using the depth display.

図9は、特許文献1に係るヘッドアップディスプレイ81が、虚像を表示する様子を示す図である。図9に示すように、ヘッドアップディスプレイ81は、第1表示器82と、第2表示器83とを有する照射ユニット84を備えており、第1表示器82により投射光を投射して虚像である平面表示85を表示すると共に、第2表示器83により投射光を投射して虚像である奥行表示86を表示する。 FIG. 9 is a diagram showing a state in which the head-up display 81 according to Patent Document 1 displays a virtual image. As shown in FIG. 9, the head-up display 81 includes an irradiation unit 84 having a first display 82 and a second display 83, and the projected light is projected by the first display 82 to form a virtual image. A certain plane display 85 is displayed, and the projected light is projected by the second display 83 to display the depth display 86 which is a virtual image.

特開2016−068577号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-068577

図9に示すように、ヘッドアップディスプレイ81は、平面表示85が結像する位置に対して、奥行表示86の全域が結像する位置が運転手側に来るように、平面表示85および奥行表示86を表示する。つまり、平面表示85を運転手が視認したときの焦点距離よりも、奥行表示86の全域についての焦点距離の方が短い。人間は、虚像について、焦点距離によってその遠近を知覚するため、図9に示す態様で虚像が表示された場合、平面表示85および奥行表示86を視認する運転手は、奥行表示86の全域が、平面表示85よりも手前に位置しているように感覚的に知覚する。この場合、運転手の視界の中で、平面表示85と奥行表示86とが重なる領域87について、奥行表示86は奥に向かって延在していくような表現で表示される一方、運転手は、奥行表示86の全域が平面表示85よりも手前に位置していると知覚するため、運転手が違和感を抱いてしまうという問題がある。 As shown in FIG. 9, the head-up display 81 has a flat display 85 and a depth display so that the position where the entire depth display 86 is formed is closer to the driver than the position where the flat display 85 is formed. 86 is displayed. That is, the focal length for the entire depth display 86 is shorter than the focal length when the driver visually recognizes the flat display 85. Since humans perceive the perspective of a virtual image based on the focal length, when the virtual image is displayed in the manner shown in FIG. 9, the driver who visually recognizes the plane display 85 and the depth display 86 can see the entire depth display 86. It is perceived as if it is located in front of the flat display 85. In this case, in the area 87 where the plane display 85 and the depth display 86 overlap in the driver's field of view, the depth display 86 is displayed as if it extends toward the back, while the driver is displayed. Since the entire depth display 86 is perceived to be located in front of the flat display 85, there is a problem that the driver feels uncomfortable.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、車両前後方向に対して略垂直となる虚像、および、車両前後方向の成分を含んだ虚像を表示するヘッドアップディスプレイについて、車両の搭乗者が、違和感を抱くことなく、これら虚像を奥行感を持って視認できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and relates to a virtual image that is substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction and a head-up display that displays a virtual image containing components in the vehicle front-rear direction. The purpose is to enable passengers of vehicles to visually recognize these virtual images with a sense of depth without feeling uncomfortable.

上記した課題を解決するために、本発明のヘッドアップディスプレイは、車両前後方向に対して略垂直となる虚像である垂直虚像を表示するための垂直虚像投射光を投射する垂直虚像投射部と、車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者に向かう側に表示するための第1奥行虚像投射光を投射する第1奥行虚像投射部と、車両前後方向の成分を含み、垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者から離れる側に表示するための第2奥行虚像投射光を投射する第2奥行虚像投射部と、投射面に投射光を導く1または複数の反射部材とを備え、第1奥行虚像投射部および第2奥行虚像投射部を、基準方向に対して傾いた第1方向に第1奥行虚像投射光を投射すると共に、基準方向に対して第1方向と対称な第2方向に第2奥行虚像投射光を投射する第1投射装置により構成し、第1奥行虚像投射光が1つ目の反射部材に、直接、投射されると共に、第2奥行虚像投射光が反射面を反射して間接的に1つ目の反射部材に投射されるようにしている。 In order to solve the above-mentioned problems, the head-up display of the present invention includes a vertical virtual image projection unit that projects a vertical virtual image projection light for displaying a vertical virtual image that is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction. With the first depth virtual image projection unit that projects the first depth virtual image projection light for displaying the first depth virtual image, which is a virtual image containing the components in the front-rear direction of the vehicle, on the side facing the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. The second depth virtual image projection light for displaying the second depth virtual image, which is a virtual image displayed in the display area of the vertical virtual image, including the components in the front-rear direction of the vehicle, on the side away from the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. The first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image projection unit are tilted with respect to the reference direction. It is composed of a first projection device that projects a first depth virtual image projection light in the first direction and a second depth virtual image projection light in a second direction symmetrical to the first direction with respect to the reference direction, and has a first depth. The virtual image projection light is directly projected onto the first reflecting member, and the second depth virtual image projection light is reflected on the reflecting surface and indirectly projected onto the first reflecting member.

上記のように構成した本発明によれば、ヘッドアップディスプレイは、車両前後方向に対して略垂直となる虚像である垂直虚像に対して、車両の搭乗者に向かう側に車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を表示し、さらに、車両の搭乗者から離れる側に、車両前後方向の成分を含み、垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を表示する。これにより、車両の搭乗者が虚像を視認したときに、車両前後方向の成分を含んだ虚像のうち、垂直虚像の表示領域に重なる部分については、運転手にとって垂直虚像よりも奥にあるように知覚されることになり、車両の搭乗者は、車両前後方向に対して略垂直となる虚像、および、車両前後方向の成分を含んだ虚像を、違和感を抱くことなく、奥行感を持って視認できる。 According to the present invention configured as described above, the head-up display displays a component in the vehicle front-rear direction on the side facing the occupant of the vehicle with respect to a vertical virtual image which is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction. The first depth virtual image which is a included virtual image is displayed, and the second depth virtual image which is a virtual image displayed in the display area of the vertical virtual image including the component in the front-rear direction of the vehicle is displayed on the side away from the passenger of the vehicle. do. As a result, when the passenger of the vehicle visually recognizes the virtual image, the portion of the virtual image containing the components in the front-rear direction of the vehicle that overlaps the display area of the vertical virtual image is located behind the vertical virtual image for the driver. It will be perceived, and the passenger of the vehicle can visually recognize the virtual image that is substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction and the virtual image that includes the components in the vehicle front-rear direction with a sense of depth without feeling any discomfort. can.

本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイの装置構成例を示す図である。It is a figure which shows the device configuration example of the head-up display which concerns on one Embodiment of this invention. ヘッドアップディスプレイが投射する投射光の光路の説明に用いる図である。It is a figure used for explaining the optical path of the projected light projected by a head-up display. 運転手により視認される垂直虚像、第1奥行虚像および第2奥行虚像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vertical virtual image, the 1st depth virtual image and the 2nd depth virtual image visually recognized by a driver. 運転手により視認される垂直虚像、第1奥行虚像および第2奥行虚像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vertical virtual image, the 1st depth virtual image and the 2nd depth virtual image visually recognized by a driver. 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイを有する表示システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the display system which has the head-up display which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイにより表示される虚像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the virtual image displayed by the head-up display which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイにより表示される虚像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the virtual image displayed by the head-up display which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイにより表示される虚像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the virtual image displayed by the head-up display which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のヘッドアップディスプレイが虚像を表示する様子を示す図である。It is a figure which shows how the conventional head-up display displays a virtual image.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1(A)は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の装置構成例を、車両のフロントウィンドシールドWS(特許請求の範囲の「投射面」に相当)および車両の搭乗者(本実施形態では、運転手)の視点Eと共に示す図である。図1(A)では、ヘッドアップディスプレイ1が投射する投射光の光路、および、投射光の投射により結像される虚像を描画している。図1(A)では、矢印で示すとおり、図中左に向かう方向が車両の前方であり、図中右に向かう方向が車両の後方であり、図中上に向かう方向が車両の上方であり、図中下に向かう方向が車両の下方である。図1(B)は、図1(A)の要部拡大図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A shows an example of the device configuration of the head-up display 1 according to the present embodiment, the front windshield WS of the vehicle (corresponding to the “projection surface” in the claims) and the passenger of the vehicle (the present embodiment). Then, it is a figure which shows together with the viewpoint E of a driver). In FIG. 1A, the optical path of the projected light projected by the head-up display 1 and the virtual image formed by the projection of the projected light are drawn. In FIG. 1 (A), as shown by the arrows, the direction toward the left in the figure is the front of the vehicle, the direction toward the right in the figure is the rear of the vehicle, and the direction toward the top in the figure is the upper side of the vehicle. , The downward direction in the figure is the lower part of the vehicle. FIG. 1 (B) is an enlarged view of a main part of FIG. 1 (A).

ヘッドアップディスプレイ1は、車両に設けられた装置であり、図1(A)に示すように、投射ユニット2と凹面ミラー3とを備えている。投射ユニット2および凹面ミラー3は、例えば、車両のダッシュボードに収容される。ヘッドアップディスプレイ1は、投射ユニット2が投射した投射光を凹面ミラー3で拡大しつつ反射してフロントウィンドシールドWSに投射し、車両に搭乗する運転手の前方に虚像を結像する装置である。フロントウィンドシールドWSに投射された投射光は運転手側に反射され、これにより、運転手の視界Lの中で、運転手から見てフロントウィンドシールド4の前方に虚像が結像される。凹面ミラー3は、特許請求の範囲の「投射面に投射光を導く反射部材」に相当する。以下の説明では、ヘッドアップディスプレイ1が投射光を投射して虚像を結像することを、単に「ヘッドアップディスプレイ1が虚像を表示する」のように言う場合がある。 The head-up display 1 is a device provided in a vehicle, and includes a projection unit 2 and a concave mirror 3 as shown in FIG. 1 (A). The projection unit 2 and the concave mirror 3 are housed in, for example, the dashboard of the vehicle. The head-up display 1 is a device that reflects the projected light projected by the projection unit 2 while enlarging it with the concave mirror 3 and projects it onto the front windshield WS to form a virtual image in front of the driver boarding the vehicle. .. The projected light projected on the front windshield WS is reflected on the driver side, whereby a virtual image is formed in front of the front windshield 4 when viewed from the driver in the driver's field of view L. The concave mirror 3 corresponds to the "reflecting member that guides the projected light to the projection surface" in the claims. In the following description, the fact that the head-up display 1 projects the projected light to form a virtual image may be referred to simply as "the head-up display 1 displays the virtual image".

図1(B)に示すように、投射ユニット2は、第1投射装置5と第2投射装置6とを備えている。第1投射装置5は、液晶パネルを有する第1光変調装置7と、第1光変調装置7の背面側に設けられた第1光源8と、第1光変調装置7の正面側に設けられた視差バリア9とを備えている。第1光源8は、第1光変調装置7に光を供給する部材であり、LEDや、レーザー光源等が用いられる。後述の第2光源10についても同様である。第1投射装置5は、第1光変調装置7の面に対して直行する基準方向KLに対して傾いた第1方向H1に第1奥行虚像投射光を投射すると共に、基準方向KLに対して第1方向H1と対称な第2方向H2に第2奥行虚像投射光を投射する。 As shown in FIG. 1 (B), the projection unit 2 includes a first projection device 5 and a second projection device 6. The first projection device 5 is provided on the first light modulation device 7 having a liquid crystal panel, the first light source 8 provided on the back side of the first light modulation device 7, and the front side of the first light modulation device 7. It is equipped with a parallax barrier 9. The first light source 8 is a member that supplies light to the first light modulation device 7, and an LED, a laser light source, or the like is used. The same applies to the second light source 10 described later. The first projection device 5 projects the first depth virtual image projection light in the first direction H1 inclined with respect to the reference direction KL orthogonal to the surface of the first light modulation device 7, and also with respect to the reference direction KL. The second depth virtual image projection light is projected in the second direction H2 which is symmetrical to the first direction H1.

詳述すると、第1光変調装置7の液晶パネルは、第1画像データに基づいて光を変調する第1の画素の列と、第1画像データとは異なる第2画像データに基づいて光を変調する第2の画素の列とが交互に並んで配列される。第1光変調装置7の正面側に設けられた視差バリア9は、光源が発する光を偏光部材によって第1方向H1と第2方向H2とに分離すると共に、第1の画素により変調された光のみを第1方向H1に投射させ、第2の画素により変調された光のみを第2方向H2に投射させる。第1投射装置5によって第1方向H1に向かって投射された投射光は、第1奥行虚像を結像させる第1奥行虚像投射光に相当し、また、第2方向H2に向かって投射された投射光は、第2奥行虚像を結像させる第2奥行虚像投射光に相当する。 More specifically, the liquid crystal panel of the first light modulator 7 emits light based on a row of first pixels that modulate the light based on the first image data and a second image data different from the first image data. A row of second pixels to be modulated is arranged alternately. The parallax barrier 9 provided on the front side of the first light modulator 7 separates the light emitted by the light source into the first direction H1 and the second direction H2 by the polarizing member, and the light modulated by the first pixel. Only the light is projected in the first direction H1 and only the light modulated by the second pixel is projected in the second direction H2. The projected light projected toward the first direction H1 by the first projection device 5 corresponds to the first depth virtual image projected light that forms the first depth virtual image, and is also projected toward the second direction H2. The projected light corresponds to a second depth virtual image projection light that forms a second depth virtual image.

図1(B)に示すように、第2投射装置6は、液晶パネルを有する第2光変調装置11と、第2光変調装置11の背面側に設けられ、第2光変調装置11に光を供給する第2光源10と、第2光変調装置11の正面側に設けられた光路変更部材12と、光路変更部材12の正面側に設けられたハーフミラー13(特許請求の範囲の「面」および「反射面」に相当)とを備えている。第2投射装置6は、第2光源10が発する光を第2光変調装置11により変調し、光路変更部材12により投射光が凹面ミラー3に向かうように光路を変更して、投射光を投射する。第2投射装置6によって投射された光は、垂直虚像を結像する垂直虚像投射光に相当する。ハーフミラー13は、光路変更部材12を介して投射された投射光を透過する機能、および、第1光変調装置7が第2方向H2に向かって投射した投射光を凹面ミラー3に向かって反射する機能を有するミラーである。 As shown in FIG. 1 (B), the second projection device 6 is provided on the back side of the second optical modulator 11 having a liquid crystal panel and the second optical modulator 11, and the second optical modulator 11 emits light. A second light source 10 for supplying light, an optical path changing member 12 provided on the front side of the second optical modulator 11, and a half mirror 13 provided on the front side of the light path changing member 12 (“plane” within the scope of the patent claim. And "corresponding to the" reflective surface "). The second projection device 6 modulates the light emitted by the second light source 10 by the second light modulation device 11, changes the optical path so that the projected light is directed to the concave mirror 3 by the optical path changing member 12, and projects the projected light. do. The light projected by the second projection device 6 corresponds to the vertical virtual image projection light that forms a vertical virtual image. The half mirror 13 has a function of transmitting the projected light projected through the optical path changing member 12, and reflects the projected light projected by the first light modulation device 7 toward the second direction H2 toward the concave mirror 3. It is a mirror that has the function of

図1(A)において、符号PDは垂直虚像であり、符号DD1は第1奥行虚像であり、符号DD2は第2奥行虚像である。図1(A)の垂直虚像PD、第1奥行虚像DD1および第2奥行虚像DD2は、それぞれ、虚像が結像可能な領域の全域に延在した像である。図2(A)は、第1投射装置5および第2投射装置6が投射する光の光路を説明するため、図1(B)の要部拡大図に、説明に適した態様で、各装置が投射する光の光路を明示した図である。図2(B)は、運転手の視点Eから、垂直虚像PD、第1奥行虚像DD1および第2奥行虚像DD2のそれぞれが結像した位置までの距離を、図2(A)で示す光路との関係を明確にした状態で記した図である。図2(A)の距離L_DD1、距離LDD_2、距離L_PDおよび距離L_depthは、それぞれ、図2(B)の距離L_DD1’、距離LDD_2’、距離L_PD’および距離L_depth’に対応する。図3は、運転手の視界Lの中で、運転手により視認される垂直虚像PD、第1奥行虚像DD1および第2奥行虚像DD2を簡易化して模式的に示す図である。 In FIG. 1A, reference numeral PD is a vertical virtual image, reference numeral DD1 is a first depth virtual image, and reference numeral DD2 is a second depth virtual image. The vertical virtual image PD, the first depth virtual image DD1 and the second depth virtual image DD2 of FIG. 1A are images extending over the entire region where the virtual image can be formed. In order to explain the optical path of the light projected by the first projection device 5 and the second projection device 6, FIG. 2 (A) shows the enlarged view of the main part of FIG. 1 (B) in an manner suitable for explanation. It is a figure which clarified the optical path of the light projected by. FIG. 2B shows the distance from the driver's viewpoint E to the position where each of the vertical virtual image PD, the first depth virtual image DD1 and the second depth virtual image DD2 is imaged, as shown by the optical path shown in FIG. 2A. It is the figure which showed in the state which clarified the relationship of. The distance L_DD1, the distance LDD_2, the distance L_PD, and the distance L_depth in FIG. 2 (A) correspond to the distance L_DD1', the distance LDD_2', the distance L_PD', and the distance L_deptth, respectively, in FIG. 2 (B). FIG. 3 is a diagram schematically showing a vertical virtual image PD, a first depth virtual image DD1 and a second depth virtual image DD2 visually recognized by the driver in the driver's field of view L in a simplified manner.

図1(A)および図2(A)で第1投射装置5により第1方向H1に向かって投射される光の光路が示すように、第1投射装置5から第1方向H1に向かって投射された第1奥行虚像投射光は、凹面ミラー3の所定の領域に投射され、この凹面ミラー3により反射されて、第1奥行虚像DD1を結像する。第1奥行虚像DD1は、車両前後方向の成分を含んだ虚像である。車両前後方向の成分を含んだ虚像とは、虚像が結像される平面的な領域が、車両上下方向よりも、車両前後方向に傾いた虚像のことを意味する。従って、図3に示すように、第1奥行虚像DD1は、車両の前方側(=運転手から離れる側)に向かうほど遠くに位置するような奥行感もって運転手に視認される。 As shown in FIGS. 1A and 2A, the optical path of the light projected by the first projection device 5 toward the first direction H1 is projected from the first projection device 5 toward the first direction H1. The generated first depth virtual image projection light is projected onto a predetermined region of the concave mirror 3 and reflected by the concave mirror 3 to form a first depth virtual image DD1. The first depth virtual image DD1 is a virtual image containing components in the front-rear direction of the vehicle. The virtual image including the component in the vehicle front-rear direction means a virtual image in which the planar region on which the virtual image is formed is tilted in the vehicle front-rear direction rather than the vehicle up-down direction. Therefore, as shown in FIG. 3, the first depth virtual image DD1 is visually recognized by the driver with a sense of depth as if it is located farther toward the front side (= side away from the driver) of the vehicle.

図1(A)および図2(A)で第2投射装置6により投射される光の光路が示すように、第2投射装置6から投射された垂直虚像投射光は、凹面ミラー3の所定の領域に投射され、この凹面ミラー3により反射されて、垂直虚像PDを結像する。この垂直虚像PDは、車両前後方向に対して略垂直な虚像である。車両前後方向に対して略垂直な虚像とは、虚像が結像される平面的な領域が、車両前後方向に対して略垂直な虚像のことを意味する。従って、図3に示すように、垂直虚像PDは、運転手の正面に略垂直に立ち上がった像として運転手に視認される。 As shown by the optical path of the light projected by the second projection device 6 in FIGS. 1 (A) and 2 (A), the vertical virtual image projection light projected from the second projection device 6 is a predetermined position of the concave mirror 3. It is projected onto the region and reflected by the concave mirror 3 to form a vertical virtual image PD. This vertical virtual image PD is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction. The virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction means that the planar region in which the virtual image is formed is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction. Therefore, as shown in FIG. 3, the vertical virtual image PD is visually recognized by the driver as an image standing substantially vertically in front of the driver.

図1(A)に示すように、第1奥行虚像DD1は、その全域が、垂直虚像PDに対して車両後方側(=運転手側)に結像するように表示される。つまり、垂直虚像PDを運転手が視認したときの焦点距離よりも、第1奥行虚像DD1の全域についての焦点距離の方が短い。従って、運転手は、垂直虚像PDおよび第1奥行虚像DD1を視認した場合、垂直虚像PDよりも第1奥行虚像DD1の全域の方が手前に位置していると知覚する。さらに、第1奥行虚像DD1は、当該虚像が結像する領域の前端の位置が、垂直虚像PDが結像する領域の下端の位置と略一致するように表示される。このため、図3に示すように、運転手は、垂直虚像PDおよび第1奥行虚像DD1を視認した場合、第1奥行虚像DD1が奥に向かって延在すると共に、その奥側の端部に隣接して、垂直虚像PDが立ち上がって表示されているように感覚的に認識する。 As shown in FIG. 1 (A), the entire area of the first depth virtual image DD1 is displayed so as to form an image on the rear side (= driver side) of the vehicle with respect to the vertical virtual image PD. That is, the focal length for the entire area of the first depth virtual image DD1 is shorter than the focal length when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD. Therefore, when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD and the first depth virtual image DD1, the driver perceives that the entire area of the first depth virtual image DD1 is located in front of the vertical virtual image PD. Further, the first depth virtual image DD1 is displayed so that the position of the front end of the region where the virtual image is formed substantially coincides with the position of the lower end of the region where the vertical virtual image PD is formed. Therefore, as shown in FIG. 3, when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD and the first depth virtual image DD1, the first depth virtual image DD1 extends toward the back and at the end on the back side thereof. Adjacent to it, the vertical virtual image PD is sensuously recognized as if it stands up and is displayed.

図1(A)および図2(A)で第1投射装置5により第2方向H2に向かって投射される光の光路が示すように、第1投射装置5から第2方向H2に向かって投射された第2奥行虚像投射光は、第2投射装置6のハーフミラー13の所定の領域に投射される。この所定の領域は、ハーフミラー13において光路変更部材12を介した光が通過する領域に含まれた領域である。図1(A)および図2(A)に示すように、「第1投射装置5から第2方向H1へ向かって投射された投射光が、ハーフミラー13を反射した後に凹面ミラー3へ向かう方向」は、「第1方向H1」と同じ(平行)である。また、図1(A)および図2(A)に示すように、ハーフミラー13によって反射された第2奥行虚像投射光の投射方向と、第2投射装置6が投射する垂直虚像投射光の投射方向とは一致する。従って、ハーフミラー13によって反射された第2奥行虚像投射光は、第2投射装置6が投射する垂直虚像投射光の光路と対応する光路で、凹面ミラー3の所定の領域に投射される。第2奥行虚像投射光は、凹面ミラー3により反射されて、第2奥行虚像DD2を結像する。第2奥行虚像DD2は、車両前後方向の成分を含んだ虚像である。 As shown in FIGS. 1A and 2A, the optical path of the light projected by the first projection device 5 toward the second direction H2 is projected from the first projection device 5 toward the second direction H2. The second depth virtual image projection light is projected onto a predetermined region of the half mirror 13 of the second projection device 6. This predetermined region is a region included in the region through which the light passes through the optical path changing member 12 in the half mirror 13. As shown in FIGS. 1A and 2A, "the direction in which the projected light projected from the first projection device 5 toward the second direction H1 reflects the half mirror 13 and then heads toward the concave mirror 3. Is the same (parallel) as the "first direction H1". Further, as shown in FIGS. 1A and 2A, the projection direction of the second depth virtual image projection light reflected by the half mirror 13 and the projection of the vertical virtual image projection light projected by the second projection device 6 It matches the direction. Therefore, the second depth virtual image projection light reflected by the half mirror 13 is projected onto a predetermined region of the concave mirror 3 in an optical path corresponding to the optical path of the vertical virtual image projection light projected by the second projection device 6. The second depth virtual image projected light is reflected by the concave mirror 3 to form a second depth virtual image DD2. The second depth virtual image DD2 is a virtual image containing components in the front-rear direction of the vehicle.

図1(A)および図3に示すように、運転手の視界Lの中で、第2奥行虚像DD2は、領域Qにおいて垂直虚像PDに重なった状態で運転手に視認される。そして、図1(A)に示すように、第2奥行虚像DD2は、その全域が、垂直虚像PDに対して車両前方側(=運転手の反対側)に結像するように表示される。つまり、垂直虚像PDを運転手が視認したときの焦点距離よりも、第2奥行虚像DD2の全域についての焦点距離の方が長い。これは、第2奥行虚像投射光が第2投射装置6のハーフミラー13を反射して凹面ミラー3に投射されるため、フロントウィンドシールドWSに至るまでの光路について、第2奥行虚像投射光の光路の長さが、第1投射装置5から投射されてハーフミラー13に至るまでの光路分、垂直虚像投射光の光路よりも長くなるという本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の構造的特徴に由来するものである。 As shown in FIGS. 1A and 3, in the driver's field of view L, the second depth virtual image DD2 is visually recognized by the driver in a state of overlapping the vertical virtual image PD in the region Q. Then, as shown in FIG. 1A, the entire area of the second depth imaginary image DD2 is displayed so as to form an image on the vehicle front side (= opposite side of the driver) with respect to the vertical imaginary image PD. That is, the focal length for the entire area of the second depth virtual image DD2 is longer than the focal length when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD. This is because the second depth virtual image projection light reflects off the half mirror 13 of the second projection device 6 and is projected onto the concave mirror 3, so that the light path leading to the front windshield WS is the second depth virtual image projection light. The structural feature of the head-up display 1 according to the present embodiment is that the length of the optical path is longer than the optical path of the vertical virtual image projected light by the amount of the optical path projected from the first projection device 5 to the half mirror 13. It is derived from.

垂直虚像PDを運転手が視認したときの焦点距離よりも、第2奥行虚像DD2の全域についての焦点距離の方が長いため、運転手は、垂直虚像PDおよび第2奥行虚像DD2を視認した場合、垂直虚像PDよりも第2奥行虚像DD2の全域の方が奥に位置していると知覚する。すなわち、第2奥行虚像DD2は、領域Q(図1(A)、図3参照)において、垂直虚像PDと重なった位置(垂直虚像の表示領域)に表示される。そして、虚像の遠近を焦点距離によって知覚する運転手は、領域Qにおいて、垂直虚像PDよりも奥の方に第2奥行虚像DD2が位置しているように知覚する。このため、運転手は、「垂直虚像PDよりも奥に向かって延在していく表現をされた第2奥行虚像DD2が、手前に位置しているように感覚的に感じる」といった違和感を抱くことなく、垂直虚像PDおよび第2奥行虚像DD2を視認できる。 When the driver visually recognizes the vertical virtual image PD and the second depth virtual image DD2 because the focal length for the entire area of the second depth virtual image DD2 is longer than the focal length when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD. , It is perceived that the entire area of the second depth virtual image DD2 is located deeper than the vertical virtual image PD. That is, the second depth virtual image DD2 is displayed at a position (display area of the vertical virtual image) overlapping the vertical virtual image PD in the area Q (see FIGS. 1 (A) and 3). Then, the driver who perceives the perspective of the virtual image by the focal length perceives that the second depth virtual image DD2 is located deeper than the vertical virtual image PD in the region Q. For this reason, the driver feels uncomfortable, such as "the second depth virtual image DD2, which is expressed as extending toward the back of the vertical virtual image PD, feels as if it is located in front of it." The vertical virtual image PD and the second depth virtual image DD2 can be visually recognized without any problem.

さらに、第2奥行虚像DD2は、当該虚像が結像する領域の車両後端の位置が、垂直虚像PDが結像する領域の下端の位置と略一致するように表示される。このため、図3に示すように、運転手は、垂直虚像PDおよび第2奥行虚像DD2を視認した場合、第2奥行虚像DD2が奥に向かって延在すると共に、その手前側の端部に隣接して、垂直虚像PDが立ち上がって表示されているように感覚的に認識する。 Further, the second depth virtual image DD2 is displayed so that the position of the rear end of the vehicle in the region where the virtual image is formed substantially coincides with the position of the lower end of the region where the vertical virtual image PD is formed. Therefore, as shown in FIG. 3, when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD and the second depth virtual image DD2, the second depth virtual image DD2 extends toward the back and is located at the front end thereof. Adjacent to it, the vertical virtual image PD is sensuously recognized as if it stands up and is displayed.

ここで、第1奥行虚像投射光、第2奥行虚像投射光および垂直虚像投射光の光路について、図2を用いてより詳細に説明する。図2(A)において、距離L_DD1は、第1奥行虚像投射光が第1投射装置5を発して、運転手の視点Eに至るまでの光路の距離を指す。図2(B)において、図2(A)の距離L_DD1に対応する距離L_DD1’は、第1奥行虚像DD1の焦点距離に相当し、第1奥行虚像DD1は、運転手によって、視点Eから距離L_DD1’だけ離間した位置に視認される。なお、凹面ミラー3により投射光が拡大されることに起因して、運転手から見たときの虚像への焦点距離が大きくなるため、実際には、距離L_DD1と、距離L_DD1’との長さは完全に一致せず、「距離L_DD2<距離L_DD2’」となる。このことは、距離LDD_2と距離LDD_2’との関係、距離L_PDと距離L_PD’との関係、および、距離L_depthと距離L_depth’との関係についても同様である。 Here, the optical paths of the first depth virtual image projection light, the second depth virtual image projection light, and the vertical virtual image projection light will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 2A, the distance L_DD1 refers to the distance of the optical path from the first depth virtual image projection light emitting the first projection device 5 to the driver's viewpoint E. In FIG. 2B, the distance L_DD1'corresponding to the distance L_DD1 in FIG. 2A corresponds to the focal length of the first depth virtual image DD1, and the first depth virtual image DD1 is a distance from the viewpoint E by the driver. It is visually recognized at a position separated by L_DD1'. Since the focal length to the virtual image when viewed from the driver becomes large due to the expansion of the projected light by the concave mirror 3, the actual lengths of the distance L_DD1 and the distance L_DD1'are increased. Do not completely match, and "distance L_DD2 <distance L_DD2'". This also applies to the relationship between the distance LDD_2 and the distance LDD_2', the relationship between the distance L_PD and the distance L_PD', and the relationship between the distance L_dept and the distance L_dept'.

また、図2(A)において、距離L_DD2は、第2奥行虚像投射光が第1投射装置5を発して、運転手の視点Eに至るまでの光路の距離を指す。図2(B)において、図2(A)の距離L_DD2に対応する距離L_DD2’は、第2奥行虚像DD2の焦点距離に相当し、第2奥行虚像DD2は、運転手によって、視点Eから距離L_DD2’だけ離間した位置に視認される。また、図2(A)において、距離L_PDは、垂直虚像投射光が第2投射装置6を発して、運転手の視点Eに至るまでの光路の距離を指す。図2(B)において、図2(A)の距離L_PDに対応する距離L_PD’は、垂直虚像PDの焦点距離に相当し、垂直虚像PDは、運転手によって、視点Eから距離L_PD’だけ離間した位置に視認される。また、図2(A)において、距離L_depthは、第1投射装置5の位置P1から第2方向H2に向かって投射された第2奥行虚像投射光が、ハーフミラー13の位置P2に至るまでの光路の距離を示す。図2(B)において、距離L_depth’は、図2(A)の距離L_depthに対応する距離である。図2(A)において、破線で示す領域AR1は、ハーフミラー13によって反射される第2奥行虚像投射光に基づく虚像の虚像面を表している。 Further, in FIG. 2A, the distance L_DD2 refers to the distance of the optical path from the second depth virtual image projection light emitting the first projection device 5 to the driver's viewpoint E. In FIG. 2B, the distance L_DD2'corresponding to the distance L_DD2 in FIG. 2A corresponds to the focal length of the second depth virtual image DD2, and the second depth virtual image DD2 is a distance from the viewpoint E by the driver. It is visually recognized at a position separated by L_DD2'. Further, in FIG. 2A, the distance L_PD refers to the distance of the optical path from the vertical virtual image projection light emitting the second projection device 6 to the driver's viewpoint E. In FIG. 2B, the distance L_PD'corresponding to the distance L_PD of FIG. 2A corresponds to the focal length of the vertical virtual image PD, and the vertical virtual image PD is separated from the viewpoint E by the distance L_PD'by the driver. It is visually recognized at the desired position. Further, in FIG. 2A, the distance L_depth is such that the second depth virtual image projection light projected from the position P1 of the first projection device 5 toward the second direction H2 reaches the position P2 of the half mirror 13. Indicates the distance of the optical path. In FIG. 2B, the distance L_depth'is the distance corresponding to the distance L_depth in FIG. 2A. In FIG. 2A, the region AR1 shown by the broken line represents the virtual image plane of the virtual image based on the second depth virtual image projection light reflected by the half mirror 13.

図2(A)に示すように、距離L_PDと、距離L_DD2とは、以下の関係にある。距離L_DD2=距離L_PD+距離L_depth。従って、「距離DD2>距離L_PDである。さらに、上述したように、また、図2(A)に示すように、「第1投射装置5から第2方向H1へ向かって投射された投射光が、ハーフミラー13を反射した後に凹面ミラー3へ向かう方向」は、「第1方向H1」と同じ(平行)である。このため、「第1方向H1へ向かって凹面ミラー3に直接投射される第1奥行虚像投射光に係る距離L_DD1」と、「一旦、ハーフミラー13に向かって投射されて、その後ハーフミラー13により第1方向H1へ向かって反射されることによって間接的に凹面ミラー3に投射される第2奥行虚像投射光に係る距離L_DD2」とは、以下の関係にある。距離L_DD1<距離L_DD2。 As shown in FIG. 2A, the distance L_PD and the distance L_DD2 have the following relationship. Distance L_DD2 = distance L_PD + distance L_depth. Therefore, "distance DD2> distance L_PD. Further, as described above and as shown in FIG. 2 (A)," the projected light projected from the first projection device 5 toward the second direction H1 is The "direction toward the concave mirror 3 after reflecting the half mirror 13" is the same (parallel) as the "first direction H1". Therefore, "distance L_DD1 related to the first depth virtual image projection light directly projected onto the concave mirror 3 toward the first direction H1" and "once projected toward the half mirror 13 and then by the half mirror 13". The distance L_DD2 related to the second depth virtual image projection light indirectly projected onto the concave mirror 3 by being reflected toward the first direction H1 has the following relationship. Distance L_DD1 <Distance L_DD2.

さて、図1(A)、図3に示すように、第1奥行虚像DD1が結像する平面的な領域、および、第2奥行虚像DD2が結像する平面的な領域は、略同一の平面上に存在する。この構成のため、運転手は、垂直虚像PD、第1奥行虚像DD1および第2奥行虚像DD2を視認した場合、第1奥行虚像DD1および第2奥行虚像DD2が連続して奥に向かって延在していくと共に、奥に向かって連続して延在する虚像の中間部に、垂直虚像PDが立ち上がって表示されているように感覚的に認識する。 By the way, as shown in FIGS. 1A and 3, the planar region in which the first depth virtual image DD1 is imaged and the planar region in which the second depth virtual image DD2 is imaged are substantially the same plane. Exists on. Due to this configuration, when the driver visually recognizes the vertical virtual image PD, the first depth virtual image DD1 and the second depth virtual image DD2, the first depth virtual image DD1 and the second depth virtual image DD2 are continuously extended toward the back. At the same time, it is sensuously recognized as if the vertical virtual image PD stands up and is displayed in the middle part of the virtual image that extends continuously toward the back.

なお、第1投射装置5は、車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者に向かう側に表示するための第1奥行虚像投射光を投射する「第1奥行虚像投射部」、および、車両前後方向の成分を含み、垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者から離れる側に表示するための第2奥行虚像投射光を投射する「第2奥行虚像投射部」として機能する。また、第2投射装置6は、車両前後方向に対して略垂直な虚像である垂直虚像を表示するための垂直虚像投射光を投射する「垂直虚像投射部」として機能する。 The first projection device 5 displays the first depth virtual image projection light for displaying the first depth virtual image, which is a virtual image including the components in the front-rear direction of the vehicle, on the side facing the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. The "first depth virtual image projection unit" to be projected and the second depth virtual image, which is a virtual image displayed in the display area of the vertical virtual image, including the components in the front-rear direction of the vehicle, are separated from the passengers of the vehicle with respect to the vertical virtual image. It functions as a "second depth virtual image projection unit" that projects a second depth virtual image projection light for display on the side. Further, the second projection device 6 functions as a "vertical virtual image projection unit" that projects vertical virtual image projection light for displaying a vertical virtual image which is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction.

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1を利用して、例えば、以下の虚像を表示可能である。 For example, the following virtual image can be displayed by using the head-up display 1 according to the present embodiment.

図4は、運転手の視界Lの中で、運転手により視認される垂直虚像X3、第1奥行虚像Y3および第2奥行虚像Z3を簡易化して模式的に示す図である。図4において、符号PDrは、垂直虚像を結像可能な領域(垂直虚像PDに対応する領域)を示す。また、符号DD1rは、第1奥行虚像を結像可能な領域(第1奥行虚像DD1に対応する領域)を示す。また、符号DD2rは、第2奥行虚像を結像可能な領域(第2奥行虚像DD2に対応する領域)を示す。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a vertical virtual image X3, a first depth virtual image Y3, and a second depth virtual image Z3 visually recognized by the driver in the driver's field of view L in a simplified manner. In FIG. 4, the reference numeral PDr indicates a region in which a vertical virtual image can be formed (a region corresponding to the vertical virtual image PD). Further, the reference numeral DD1r indicates a region in which a first depth virtual image can be formed (a region corresponding to the first depth virtual image DD1). Further, the reference numeral DD2r indicates a region in which a second depth virtual image can be formed (a region corresponding to the second depth virtual image DD2).

図4に示すように、垂直虚像X3は、領域PDrの中央部に大きく表示された円形の虚像である。また、第1奥行虚像Y3は、車両の前後方向に対して左右方向に延びる帯状の第1奥行虚像Y3a、Y3bを有する。第1奥行虚像Y3a、Y3bは、車両の前後方向に離間して表示されている。また、第2奥行虚像Z3は、車両の前後方向に対して左右方向に延びる帯状の第2奥行虚像Z3a、Z3bを有する。第2奥行虚像Z3a、Z3bは、車両の前後方向に離間して表示されている。 As shown in FIG. 4, the vertical virtual image X3 is a circular virtual image that is largely displayed in the central portion of the region PDr. Further, the first depth virtual image Y3 has band-shaped first depth virtual images Y3a and Y3b extending in the left-right direction with respect to the front-rear direction of the vehicle. The first depth virtual images Y3a and Y3b are displayed separated from each other in the front-rear direction of the vehicle. Further, the second depth virtual image Z3 has band-shaped second depth virtual images Z3a and Z3b extending in the left-right direction with respect to the front-rear direction of the vehicle. The second depth virtual images Z3a and Z3b are displayed separated from each other in the front-rear direction of the vehicle.

図4で例示する態様で虚像が表示された場合、第1奥行虚像Y3および第2奥行虚像Z3を視認する運転手は、左右方向に延びる帯状の4つのオブジェクトが奥に向かって間隔をあけて配列されているような感覚の下、奥行感を持って虚像を視認することができる。さらに、運転手は、帯状の4つのオブジェクトによって感覚的に想起される奥行を持った仮想的な3次元空間の中央部に、円形の垂直虚像X3が浮かんで表示されているような感覚で、各虚像を一体感を持って自然に視認することができる。 When the virtual image is displayed in the manner illustrated in FIG. 4, the driver who visually recognizes the first depth virtual image Y3 and the second depth virtual image Z3 has four strip-shaped objects extending in the left-right direction at intervals toward the back. The virtual image can be visually recognized with a sense of depth under the feeling of being arranged. Furthermore, the driver feels as if a circular vertical virtual image X3 is floating and displayed in the center of a virtual three-dimensional space with a depth that is sensuously recalled by four band-shaped objects. Each virtual image can be visually recognized naturally with a sense of unity.

以上のように、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1は、垂直虚像投射光を投射する垂直虚像投射部として機能する第2投射装置6を備える。また、ヘッドアップディスプレイ1は、車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者に向かう側に表示するための第1奥行虚像投射光を投射する第1奥行虚像投射部、および、車両前後方向の成分を含み、垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を、垂直虚像に対して車両の搭乗者から離れる側に表示するための第2奥行虚像投射光を投射する第2奥行虚像投射部として機能する第1投射装置5を備える。 As described above, the head-up display 1 according to the present embodiment includes a second projection device 6 that functions as a vertical virtual image projection unit that projects vertical virtual image projection light. Further, the head-up display 1 projects a first depth virtual image projection light for displaying a first depth virtual image, which is a virtual image including components in the front-rear direction of the vehicle, on the side facing the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. The first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image, which is a virtual image displayed in the display area of the vertical virtual image, including the components in the front-rear direction of the vehicle, are displayed on the side away from the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. A first projection device 5 that functions as a second depth virtual image projection unit that projects a second depth virtual image projection light for the purpose is provided.

この構成によれば、ヘッドアップディスプレイ1は、車両前後方向に対して略垂直となる虚像である垂直虚像に対して、車両の搭乗者に向かう側に車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を表示し、さらに、車両の搭乗者から離れる側に、車両前後方向の成分を含み、垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を表示する。これにより、車両の搭乗者が虚像を視認したときに、車両前後方向の成分を含んだ虚像のうち、垂直虚像の表示領域に重なる部分については、運転手にとって垂直虚像よりも奥にあるように知覚されることになり、運転手(車両の搭乗者)は、車両前後方向に対して略垂直となる虚像、および、車両前後方向の成分を含んだ虚像を、違和感を抱くことなく、奥行感を持って視認できる。 According to this configuration, the head-up display 1 is a virtual image containing a component in the vehicle front-rear direction on the side facing the occupant of the vehicle with respect to a vertical virtual image which is a virtual image substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction. A first depth virtual image is displayed, and a second depth virtual image, which is a virtual image displayed in a vertical virtual image display area, is displayed on the side away from the occupant of the vehicle, which contains a component in the vehicle front-rear direction. As a result, when the passenger of the vehicle visually recognizes the virtual image, the portion of the virtual image containing the components in the front-rear direction of the vehicle that overlaps the display area of the vertical virtual image is located behind the vertical virtual image for the driver. It will be perceived, and the driver (passenger of the vehicle) will feel the depth of the virtual image that is almost perpendicular to the vehicle front-rear direction and the virtual image that includes the components in the vehicle front-rear direction without feeling any discomfort. Can be visually recognized by holding.

また、本実施形態では、第1奥行虚像投射部および第2奥行虚像投射部を、基準方向に対して傾いた第1方向H1に第1奥行虚像投射光を投射すると共に、基準方向に対して第1方向と対称な第2方向H2に第2奥行虚像投射光を投射する第1投射装置5により構成している。そして、第1奥行虚像投射光が凹面ミラー3(1つ目の反射部材)に投射されると共に、第2奥行虚像投射光が、第2投射装置6のハーフミラー13(反射面)を反射して間接的に凹面ミラー3に投射されるようにしている。この構成によれば、第1奥行虚像投射部と、第2奥行虚像投射部とを、それぞれ、別の装置によって構成する場合と比較して、投射ユニット2の小型化を図ることができる。その上で、第1奥行虚像投射光を凹面ミラー3に直接投射する一方、第2奥行虚像投射光を凹面ミラー3に間接的に投射する構成としたため、第2奥行虚像投射光に係る光路の長さを、第1奥行虚像投射光に係る光路の長さよりも長くすることができ、的確に、第2奥行虚像を第1奥行虚像よりも運転手から離れる側に結像させることができる。 Further, in the present embodiment, the first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image projection unit project the first depth virtual image projection light in the first direction H1 tilted with respect to the reference direction, and project the first depth virtual image projection light with respect to the reference direction. It is composed of a first projection device 5 that projects a second depth virtual image projection light in a second direction H2 that is symmetrical to the first direction. Then, the first depth virtual image projection light is projected onto the concave mirror 3 (first reflection member), and the second depth virtual image projection light reflects the half mirror 13 (reflection surface) of the second projection device 6. It is indirectly projected onto the concave mirror 3. According to this configuration, the projection unit 2 can be downsized as compared with the case where the first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image projection unit are respectively configured by different devices. On top of that, the first depth virtual image projection light is directly projected onto the concave mirror 3, while the second depth virtual image projection light is indirectly projected onto the concave mirror 3, so that the optical path related to the second depth virtual image projection light The length can be made longer than the length of the optical path related to the first depth virtual image projected light, and the second depth virtual image can be accurately imaged on the side farther from the driver than the first depth virtual image.

また、本実施形態では、垂直虚像投射部を、ハーフミラー13に対応する1つの面によって、垂直虚像投射光を投射すると共に第2奥行虚像投射部が投射した第2奥行虚像投射光を反射する、第2投射装置6により構成している。そして、本実施形態では、垂直虚像投射光および第1奥行虚像投射光が、直接、凹面ミラー3に投射されると共に、第2奥行虚像投射光が、第2投射装置6の面を反射して、凹面ミラー3に投射されるように、第1投射装置5および第2投射装置6を配置している。この構成によれば、垂直虚像投射光を投射する機能、および、第2奥行虚像投射光を反射する機能を備える第2投射装置6を利用して、第2奥行虚像投射光に係る光路の長さを、第1奥行虚像および垂直虚像に係る光路の長さよりも長くすることができ、これにより、第2奥行虚像を、第1奥行虚像および垂直虚像よりも運転手から離れる側に結像することができる。このため、第2奥行虚像投射光を投射するための専用の装置を別途設けたり、第2奥行虚像投射光に係る光路の長さを長くするための専用の機構を別途設ける必要がなく、投射ユニット2の小型化を図ることができる。 Further, in the present embodiment, the vertical virtual image projection unit projects the vertical virtual image projection light by one surface corresponding to the half mirror 13 and reflects the second depth virtual image projection light projected by the second depth virtual image projection unit. , The second projection device 6 is configured. Then, in the present embodiment, the vertical virtual image projection light and the first depth virtual image projection light are directly projected onto the concave mirror 3, and the second depth virtual image projection light is reflected on the surface of the second projection device 6. , The first projection device 5 and the second projection device 6 are arranged so as to be projected on the concave mirror 3. According to this configuration, the length of the optical path related to the second depth virtual image projection light is lengthened by using the second projection device 6 having the function of projecting the vertical virtual image projection light and the function of reflecting the second depth virtual image projection light. Can be made longer than the length of the optical path associated with the first depth virtual image and the vertical virtual image, whereby the second depth virtual image is imaged on the side farther from the driver than the first depth virtual image and the vertical virtual image. be able to. Therefore, it is not necessary to separately provide a dedicated device for projecting the second depth virtual image projection light or to separately provide a dedicated mechanism for lengthening the length of the optical path related to the second depth virtual image projection light. The unit 2 can be miniaturized.

次に、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の利用態様の例について、ヘッドアップディスプレイ1によって表示される虚像の例と共に説明する。図5は、ヘッドアップディスプレイ1により虚像を表示する表示システム20の機能構成例を示すブロック図である。図5に示すように、表示システム20は、表示ユニット21と、車載装置22とを備える。表示ユニット21は、表示制御装置23と、ヘッドアップディスプレイ1とを備える。 Next, an example of the usage mode of the head-up display 1 according to the present embodiment will be described together with an example of a virtual image displayed by the head-up display 1. FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration example of the display system 20 that displays a virtual image on the head-up display 1. As shown in FIG. 5, the display system 20 includes a display unit 21 and an in-vehicle device 22. The display unit 21 includes a display control device 23 and a head-up display 1.

表示制御装置23は、ヘッドアップディスプレイ1による虚像の表示を制御する装置である。図5に示すように、表示制御装置23は、機能構成として、受信部30、画像処理部31、光変調装置駆動部32および光源駆動部33を備えている。上記各機能ブロック30〜33は、ハードウェア、DSP(Digital Signal Processor)、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック30〜33は、実際にはコンピュータのCPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、RAMやROM、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。 The display control device 23 is a device that controls the display of a virtual image on the head-up display 1. As shown in FIG. 5, the display control device 23 includes a receiving unit 30, an image processing unit 31, an optical modulation device driving unit 32, and a light source driving unit 33 as functional configurations. Each of the above functional blocks 30 to 33 can be configured by any of hardware, DSP (Digital Signal Processor), and software. For example, when configured by software, each of the above functional blocks 30 to 33 is actually configured to include a computer CPU, RAM, ROM, etc., and is a program stored in a recording medium such as RAM, ROM, hard disk, or semiconductor memory. Is realized by the operation of.

受信部30は、車載装置22から垂直画像データ、第1奥行画像データおよび第2奥行画像データを受信し、画像処理部31に出力する。垂直画像データは、垂直虚像の表示に用いられる画像データであり、第1奥行画像データは、第1奥行虚像の表示に用いられる画像データであり、第2奥行画像データは、第2奥行虚像の表示に用いられる画像データである。 The receiving unit 30 receives the vertical image data, the first depth image data, and the second depth image data from the vehicle-mounted device 22, and outputs the vertical image data to the image processing unit 31. The vertical image data is image data used for displaying the vertical imaginary image, the first depth image data is the image data used for displaying the first depth imaginary image, and the second depth image data is the image data of the second depth imaginary image. Image data used for display.

画像処理部31は、受信部30から画像データを入力し、解像度処理等の必要な画像処理を施した上でフレームメモリーに展開する。画像処理部31は、垂直画像データについては垂直画像データ用フレームメモリーに展開し、第1奥行画像データについては第1奥行画像データ用フレームメモリーに展開し、第2奥行画像データについては第2奥行画像データ用フレームメモリーに展開する。 The image processing unit 31 inputs image data from the receiving unit 30, performs necessary image processing such as resolution processing, and develops the image data in the frame memory. The image processing unit 31 expands the vertical image data into a frame memory for vertical image data, expands the first depth image data into a frame memory for first depth image data, and expands the second depth image data into a second depth. Expand to frame memory for image data.

光変調装置駆動部32は、垂直画像データ用フレームメモリーに展開された垂直画像データに基づいて、第2投射装置6の第2光変調装置11を制御して垂直虚像を表示させる。光変調装置駆動部32は、第1奥行画像データ用フレームメモリーに展開された第1奥行画像データに基づいて、第1投射装置5の第1光変調装置7の上述した第1の画素に対応する構成を制御して、第1奥行虚像を表示させる。光変調装置駆動部32は、第2奥行画像データ用フレームメモリーに展開された第2奥行画像データに基づいて、第1投射装置5の第1光変調装置7の上述した第2の画素に対応する構成を制御して、第2奥行虚像を表示させる。 The optical modulation device driving unit 32 controls the second optical modulation device 11 of the second projection device 6 to display a vertical virtual image based on the vertical image data expanded in the frame memory for vertical image data. The optical modulation device drive unit 32 corresponds to the above-mentioned first pixel of the first optical modulation device 7 of the first projection device 5 based on the first depth image data expanded in the frame memory for the first depth image data. The first depth virtual image is displayed by controlling the configuration. The optical modulation device drive unit 32 corresponds to the above-mentioned second pixel of the first optical modulation device 7 of the first projection device 5 based on the second depth image data expanded in the frame memory for the second depth image data. The second depth virtual image is displayed by controlling the configuration.

光源駆動部33は、第1光源8および第2光源10を駆動する。 The light source driving unit 33 drives the first light source 8 and the second light source 10.

表示システム20の車載装置22は、垂直画像データ、第1奥行画像データおよび第2奥行画像データを表示ユニット21の表示制御装置23に送信することによって、ヘッドアップディスプレイ1に垂直虚像、第1奥行虚像および第2奥行虚像を表示させる。車載装置22は、後述する内容の虚像を表示させる画像データを生成するために必要な情報を記憶し、必要な他の装置や、必要なセンサに接続されており、後述する内容の虚像を表示させる画像データを適切に生成できる。 The in-vehicle device 22 of the display system 20 transmits the vertical image data, the first depth image data, and the second depth image data to the display control device 23 of the display unit 21 to display a vertical virtual image and the first depth on the head-up display 1. Display a virtual image and a second depth virtual image. The in-vehicle device 22 stores information necessary for generating image data for displaying a virtual image of the contents described later, is connected to other necessary devices and necessary sensors, and displays the virtual image of the contents described later. The image data to be generated can be appropriately generated.

以上の構成の下、ヘッドアップディスプレイ1により例えば、以下の表示が可能である。図6(A)は、フロントウィンドシールドWSを介した運転手の視界の中で運転手が視認する虚像を、運転手が視認する実景、および、図4の領域PDr、DD1r、DD2rと共に示す図である。以下で説明する図6(B)、図7の各図、図8の各図についても同様である。 Under the above configuration, the head-up display 1 can display, for example, the following. FIG. 6A is a diagram showing a virtual image that the driver sees in the driver's field of view through the front windshield WS, together with a real scene that the driver sees, and regions PDr, DD1r, and DD2r of FIG. Is. The same applies to each of FIGS. 6 (B), 7 and 8, which will be described below.

図6(A)では、自車両と同一の車線で自車両の前方に位置する前走車をマーキングする像が垂直虚像X5Aとして領域PDrに表示される。例えば、車載装置22は、アダプティプ・クルーズ・コントロールにより前走車を自動で追従している場合に、その前走車の実景の位置に対応させて垂直虚像X5Aを表示させる。上述したように、垂直虚像は、運転手の正面で略垂直に表示される虚像である。従って、図6(A)に示すように、垂直虚像により、自車両の前方に位置する立体的なオブジェクト(本例の前走車)を適切にマーキングすることができる。 In FIG. 6A, an image marking a vehicle in front located in front of the own vehicle in the same lane as the own vehicle is displayed in the area PDr as a vertical virtual image X5A. For example, when the in-vehicle device 22 automatically follows the vehicle in front by adaptive cruise control, the vehicle-mounted device 22 displays the vertical virtual image X5A corresponding to the position of the actual scene of the vehicle in front. As described above, the vertical virtual image is a virtual image displayed substantially vertically in front of the driver. Therefore, as shown in FIG. 6A, a three-dimensional object (the vehicle in front of this example) located in front of the own vehicle can be appropriately marked by the vertical virtual image.

図6(B)は、ヘッドアップディスプレイ1により表示される虚像の別の例を示す図である。図6(B)では、第1奥行虚像Y5Bおよび第2奥行虚像Z5Bにより、道路の実景に重ねて誘導経路を示す虚像が表示されている。上述したように、第1奥行虚像および第2奥行虚像は、車両の前後方向に奥行を持って延在して表示される虚像である。従って、図6(B)に示すように、第1奥行虚像および第2奥行虚像を利用して、運転手の視界の中で車両の前後方向に奥行をもって延在する道路の実景と重ねた誘導経路を示す虚像を適切に表示することができる。なお、図6(B)で例示した誘導経路を示す虚像(第1奥行虚像Y5Bおよび第2奥行虚像Z5B)の態様は、あくまで一例である。例えば、誘導経路に沿って延びる線状の虚像であってもよく、また、実景の状態に応じて虚像の内容が動的に変更する構成でもよい。 FIG. 6B is a diagram showing another example of the virtual image displayed by the head-up display 1. In FIG. 6B, the first depth virtual image Y5B and the second depth virtual image Z5B display a virtual image showing the guidance route overlaid on the actual view of the road. As described above, the first depth virtual image and the second depth virtual image are virtual images that are extended and displayed with a depth in the front-rear direction of the vehicle. Therefore, as shown in FIG. 6 (B), the first depth virtual image and the second depth virtual image are used to guide the vehicle so as to overlap with the actual view of the road extending in the front-rear direction of the vehicle in the driver's field of view. A virtual image showing the route can be displayed appropriately. The mode of the virtual image (first depth virtual image Y5B and second depth virtual image Z5B) showing the induction path illustrated in FIG. 6B is merely an example. For example, it may be a linear virtual image extending along the guidance path, or the content of the virtual image may be dynamically changed according to the state of the actual scene.

図7(A)は、ヘッドアップディスプレイ1により表示される虚像の別の例を示す図である。図7(A)では、図6(A)の垂直虚像X5Aと、図6(B)の第1奥行虚像Y5Bおよび第2奥行虚像Z5Bとが同時に表示されている。図7(A)に示すように、ヘッドアップディスプレイ1により、垂直虚像X5A、第1奥行虚像Y5Bおよび第2奥行虚像Z5Bを同時に表示することが可能である。ただし、これら虚像を表示する場合には、運転手が、第1奥行虚像Y5B、垂直虚像X5A、第2奥行虚像Z5Bの順番で、虚像が手前に位置していると知覚することを踏まえて、適切に虚像の表示を制御する必要がある。 FIG. 7A is a diagram showing another example of the virtual image displayed by the head-up display 1. In FIG. 7A, the vertical virtual image X5A of FIG. 6A and the first depth virtual image Y5B and the second depth virtual image Z5B of FIG. 6B are displayed at the same time. As shown in FIG. 7A, the head-up display 1 can simultaneously display the vertical virtual image X5A, the first depth virtual image Y5B, and the second depth virtual image Z5B. However, when displaying these virtual images, the driver perceives that the virtual image is located in front in the order of the first depth virtual image Y5B, the vertical virtual image X5A, and the second depth virtual image Z5B. It is necessary to control the display of the virtual image appropriately.

すなわち、図7(A)に示すように、第1奥行虚像に係る領域DD1rの奥行き方向の長さが、領域DD1rを介した実景における「10メートル」に相当するものとする。この場合において、自車両と前走車との離間距離が10メートルより短くなった場合、実際には当該離間距離が10メートルより短いのにもかかわらず、運転手は第1奥行虚像よりも垂直虚像の方が奥に位置していると知覚するため、運転手が、垂直虚像X5Aによってマーキングされた前走車が10メートル以上離れた位置に位置していると誤認する可能性がある。これを踏まえ、車載装置22は、例えば、自車位置と前走車との離間距離を監視し、当該離間距離が10メートルより短くなった場合は、第1奥行虚像Y5Bの表示を停止する。 That is, as shown in FIG. 7A, it is assumed that the length of the region DD1r related to the first depth virtual image in the depth direction corresponds to "10 meters" in the actual scene through the region DD1r. In this case, if the distance between the own vehicle and the vehicle in front is shorter than 10 meters, the driver is more vertical than the first depth virtual image, even though the distance is actually shorter than 10 meters. Since the virtual image is perceived to be located in the back, the driver may mistakenly think that the vehicle in front marked by the vertical virtual image X5A is located at a distance of 10 meters or more. Based on this, the in-vehicle device 22 monitors, for example, the distance between the own vehicle position and the vehicle in front, and stops displaying the first depth virtual image Y5B when the distance is shorter than 10 meters.

図7(B)は、ヘッドアップディスプレイ1により表示される虚像の別の例を示す図である。図7(B)では、自車両の前方に位置する対向車をマーキングする像が垂直虚像X6Bとして領域PDrに表示される。また、図7(B)では、第1奥行虚像Y6Bおよび第2奥行虚像Z6Bにより、道路の実景に重ねて、対向車が走行すると予測される経路を示す虚像が表示される。図7(B)で示す虚像によれば、運転手は、対向車の存在、および、対向車の経路を的確に認識することができる。図7(B)で示す虚像は、例えば、中央分離帯のない片側1車線の道路を走行している場合に、有効である。なお、対向車が走行すると予測される経路を示す虚像(第1奥行虚像Y6Bおよび第2奥行虚像Z6B)について、奥から手前に向かって矢印が移動するようなアニメーションを行ってもよい。 FIG. 7B is a diagram showing another example of the virtual image displayed by the head-up display 1. In FIG. 7B, an image marking an oncoming vehicle located in front of the own vehicle is displayed in the area PDr as a vertical virtual image X6B. Further, in FIG. 7B, the first depth virtual image Y6B and the second depth virtual image Z6B display a virtual image showing a route on which an oncoming vehicle is predicted to travel, superimposed on the actual view of the road. According to the virtual image shown in FIG. 7B, the driver can accurately recognize the existence of the oncoming vehicle and the route of the oncoming vehicle. The imaginary image shown in FIG. 7B is effective, for example, when traveling on a road with one lane on each side without a median strip. The virtual images (first depth virtual image Y6B and second depth virtual image Z6B) indicating the route on which the oncoming vehicle is predicted to travel may be animated so that the arrow moves from the back to the front.

図8(A)は、ヘッドアップディスプレイ1により表示される虚像の別の例を示す図である。図8(A)では、他車両に隠れて運転手から見えにくい歩行者をマーキングする像が垂直虚像X7Aとして領域PDrに表示される。垂直虚像X7Aは、歩行者に対応する領域を囲む矩形の虚像である。図8(A)のように、運転手にとって見えにくい、または、見えないオブジェクトであって、運転手が注意を払うべきオブジェクトについて、垂直虚像によりマーキングすることが可能である。運転手は、表示された垂直虚像を確認することにより、そのオブジェクトの存在および位置を的確に認識することができる。 FIG. 8A is a diagram showing another example of the virtual image displayed by the head-up display 1. In FIG. 8A, an image marking a pedestrian hidden behind another vehicle and difficult to see from the driver is displayed in the area PDr as a vertical virtual image X7A. The vertical virtual image X7A is a rectangular virtual image that surrounds the area corresponding to the pedestrian. As shown in FIG. 8A, it is possible to mark an object that is difficult or invisible to the driver and that the driver should pay attention to by a vertical virtual image. By checking the displayed vertical virtual image, the driver can accurately recognize the existence and position of the object.

図8(B)は、ヘッドアップディスプレイ1により表示される虚像の別の例を示す図である。図8(B)では、実景において領域PDrの虚像距離よりも奥に位置している歩行者について、歩行者をマーキングする像が垂直虚像X7Ba、X7Bbとして領域PDrに表示される。垂直虚像X7Ba、X7Bbは、歩行者を囲む矩形の虚像である。また、図8(B)では、実景において領域PDrの虚像よりも手前に位置している歩行者について、歩行者をマーキングする像が第1奥行虚像Y7Baとして領域DD1rに表示される。第1奥行虚像Y7Bは、歩行者の足元を囲む矩形の虚像である。そして、各歩行者について、第1奥行虚像Y7Bbおよび第2奥行虚像Z7Ba、Z7Bbにより、歩行者が移動すると予測される方向が矢印によって示される。歩行者は、第1奥行虚像に係る領域DD1rおよび第2奥行虚像に係る領域DD2rに対応して延在する平面を歩行によって所定方向に移動するため、第1奥行虚像および第2奥行虚像を利用して、歩行者が移動すると予測される方向を示す矢印を適切に表示することができる。図8(B)で示す虚像によれば、運転手は、歩行者が移動すると予測される方向を踏まえて的確に運転手に対して注意を払うことができる。 FIG. 8B is a diagram showing another example of the virtual image displayed by the head-up display 1. In FIG. 8B, for a pedestrian located deeper than the virtual image distance of the region PDr in the actual scene, images marking the pedestrian are displayed in the region PDr as vertical virtual images X7Ba and X7Bb. The vertical virtual images X7Ba and X7Bb are rectangular virtual images surrounding a pedestrian. Further, in FIG. 8B, for a pedestrian located in front of the virtual image of the region PDr in the actual scene, an image marking the pedestrian is displayed in the region DD1r as the first depth virtual image Y7Ba. The first depth virtual image Y7B is a rectangular virtual image that surrounds the feet of a pedestrian. Then, for each pedestrian, the first depth virtual image Y7Bb and the second depth virtual images Z7Ba, Z7Bb indicate the direction in which the pedestrian is predicted to move by an arrow. A pedestrian uses the first depth virtual image and the second depth virtual image in order to move in a predetermined direction by walking on a plane extending in a plane corresponding to the region DD1r related to the first depth virtual image and the region DD2r related to the second depth virtual image. Then, an arrow indicating the direction in which the pedestrian is expected to move can be appropriately displayed. According to the virtual image shown in FIG. 8B, the driver can accurately pay attention to the driver based on the direction in which the pedestrian is predicted to move.

<第1変形例>
次に第1変形例について図1(B)を援用して説明する。上述した実施形態では、第2投射装置6に対する第1投射装置5の位置は固定であった。一方、第1変形例では、投射ユニット2は、所定の機構を備え、当該所定の機構によって、第2投射装置6に対して、第1投射装置5を矢印Y1、Y2が示す方向(第2投射装置6の面に沿った方向)にスライドさせることができる。なお、図1(B)における第1投射装置5の位置は、矢印Y1方向に向かって移動可能な端である。このような構成とすることにより、図1(B)で示す状態から、第1投射装置5を矢印Y2方向にスライドさせることにより、垂直虚像の表示領域に対する、第1奥行虚像および第2奥行虚像の表示領域の位置を、車両の前方(運転手から離れる側)に向かって移動させることができる。
<First modification>
Next, the first modification will be described with reference to FIG. 1 (B). In the above-described embodiment, the position of the first projection device 5 with respect to the second projection device 6 is fixed. On the other hand, in the first modification, the projection unit 2 is provided with a predetermined mechanism, and the first projection device 5 is directed by the predetermined mechanism with respect to the second projection device 6 in the directions indicated by the arrows Y1 and Y2 (second). It can be slid in the direction along the surface of the projection device 6. The position of the first projection device 5 in FIG. 1B is an end that can move in the direction of the arrow Y1. With such a configuration, the first depth virtual image and the second depth virtual image with respect to the display area of the vertical virtual image can be obtained by sliding the first projection device 5 in the direction of arrow Y2 from the state shown in FIG. 1 (B). The position of the display area can be moved toward the front of the vehicle (the side away from the driver).

<第2変形例>
次に第2変形例について説明する。本変形例では、ハーフミラー13による第2奥行虚像投射光の反射、非反射が切り替え可能に構成される。例えば、偏光素材によって、第2奥行虚像投射光の反射光が凹面ミラー3に向かわないように切り替えることが可能に構成され、また例えば、第2奥行虚像投射光のハーフミラー13への投射を遮断できる機構により反射、非反射が切り替え可能に構成される。この構成によれば、本変形例では、ハーフミラー13による第2奥行虚像投射光の反射、非反射を切り替えることによって、第2奥行虚像の表示、非表示を切り替えることが可能となる。これにより、例えば、図6(B)や、図7(A)、図7(B)のように、第2奥行虚像を利用して奥行のある虚像を表示することが必要なモードのときには、ハーフミラー13による第2奥行虚像投射光を「反射」とする一方、第2奥行虚像を利用した虚像の表示を行う必要がないモードのときには、ハーフミラー13による第2奥行虚像投射光を「非反射」とする、といったことが可能となる。
<Second modification>
Next, a second modification will be described. In this modification, the half mirror 13 is configured to be able to switch between reflection and non-reflection of the second depth virtual image projection light. For example, the polarizing material is configured to enable switching so that the reflected light of the second depth virtual image projection light does not face the concave mirror 3, and for example, the projection of the second depth virtual image projection light onto the half mirror 13 is blocked. Reflective and non-reflective can be switched by the mechanism that can be used. According to this configuration, in the present modification, the display / non-display of the second depth virtual image can be switched by switching the reflection / non-reflection of the second depth virtual image projected light by the half mirror 13. As a result, in a mode in which it is necessary to display a virtual image with depth by using the second depth virtual image, for example, as in FIG. 6 (B), FIG. 7 (A), and FIG. 7 (B). While the second depth virtual image projected light by the half mirror 13 is "reflected", in the mode in which it is not necessary to display the virtual image using the second depth virtual image, the second depth virtual image projected light by the half mirror 13 is "non-reflected". It is possible to say "reflection".

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.

例えば、上記実施形態では、第1投射装置5により、第1奥行虚像投射部、および、第2奥行虚像投射部を構成したが、この点に関し、第1奥行虚像投射部、および、第2奥行虚像投射部をそれぞれ別の装置によって構成してもよい。また、上記実施形態では、フロントウィンドシールドWSに投射光を導く反射部材は、凹面ミラー3の1台であったが、複数の反射部材によりフロントウィンドシールドWSに投射光を導く構成でもよい。また、投射光が投射される投射面は、フロントウィンドシールドWSである必要は無く、コンバイナ等であってもよい。 For example, in the above embodiment, the first projection device 5 constitutes the first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image projection unit. In this regard, the first depth virtual image projection unit and the second depth The virtual image projection unit may be configured by a separate device. Further, in the above embodiment, the reflecting member that guides the projected light to the front windshield WS is one of the concave mirrors 3, but a configuration that guides the projected light to the front windshield WS by a plurality of reflecting members may be used. Further, the projection surface on which the projected light is projected does not have to be the front windshield WS, and may be a combiner or the like.

1 ヘッドアップディスプレイ
3 凹面ミラー(反射部材)
5 第1投射装置(第1奥行虚像投射部、第2奥行虚像投射部)
6 第2投射装置(垂直虚像投射部)
13 ハーフミラー(面、反射面)
1 Head-up display 3 Concave mirror (reflective member)
5 First projection device (first depth virtual image projection unit, second depth virtual image projection unit)
6 Second projection device (vertical virtual image projection unit)
13 Half mirror (surface, reflective surface)

Claims (4)

投射光を投射して虚像を表示する車載のヘッドアップディスプレイであって、
車両前後方向に対して略垂直な虚像である垂直虚像を表示するための垂直虚像投射光を投射する垂直虚像投射部と、
車両前後方向の成分を含んだ虚像である第1奥行虚像を、前記垂直虚像に対して車両の搭乗者に向かう側に表示するための第1奥行虚像投射光を投射する第1奥行虚像投射部と、
車両前後方向の成分を含み、前記垂直虚像の表示領域に表示される虚像である第2奥行虚像を、前記垂直虚像に対して車両の搭乗者から離れる側に表示するための第2奥行虚像投射光を投射する第2奥行虚像投射部と、
投射面に投射光を導く1または複数の反射部材とを備え、
前記第1奥行虚像投射部および前記第2奥行虚像投射部を、基準方向に対して傾いた第1方向に前記第1奥行虚像投射光を投射すると共に、基準方向に対して前記第1方向と対称な第2方向に前記第2奥行虚像投射光を投射する第1投射装置により構成し、
前記第1奥行虚像投射光が1つ目の反射部材に、直接、投射されると共に、前記第2奥行虚像投射光が反射面を反射して間接的に前記1つ目の反射部材に投射されるようにした
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
An in-vehicle head-up display that projects projected light to display a virtual image.
A vertical virtual image projection unit that projects vertical virtual image projection light for displaying a vertical virtual image that is substantially perpendicular to the vehicle front-rear direction.
A first depth virtual image projection unit that projects a first depth virtual image projection light for displaying a first depth virtual image, which is a virtual image containing components in the front-rear direction of the vehicle, on the side facing the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. When,
A second depth virtual image projection for displaying a second depth virtual image, which includes a component in the vehicle front-rear direction and is a virtual image displayed in the display area of the vertical virtual image, on the side away from the passenger of the vehicle with respect to the vertical virtual image. The second depth virtual image projection unit that projects light,
It is provided with one or more reflective members that guide the projected light to the projecting surface.
The first depth virtual image projection unit and the second depth virtual image projection unit project the first depth virtual image projection light in the first direction tilted with respect to the reference direction, and also with the first direction with respect to the reference direction. It is composed of a first projection device that projects the second depth virtual image projection light in a symmetrical second direction.
The first depth virtual image projection light is directly projected onto the first reflecting member, and the second depth virtual image projection light is reflected on the reflection surface and indirectly projected onto the first reflection member. head-up display, characterized in that it was so that.
前記垂直虚像投射部を、1つの面によって、前記垂直虚像投射光を投射すると共に、前記第2奥行虚像投射部が投射した前記第2奥行虚像投射光を反射する第2投射装置により構成し、
前記垂直虚像投射光および前記第1奥行虚像投射光が、直接、前記1つ目の反射部材に投射されると共に、前記第2奥行虚像投射光が、前記第2投射装置の面を反射して、前記1つ目の反射部材に投射されるように、前記第1投射装置および前記第2投射装置を配置したことを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ。
The vertical virtual image projection unit is composed of a second projection device that projects the vertical virtual image projection light on one surface and reflects the second depth virtual image projection light projected by the second depth virtual image projection unit.
The vertical virtual image projection light and the first depth virtual image projection light are directly projected onto the first reflecting member, and the second depth virtual image projection light is reflected on the surface of the second projection device. the first to be projected to the reflecting member, a head-up display according to claim 1, characterized in that a first projection apparatus and the second projection device.
前記第2投射装置に対する前記第1投射装置の位置を変更可能に構成し、前記第2投射装置に対する前記第1投射装置の位置を変更することによって、前記第1奥行虚像と前記第2奥行虚像の状態を変更可能に構成としたことを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ。 The first depth virtual image and the second depth virtual image are configured so that the position of the first projection device with respect to the second projection device can be changed, and the position of the first projection device with respect to the second projection device is changed. The head-up display according to claim 2 , wherein the state of the head-up display is changeable. 前記第2投射装置の面による前記第2奥行虚像投射光の反射、非反射を切り替え可能に構成し、反射、非反射を切り替えることによって、前記第2奥行虚像の表示、非表示を切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項またはに記載のヘッドアップディスプレイ。
The reflection and non-reflection of the second depth virtual image projected light by the surface of the second projection device can be switched, and the display and non-display of the second depth virtual image can be switched by switching between reflection and non-reflection. The head-up display according to claim 2 or 3 , wherein the head-up display is configured.
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