JP7196762B2 - head-up display device - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ光の走査による描画に基づいて、表示画像の投影を行うヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device that projects a display image based on drawing by laser beam scanning.

従来、特許文献1において、画質の低下を抑制することができる画像表示用の光走査装置が提案されている。この光走査装置は、光源および光源からの光を偏向する二次元偏向手段を含む光走査系と、光走査系から光が照射されるマイクロレンズアレイとを備えた構成とされている。そして、マイクロレンズアレイのアレイ状に配置されたレンズ配列において、xy平面内のX方向に直交するY方向のレンズピッチをX方向において変化させるようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200000 proposes an optical scanning device for image display that can suppress deterioration in image quality. This optical scanning device comprises an optical scanning system including a light source and a two-dimensional deflection means for deflecting the light from the light source, and a microlens array to which the light is emitted from the optical scanning system. In the lens arrangement of the microlens array, the lens pitch in the Y direction perpendicular to the X direction in the xy plane is changed in the X direction.

光走査装置では、走査線の周期とレンズ配列構造の周期の干渉によるモアレと呼ばれる干渉縞が画質劣化の要因となる。これに対して、マイクロレンズアレイのレンズ配列を上記のようにすることで、レンズピッチが画面内での走査線間隔の軌跡に重ならないように変化させられる。つまり、マイクロレンズアレイのレンズピッチを光のスキャンの広がりに合わせて広げられる。これにより、モアレを回避できるようにしている。 In the optical scanning device, interference fringes called moire due to interference between the period of the scanning line and the period of the lens array structure cause image quality deterioration. On the other hand, by arranging the lenses of the microlens array as described above, the lens pitch can be changed so as not to overlap the trajectory of the scanning line spacing in the screen. In other words, the lens pitch of the microlens array can be widened according to the spread of light scanning. This makes it possible to avoid moire.

特開2017-3803号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-3803

特許文献1では、隣接する走査線軌跡同士の間隔を走査線間隔として、走査線間隔の軌跡にレンズピッチが重ならないようにしている。しかしながら、走査線間隔としては、隣接する走査線軌跡同士の間隔だけでなく、1つ離れた走査線軌跡同士の間隔、2つ離れた走査線軌跡同士の間隔、3つ離れた走査線軌跡同士の間隔のように、離れた走査線軌跡同士の間隔も存在する。特許文献1では、このような離れた走査線軌跡同士の間隔について考慮していない。なお、以下の説明において、隣接する走査線軌跡同士の間隔については、基本となる走査線周期に相当することから、基本周期という。また、1つ離れた走査線軌跡同士の間隔については、走査中央では基本周期の2倍となることから、2倍周期という。同様に、2つ離れた走査線軌跡同士の間隔については、走査中央では基本周期の3倍となることから3倍周期、3つ離れた走査線軌跡同士の間隔については、走査中央では基本周期の4倍となることから4倍周期という。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100003, the interval between adjacent scanning line loci is set as the scanning line interval, and the lens pitch is prevented from overlapping the locus of the scanning line interval. However, as the scanning line spacing, not only the spacing between adjacent scanning line trajectories, but also the spacing between scanning line trajectories that are one apart, the spacing between scanning line trajectories that are two apart, and the spacing between scanning line trajectories that are three apart. There are also spacings between distant scanline trajectories, such as the spacing between . Patent document 1 does not take into account the spacing between such distant scanning line trajectories. In the following description, the interval between adjacent scanning line trajectories is referred to as a basic period because it corresponds to the basic scanning line period. Also, the interval between the scanning line trajectories that are separated by one is twice the basic period at the center of the scan, so it is called a double period. Similarly, the interval between two scanning line trajectories at the center of scanning is three times the basic period, so the interval between three scanning line trajectories is three times the basic period at the scanning center. is four times, it is called a quadruple period.

このように、特許文献1では、基本周期における走査線間隔の軌跡を考慮しているものの、2倍周期などの逓倍周期の走査線間隔の軌跡については考慮していない。特に、2倍周期や4倍周期のように偶数倍周期においては、走査線間隔が全スキャン範囲において同じ値となるし、基本周期についても走査中央から一方の走査端側に走査するときには走査線間隔が徐々に広がるが、逆に走査端から走査中央に向かって走査するときには走査線間隔が狭い状態から始まる。したがって、単にマイクロレンズアレイのレンズピッチを光の走査線間隔の広がりに合わせて広げたのでは、モアレを抑制する効果を適切に奏することができない。 As described above, in Patent Document 1, although the trajectory of the scanning line spacing in the basic period is considered, the trajectory of the scanning line spacing in the multiplied period such as the double period is not considered. In particular, in an even-numbered cycle such as a double cycle or a quadruple cycle, the scanning line interval has the same value over the entire scanning range. The interval gradually widens, but conversely, when scanning from the scanning end toward the scanning center, the scanning line interval starts from a narrow state. Therefore, if the lens pitch of the microlens array is simply widened in accordance with the spread of the light scanning line interval, the effect of suppressing the moire cannot be properly achieved.

本発明は上記点に鑑みて、逓倍周期の走査線間隔を考慮して、よりアモレを適切に抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a head-up display device capable of more appropriately suppressing blurred images by considering the scanning line interval of the multiplication period.

上記目的を達成するため、請求項1ないし3に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示画像を形成するレーザ光を出力するレーザスキャナ(10)と、レーザスキャナから出力されるレーザ光を反射もしくは透過させる複数のエレメント(22)がアレイ状に配置されたスクリーン(20)と、を有している。このような構成において、スクリーンは、該スクリーンにおける走査面(21)上における一方向をx軸方向、該x軸方向に対して垂直な方向をy軸方向として、レーザスキャナにてレーザ光がx軸方向に往復動させられつつ、y軸方向に一定の移動量で移動させられる走査線軌跡で走査されると、走査面上に表示画像を結像し、レーザ光の走査周期の1周期分におけるy軸方向でのレーザ光の移動量をスキャンピッチPsとして、複数のエレメントにおけるy軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyがスキャンピッチPsの整数倍と異なる値に設定され、かつx軸方向において一定である
そして、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、長さLyがスキャンピッチPsの整数倍に対して所定値を加減算した範囲と異なる値に設定されている。請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、長さLyがスキャンピッチPsの整数倍を中心とした5μmの範囲と異なる値に設定されている。請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍を中心とした所定範囲と異なる値に設定されている。
In order to achieve the above object, the head-up display device according to claims 1 to 3 includes a laser scanner (10) for outputting laser light for forming a display image, and a laser scanner (10) for reflecting or transmitting the laser light output from the laser scanner. a screen (20) having a plurality of elements (22) arranged in an array to allow the light to flow. In such a configuration, the screen is arranged such that one direction on the scanning surface (21) of the screen is the x-axis direction and the direction perpendicular to the x-axis direction is the y-axis direction, and the laser beam is emitted by the laser scanner in the x-axis direction. When scanning is performed along the scanning line trajectory which is reciprocated in the axial direction and moved in the y-axis direction by a constant amount of movement, a display image is formed on the scanning surface for one scanning period of the laser light. , the length Ly corresponding to the element pitch in the y-axis direction of the plurality of elements is set to a value different from an integral multiple of the scan pitch Ps , and the x-axis constant in direction .
In the head-up display device according to claim 1, the length Ly is set to a value different from a range obtained by adding or subtracting a predetermined value to an integral multiple of the scan pitch Ps. In the head-up display device according to claim 2, the length Ly is set to a value different from the range of 5 μm around the integral multiple of the scan pitch Ps. In the head-up display device according to claim 3, the length Ly is set to a value different from a predetermined range centered on an integer multiple of the scan pitch Ps.

このように、複数のエレメントにおけるy軸方向のエレメントピッチとなる長さLyをスキャンピッチPsの整数倍と異なる値としている。これにより、長さLyを示す線が基本周期や逓倍周期の走査線間隔の軌跡と1度しか交差しないようにでき、モアレを適切に抑制できる。 In this way, the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction in the plurality of elements, is set to a value different from an integral multiple of the scan pitch Ps. As a result, the line indicating the length Ly can be made to intersect only once with the trajectory of the scanning line intervals of the basic period and the multiplication period, and moiré can be appropriately suppressed.

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。 It should be noted that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence relationship between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments described later.

第1実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示した図である。It is the figure which showed the mounting state to the vehicle of the head-up display apparatus concerning 1st Embodiment. ヘッドアップディスプレイ装置の概略構成を示した図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a head-up display device; FIG. スクリーンの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a screen; スクリーンの部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the screen; スクリーンの部分正面図である。FIG. 4 is a partial front view of the screen; レーザ光の強度とビーム径との関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the intensity of laser light and the beam diameter; 走査線軌跡をxy座標上に示した図である。FIG. 4 is a diagram showing scanning line trajectories on xy coordinates; 走査線軌跡を用いて走査線間隔について説明した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating scanning line intervals using scanning line trajectories; x軸上における走査中央からの距離と走査線間隔の変化の関係を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance from the scanning center on the x-axis and the change in scanning line spacing; (a)は上下方向におけるアイボックスのサイズとエレメントの長さLyとの関係を模式的に表した図、(b)は(a)中の領域Raの拡大模式図、(c)は(a)中の領域Rbの拡大模式図である。(a) is a diagram schematically showing the relationship between the size of the eyebox in the vertical direction and the length Ly of the element, (b) is an enlarged schematic diagram of the region Ra in (a), (c) is (a ) is an enlarged schematic diagram of a region Rb in FIG.

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。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, portions that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
第1実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両に適用されるものであり、ドライバに対して表示画像の虚像を視認させることで、車速やナビゲーションシステムによる進行方向の表示などの情報を提供するものとして用いられる。
(First embodiment)
A head-up display device according to the first embodiment will be described. A head-up display device is applied to a vehicle, and is used to provide information such as display of vehicle speed and direction of travel by a navigation system by allowing a driver to visually recognize a virtual image of a display image.

図1に示すヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば車両のインストルメントパネル1内に収容されており、ウィンドシールド2の投影面3に表示画像を投影することで、ドライバに表示画像の虚像4を視認可能とする。表示画像については、ドライバが運転席に着座したときの眼5の位置として想定される長方形の領域をアイボックスとして、アイボックスから投影面3に投影された表示画像の虚像4が視認可能となるように表示される。 A head-up display device 100 shown in FIG. 1 is housed, for example, in an instrument panel 1 of a vehicle, and projects a display image onto a projection plane 3 of a windshield 2 so that the driver can visually recognize a virtual image 4 of the display image. make it possible. As for the display image, a virtual image 4 of the display image projected onto the projection surface 3 from the eyebox is made visible by using a rectangular area that is assumed to be the position of the eyes 5 when the driver is seated in the driver's seat. is displayed.

ヘッドアップディスプレイ装置100は、レーザスキャナ10、スクリーン20および凹面鏡30を備えている。 A head-up display device 100 includes a laser scanner 10 , a screen 20 and a concave mirror 30 .

レーザスキャナ10は、スクリーン20の一面側に配置されており、スクリーン20の一面に対して表示画像を形成するレーザ光を出力する。具体的には、図2に示すように、レーザスキャナ10は、コントローラ11、光源部12、光学部13、微小電気機械システム(以下、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)という)ミラー部14を有した構成とされている。 The laser scanner 10 is arranged on one side of the screen 20 and outputs laser light for forming a display image on one side of the screen 20 . Specifically, as shown in FIG. 2, the laser scanner 10 has a controller 11, a light source unit 12, an optical unit 13, and a micro electro mechanical system (hereinafter referred to as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)) mirror unit 14. It is configured.

コントローラ11は、プロセッサ等によって構成される制御装置で構成され、光源部12からのレーザ光の投射やMEMSミラー部14による光走査などを制御する制御部に相当するものである。コントローラ11は、後述する各レーザ投射部12a~12cに対して制御信号を伝えることにより、各レーザ投射部12a~12cからのレーザ光の投射を制御する。 The controller 11 is configured by a control device configured by a processor or the like, and corresponds to a control section that controls projection of laser light from the light source section 12, optical scanning by the MEMS mirror section 14, and the like. The controller 11 controls projection of laser light from each of the laser projection sections 12a to 12c by transmitting control signals to each of the laser projection sections 12a to 12c, which will be described later.

光源部12は、3つのレーザ投射部12a~12c等によって構成されており、各レーザ投射部12a~12cからレーザ光を断続的にパルス点灯させることにより、レーザ光を投射する。各レーザ投射部12a~12cは、互いに異なる周波数、即ち異なる色相のレーザ光を投射する。具体的には、レーザ投射部12a~12cは、それぞれ、赤色、青色、緑色のレーザ光を投射する。なお、図2中では、赤色、青色、緑色をそれぞれR、B、Gとして示してある。このように、異なる色相のレーザ光を加色混合することにより、種々の色が再現可能とされている。 The light source unit 12 includes three laser projection units 12a to 12c, etc., and projects laser beams by intermittently pulsing the laser beams from the laser projection units 12a to 12c. Each of the laser projection units 12a to 12c projects laser beams of different frequencies, ie, different hues. Specifically, the laser projection units 12a to 12c project red, blue, and green laser beams, respectively. In FIG. 2, red, blue, and green are indicated as R, B, and G, respectively. In this manner, various colors can be reproduced by additively mixing laser beams of different hues.

光学部13は、三つのコリメートレンズ13a~13c、ダイクロイックフィルタ13d~13fおよび集光レンズ13gを有している。 The optical section 13 has three collimator lenses 13a-13c, dichroic filters 13d-13f and a condenser lens 13g.

各コリメートレンズ13a~13cは、各レーザ投射部12a~12cのレーザ光の投射方向にそれぞれ配置されており、レーザ光を屈折させることにより、平行光を生成する。
各ダイクロイックフィルタ13d~13fは、各コリメートレンズ13a~13cを挟んで各レーザ投射部12a~12cの投射方向に、それぞれ配置されている。レーザ投射部12aの投射方向に配置されるダイクロイックフィルタ13dは、赤色の周波数のレーザ光を透過させ、それ以外の周波数のレーザ光を反射させる。レーザ投射部12bの投射方向に配置されるダイクロイックフィルタ13eは、青色の周波数のレーザ光を反射させ、それ以外の周波数の光を透過させる。レーザ投射部12cの投射方向に配置されるダイクロイックフィルタ13fは、緑色の周波数のレーザ光を反射させ、それ以外の周波数の光を透過させる。各ダイクロイックフィルタ13d~13fの作用によって、各レーザ投射部12a~12cから投射されたレーザ光は、集光レンズ13gに到達する。
The collimating lenses 13a to 13c are arranged in the projection directions of the laser beams of the laser projection units 12a to 12c, respectively, and generate parallel beams by refracting the laser beams.
The dichroic filters 13d to 13f are arranged in the projection directions of the laser projection sections 12a to 12c with the collimator lenses 13a to 13c interposed therebetween. A dichroic filter 13d arranged in the projection direction of the laser projection unit 12a transmits laser light of a red frequency and reflects laser light of other frequencies. A dichroic filter 13e arranged in the projection direction of the laser projection unit 12b reflects blue-frequency laser light and transmits light of other frequencies. The dichroic filter 13f arranged in the projection direction of the laser projection unit 12c reflects laser light of green frequency and transmits light of other frequencies. Due to the action of the dichroic filters 13d-13f, the laser beams projected from the laser projection units 12a-12c reach the condenser lens 13g.

集光レンズ13gは、平面状の入射面及び凸面状の出射面を有する平凸レンズである。集光レンズ13gは、入射面に入射するレーザ光を屈折させることにより、収束させる。これにより集光レンズ13gを通過したレーザ光は、MEMSミラー部14で反射されて、スクリーン20の後述する走査面21に照射される。 The condenser lens 13g is a plano-convex lens having a planar entrance surface and a convex exit surface. The condenser lens 13g refracts and converges the laser beam incident on the incident surface. As a result, the laser light that has passed through the condenser lens 13g is reflected by the MEMS mirror section 14 and is irradiated onto the scanning surface 21 of the screen 20, which will be described later.

MEMSミラー部14は、集光レンズ13gから入射されるレーザ光を走査し、スクリーン20に向けて投射することで、スクリーン20に表示画像を形成するものである。 The MEMS mirror section 14 forms a display image on the screen 20 by scanning the laser light incident from the condenser lens 13g and projecting it toward the screen 20 .

MEMSミラー部14は、第1スキャナ14aおよび第2スキャナ14bを備えている。第1スキャナ14aは、集光レンズ13gおよび第2スキャナ14bにその反射面を向けた姿勢で配置され、集光レンズ13gから入射されたレーザ光を第2スキャナ14bに向けて反射させる。第2スキャナ14bは、第1スキャナ14aとスクリーン20にその反射面を向けた姿勢で配置されている。そして、第1スキャナ14aが水平回転軸によって、第2スキャナ14bが鉛直回転軸によって、それぞれ支持されている。 The MEMS mirror unit 14 has a first scanner 14a and a second scanner 14b. The first scanner 14a is arranged with its reflecting surface directed toward the condenser lens 13g and the second scanner 14b, and reflects the laser light incident from the condenser lens 13g toward the second scanner 14b. The second scanner 14b is arranged with its reflective surface facing the first scanner 14a and the screen 20 . The first scanner 14a is supported by the horizontal rotation shaft, and the second scanner 14b is supported by the vertical rotation shaft.

このように構成されたMEMSミラー部14は、コントローラ11からの駆動信号に基づいて第1スキャナ14aおよび第2スキャナ14bが各回転軸周りに回転変位させられることで駆動される。そして、第1スキャナ14aおよび第2スキャナ14bが回転変位させられることで、MEMSミラー部14が反射させるレーザ光の方向が、図2に示す走査線SLのように走査される。 The MEMS mirror section 14 configured in this manner is driven by rotationally displacing the first scanner 14a and the second scanner 14b around respective rotation axes based on drive signals from the controller 11 . By rotationally displacing the first scanner 14a and the second scanner 14b, the direction of the laser light reflected by the MEMS mirror section 14 is scanned along the scanning line SL shown in FIG.

スクリーン20は、ガラス等の基材の表面にアルミニウム等を蒸着させることにより形成される反射型スクリーンで構成されており、レーザスキャナ10にて走査されるレーザ光が入射されることで、走査面21上に表示画像を結像する。スクリーン20は、図3A~図3Cに示すように、仮想の基準平面に沿うx軸方向およびそれに垂直なy軸方向のそれぞれにおいて、複数の微小なマイクロミラーで構成されたエレメント22を等間隔にアレイ状に配列したマイクロミラーアレイとされている。すなわち、エレメント22がx軸方向およびy軸方向それぞれにおいて所定のエレメントピッチで連続的に繰り返し配置された構造となる。そして、このエレメント22で敷き詰められた一面が走査面21とされる。 The screen 20 is composed of a reflective screen formed by vapor-depositing aluminum or the like on the surface of a base material such as glass. A display image is formed on 21 . As shown in FIGS. 3A to 3C, the screen 20 has elements 22 each composed of a plurality of minute micromirrors arranged at equal intervals in the x-axis direction along the virtual reference plane and the y-axis direction perpendicular thereto. It is a micromirror array arranged in an array. That is, the structure is such that the elements 22 are continuously and repeatedly arranged at a predetermined element pitch in each of the x-axis direction and the y-axis direction. A surface covered with the elements 22 is used as a scanning surface 21 .

各エレメント22は、その表面が、凹面鏡30に向けてレーザ光を反射および回折させつつ、アイボックスに向けてレーザ光を拡げるよう湾曲する凸曲面で構成されている。図3Cに示すように、各エレメント22の上面形状は四角形とされており、本実施形態では、各エレメント22は、x軸方向のエレメントピッチに相当する長さLxとy軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyを等しくした正方形とされている。エレメント22のうちの少なくとも長さLyについては、スキャンピッチ、つまり走査周期の1周期分におけるy軸方向でのレーザ光の移動量との関係から決められている。スキャンピッチをPsとすると、長さLyは、例えば、0.05Ps≦Ly≦0.95Ps、1.05Ps≦Ly≦1.95Ps、2.05Ps≦Ly≦2.95というように、スキャンピッチPsの整数倍と異なる値に設定される。さらに、隣り合うエレメント22で反射したレーザ光が相互に重なり合って干渉する干渉ノイズも考慮して、長さLyや長さLxをレーザ光のビーム径Rb以上にすると好ましい。 Each element 22 has a convex curved surface that reflects and diffracts the laser light toward the concave mirror 30 while expanding the laser light toward the eyebox. As shown in FIG. 3C, each element 22 has a rectangular upper surface shape. In this embodiment, each element 22 has a length Lx corresponding to the element pitch in the x-axis direction and an element pitch in the y-axis direction. They are squares with the corresponding lengths Ly equal. At least the length Ly of the element 22 is determined from the scan pitch, that is, the relationship with the amount of movement of the laser light in the y-axis direction in one scan period. Assuming that the scan pitch is Ps, the length Ly is, for example, 0.05Ps≦Ly≦0.95Ps, 1.05Ps≦Ly≦1.95Ps, and 2.05Ps≦Ly≦2.95. is set to a value different from an integer multiple of . Furthermore, in consideration of interference noise in which the laser beams reflected by the adjacent elements 22 overlap and interfere with each other, it is preferable to set the length Ly and the length Lx to be equal to or larger than the beam diameter Rb of the laser beam.

なお、上記したように、MEMSミラー部14からの光が走査面21に照射されるが、照射される際のレーザ光のビーム径Rb、換言すればレーザ光の直径は、例えば100μm程度とされる。ビーム径は、図4に示すように、レーザ光の中心位置の強度を1としたときに、強度が1/e以上となる領域までの範囲として規定している。 As described above, the scanning surface 21 is irradiated with light from the MEMS mirror section 14, and the beam diameter Rb of the laser light upon irradiation, in other words, the diameter of the laser light, is set to about 100 μm, for example. be. As shown in FIG. 4, the beam diameter is defined as a range up to a region where the intensity is 1/e 2 or more when the intensity at the central position of the laser beam is 1.

このため、例えば、スキャンピッチPsを50μmとする場合、エレメント22のy軸方向の長さLyを100+αμmとなる102.5μm以上などとしている。 Therefore, for example, when the scan pitch Ps is 50 μm, the length Ly of the element 22 in the y-axis direction is set to 102.5 μm or more, which is 100+α μm.

凹面鏡30は、図1に示すように、例えばスクリーン20の水平方向に配置され、スクリーン20の走査面21によって反射されたレーザ光をウィンドシールド2の投影面3に向けて反射させる反射面を有している。凹面鏡30は、中央部分が凹む凹面を有し、凹面が反射面とされていると共に、スクリーン20側に向けられて配置されている。 The concave mirror 30 is arranged, for example, in the horizontal direction of the screen 20 as shown in FIG. doing. The concave mirror 30 has a concave surface with a concave central portion, the concave surface serves as a reflecting surface, and is arranged facing the screen 20 side.

以上のようにして、ヘッドアップディスプレイ装置100が構成されている。次に、ヘッドアップディスプレイ装置100の動作およびモアレの抑制効果について説明する。 The head-up display device 100 is configured as described above. Next, the operation of the head-up display device 100 and the effect of suppressing moire will be described.

上記したように、コントローラ11からの制御信号に基づいて、光源部12の3つのレーザ投射部12a~12cより適宜レーザ光が投射され、それがコリメートレンズ13a~13c等を経て、集光レンズ13gに入射されて集光される。さらに、コントローラ11からの駆動信号に基づいて、第1スキャナ14aおよび第2スキャナ14bが回転変位させられ、集光レンズ13gからのレーザ光の方向が、図2に示す走査線SLのように走査される。これにより、スクリーン20の走査面21に投射された光が結像されて表示画像が形成される。具体的には、投射されるレーザ光による点状の発光の走査により、点状の発光を一つの画素として組み立てられ結像されることで、スクリーン20の走査面21に表示画像が描画される。そして、このスクリーン20に描画された表示画像が、凹面鏡30で反射されて投影面3に投影される。したがって、ドライバに表示画像の虚像を視認させることが可能となり、ヘッドアップディスプレイ装置100による情報の提供が可能となる。 As described above, based on the control signal from the controller 11, the laser beams are appropriately projected from the three laser projection units 12a to 12c of the light source unit 12. The laser beams pass through the collimator lenses 13a to 13c and the like, and then the condenser lens 13g. and condensed. Further, based on the drive signal from the controller 11, the first scanner 14a and the second scanner 14b are rotationally displaced, and the direction of the laser light from the condenser lens 13g is scanned like the scanning line SL shown in FIG. be done. As a result, the light projected onto the scanning surface 21 of the screen 20 is imaged to form a display image. Specifically, a display image is drawn on the scanning surface 21 of the screen 20 by assembling and forming an image of the point-like light emission as one pixel by scanning the point-like light emission by the projected laser light. . A display image drawn on the screen 20 is reflected by a concave mirror 30 and projected onto the projection plane 3 . Therefore, it is possible for the driver to visually recognize the virtual image of the display image, and information can be provided by the head-up display device 100 .

このようにして表示画像による情報の提供を行うにあたり、モアレが抑制できるように、走査線軌跡同士の間隔となる走査線間隔とエレメント22の配置間隔であるエレメントピッチとを設定している。これについて、図5、図6および図7を参照して説明する。 In providing information by means of a display image in this manner, the scanning line interval, which is the interval between the scanning line loci, and the element pitch, which is the arrangement interval of the elements 22, are set so as to suppress moire. This will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG.

図5は、走査面21上における走査線軌跡や走査線間隔をxy座標で表した図である。図6には、図5の走査線軌跡を用いて走査線間隔についての説明を示してある。図7は、x軸方向において走査線軌跡の中央位置である走査中央からの距離と走査線間隔の変化との関係を示している。 FIG. 5 is a diagram showing scanning line trajectories and scanning line intervals on the scanning surface 21 by xy coordinates. FIG. 6 illustrates the scanning line spacing using the scanning line trajectory of FIG. FIG. 7 shows the relationship between the distance from the scanning center, which is the central position of the scanning line trajectory in the x-axis direction, and the change in the scanning line interval.

図5に示されるように、走査線SLは、x軸方向において往復動しながら、一定の移動量、換言すれば一定の移動速度でy軸方向に移動するという走査線軌跡を辿る。ここで、図6に示すように、走査周期の1周期分を基本周期とし、基本周期中において隣り合う走査線軌跡同士の走査線間隔を基本周期間隔W1という。 As shown in FIG. 5, the scanning line SL traces a scanning line trajectory in which it moves in the y-axis direction at a constant moving amount, in other words, at a constant moving speed while reciprocating in the x-axis direction. Here, as shown in FIG. 6, one scanning period is defined as a basic period, and the scanning line interval between adjacent scanning line trajectories in the basic period is called a basic period interval W1.

図7中において、線L1a、L1bが走査中央からの距離に対する基本周期間隔W1の変化を表している。例えば、図6の点Aからx軸方向における左側の走査端(以下、左端という)を経由した後、走査中央の点Bに至り、さらに右側の走査端(以下、右端という)を経由して再び走査中央の点Cに至る基本周期を想定する。 In FIG. 7, lines L1a and L1b represent changes in the basic period interval W1 with respect to the distance from the scanning center. For example, after passing through the left scanning end (hereinafter referred to as the left end) in the x-axis direction from point A in FIG. Assume again the fundamental period leading to point C in the middle of the scan.

その場合、走査中央の点Aと点Bの間隔は、スキャンピッチPsの半分のPs/2となる。そして、点Aから左端の点Dに至ったときに、基本周期間隔W1は、左端の点Dと前の基本周期における左端の点Eとの間の距離となる。このため、A点から点Dに至るまでの間においては、基本周期間隔W1は、Ps/2から徐々に増加していき、左端においてPsになる。同様に、点Bから点Fについても同様であり、Ps/2から徐々に増加していき、右端においてPsになる。このため、これらの間における基本周期間隔W1の変化は図7中の軌跡L1aで示される。 In that case, the interval between point A and point B at the center of scanning is Ps/2, which is half the scanning pitch Ps. Then, when reaching the leftmost point D from the point A, the fundamental period interval W1 is the distance between the leftmost point D and the leftmost point E in the previous fundamental period. Therefore, from point A to point D, the basic period interval W1 gradually increases from Ps/2, reaching Ps at the left end. Similarly, from point B to point F, it gradually increases from Ps/2 and reaches Ps at the right end. Therefore, the change in the basic period interval W1 between them is indicated by the locus L1a in FIG.

しかしながら、基本周期間隔W1は点Dから点Bに至る間および点Fから点Cに至る間では、上記のように徐々に増加するという変化にならない。これについて、右端の点Fから点Cに至る迄の間における基本周期間隔W1の変化で見てみると、このときの基本周期間隔W1は、点Bから点Fに至る迄の走査線軌跡と点Fから点Cに至る迄の走査線軌跡との間隔となる。したがって、点Fでは、基本周期間隔は0となり、点Fから点Cに至る迄に徐々に増えてPs/2となる。このため、これらの間における基本周期間隔W1の変化は図7中の軌跡L1bで示されることになる。 However, the basic periodic interval W1 does not gradually increase from the point D to the point B and from the point F to the point C as described above. Regarding this, looking at the change in the basic period interval W1 from point F on the right end to point C, the basic period interval W1 at this time corresponds to the scanning line locus from point B to point F. It is the distance from the scanning line trajectory from point F to point C. Therefore, at point F, the fundamental period interval is 0, and from point F to point C it gradually increases to Ps/2. Therefore, the change in the basic period interval W1 between them is indicated by the locus L1b in FIG.

また、基本周期のみでなく、2倍周期や3倍周期さらには4倍周期などの逓倍周期の走査線間隔の軌跡は、以下のようになる。 In addition to the basic period, the loci of the scanning line intervals of the multiplied period such as the double period, the triple period, and the quadruple period are as follows.

2倍周期における走査線間隔(以下、2倍周期間隔という)ついては、例えば点Aから左端の点Dに至るまでの走査線軌跡と、次の周期の点Cから更に左端の点Gに至る迄の走査線軌跡との走査線間隔というように、1つ離れた走査線軌跡同士の間隔となる。点Aから点Dに至る迄の走査線軌跡と点Cから点Gに至る迄の走査線軌跡は、y軸方向に一定距離移動しているものの同じ軌跡となることから、2倍周期間隔はPsで一定となる。このため、2倍周期間隔の変化は無く、図7中の軌跡L2で示されるようにPsで一定値になる。 Regarding the scanning line interval in the double period (hereinafter referred to as the double period interval), for example, the scanning line trajectory from point A to the leftmost point D, and the scanning line locus from point C to the leftmost point G in the next period. This is the interval between the scanning line trajectories that are one apart, such as the scanning line spacing between the scanning line trajectories of . The scanning line trajectory from point A to point D and the scanning line trajectory from point C to point G move a certain distance in the y-axis direction but are the same trajectory. becomes constant at Ps. Therefore, there is no change in the double period interval, and Ps becomes a constant value as indicated by locus L2 in FIG.

3倍周期における走査線間隔(以下、3倍周期間隔という)ついては、例えば点Aから左端の点Dに至るまでの走査線軌跡と点Gから更に走査中央の点Hに至る迄の走査線軌跡との走査線間隔のように、2つ離れた走査線軌跡同士の間隔となる。この3倍周期間隔は、基本周期間隔W1に対してPs加算した値となる。このため、3倍周期間隔の変化は、図7中の軌跡L3a、L3bで示されることになる。 As for the scanning line interval in the triple period (hereinafter referred to as "triple period interval"), for example, the scanning line trajectory from point A to point D at the left end and the scanning line trajectory from point G to point H at the center of scanning. It is the interval between the scanning line trajectories that are two apart, such as the scanning line interval between . This triple period interval is a value obtained by adding Ps to the basic period interval W1. Therefore, changes in the triple period interval are indicated by loci L3a and L3b in FIG.

さらに、4倍周期における走査線間隔(以下、4倍周期間隔という)ついては、例えば点Aから左端の点Dに至るまでの走査線軌跡と、2つ後の周期の点Jから左端の点Kに至る迄の走査線軌跡との走査線間隔というように、3つ離れた走査線軌跡同士の間隔となる。点Aから点Dに至る迄の走査線軌跡と点Jから点Kに至る迄の走査線軌跡は、y軸方向に一定距離移動しているものの同じ軌跡となることから、4倍周期間隔は2Psで一定となる。このため、4倍周期間隔の変化はなく、図7中の軌跡L4で示されるように2Psで一定値になる。 Furthermore, the scanning line interval in the quadruple cycle (hereinafter referred to as the quadruple cycle interval) is, for example, the scanning line locus from point A to the leftmost point D, and the scanning line locus from the point J in the second cycle to the leftmost point K. This is the interval between the scanning line trajectories that are three away from each other, such as the scanning line spacing between the scanning line trajectories up to . The scanning line trajectory from point A to point D and the scanning line trajectory from point J to point K move a certain distance in the y-axis direction but are the same trajectory. It becomes constant at 2Ps. Therefore, the quadruple period interval does not change, and becomes a constant value at 2Ps as indicated by locus L4 in FIG.

ここで、特許文献1に示される従来技術のように、x軸方向において走査中央から離れるほどy軸方向でのマイクロレンズアレイのレンズピッチが大きくなるようにした場合、そのピッチの変化は曲線Ljで示される。この曲線Ljは、基本周期間隔の変化を示す軌跡L1aから離れたものになる。しかしながら、基本周期間隔以外となる2倍周期間隔や3倍周期間隔の変化を示す軌跡L2、L3bのいずれにも重なった状態になる。 Here, when the lens pitch of the microlens array in the y-axis direction increases as the distance from the scanning center in the x-axis direction increases, as in the prior art disclosed in Patent Document 1, the change in the pitch is represented by the curve Lj is indicated by This curve Lj is distant from the trajectory L1a indicating the change in the fundamental period interval. However, it overlaps with both the trajectories L2 and L3b indicating changes in the double periodic interval and the triple periodic interval, which are other than the basic periodic interval.

このような状態では、基本周期間隔における軌跡L1aを考慮しているものの、2倍周期などの逓倍周期の走査線間隔の軌跡については考慮していないことになり、モアレを抑制する効果を適切に奏することができない。 In such a state, although the trajectory L1a in the basic period interval is taken into consideration, the trajectory of the scanning line interval in the multiplied period such as the double period is not taken into consideration, and the effect of suppressing the moire is appropriately obtained. cannot play.

これに対して、本実施形態では、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyをスキャンピッチPsの整数倍と異なる値としている。このため、図7において、長さLyを130μmとした場合を一例として示したように、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyを示す直線が軌跡L1a、L1b、L2、L3a、L3b、L4と1度しか交差しない。これにより、モアレを抑制する効果を適切に奏することが可能になっている。 In contrast, in the present embodiment, the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, is set to a value different from an integer multiple of the scan pitch Ps. For this reason, as shown in FIG. 7 as an example in which the length Ly is 130 μm, straight lines indicating the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, are traces L1a, L1b, L2, L3a, L3b, and L4. only intersect once. As a result, it is possible to appropriately exhibit the effect of suppressing moire.

本発明者らが、実験等に基づいてモアレを抑制する効果が得られる範囲について鋭意検討を行った結果、モアレを抑制するには、基本周期間隔の変化の軌跡L1a、L1bのみでなく、逓倍周期の走査線間隔の軌跡を考慮する必要があることが判った。ただし、基本周期間隔の変化の軌跡L1a、L1bや逓倍周期の走査線間隔の軌跡とまったく交差しないことまでは必要とされず、1度交差することは許容され、少なくとも人の肉眼で視認できる範囲においては、モアレを抑制する効果が得られることを確認した。 The present inventors conducted intensive studies based on experiments and the like on the range in which the effect of suppressing moiré can be obtained. It was found necessary to consider the trajectory of the periodic scan line spacing. However, it is not necessary to not intersect the trajectories L1a and L1b of the change in the basic period interval and the trajectory of the scanning line interval of the multiplication period at all, and it is allowed to intersect once, and at least within a range visible to the naked eye. , it was confirmed that an effect of suppressing moire was obtained.

したがって、本実施形態では、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyをスキャンピッチPsの整数倍と異なる値とし、長さLyを示す直線が軌跡L1a、L1b、L2、L3a、L3b、L4と1度しか交差しないようにしている。このようにすることで、モアレを適切に抑制することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, is set to a value different from an integral multiple of the scan pitch Ps, and the straight lines indicating the length Ly are loci L1a, L1b, L2, L3a, L3b, and L4. I try to cross only once. By doing so, it is possible to appropriately suppress moire.

なお、モアレを抑制する効果を適切に奏するためには、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyをスキャンピッチPsの整数倍と異なる値とすれば良い。ただし、実験等に基づけば、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyがスキャンピッチPsの整数倍と異なる値であっても、その値に近い場合に、若干モアレが発生することがあることを確認している。 In order to obtain the effect of suppressing moiré appropriately, the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, should be set to a value different from an integral multiple of the scan pitch Ps. However, based on experiments and the like, even if the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, is a value different from an integral multiple of the scan pitch Ps, if the value is close to that value, moire may occur slightly. is confirmed.

これは、モアレを形成する光が眼の瞳孔に入るためと考えられる。その影響を調べたところ、軌跡L1a、L1b、L2、L3a、L3b、L4に対して、所定値を加減算した範囲、例えば±2.5μm程度の範囲の領域に長さLyを示す線が重なる場合に、若干モアレが発生し得ることが判った。したがって、上記したように、スキャンピッチPsの整数倍±2.5μmの範囲の領域に長さLyを示す線が重ならないようにすると良い。 This is believed to be due to the light that forms the moiré entering the pupil of the eye. As a result of examining the influence, when the line indicating the length Ly overlaps a range obtained by adding or subtracting a predetermined value to or from the trajectories L1a, L1b, L2, L3a, L3b, and L4, for example, a range of about ±2.5 μm However, it has been found that some moiré may occur. Therefore, as described above, it is preferable that the line indicating the length Ly does not overlap the area within the range of ±2.5 μm, which is an integral multiple of the scan pitch Ps.

ここで、上記した数値範囲は、モアレを形成する光が眼の瞳孔に入る範囲を規定したものである。以下、数値の一例を挙げて、上記した数値範囲となる理由について説明するが、
ここで説明する数値は、すべて一例を示しているに過ぎず、ヘッドアップディスプレイ装置100の各部の寸法などに応じて異なった値になり得る。
Here, the numerical range described above defines the range in which the light forming the moire enters the pupil of the eye. Hereinafter, an example of numerical values will be given to explain the reasons for the numerical ranges described above.
Numerical values described here are merely examples, and may vary depending on the dimensions of each part of the head-up display device 100 and the like.

図8(a)は、例えば上下方向におけるアイボックスサイズが140mmに設定され、エレメント22の長さLyを100μmとした場合の関係を示している。図8に示すように、1つ1つのエレメント22の長さLyとアイボックスサイズとが対応する関係を有している。 FIG. 8(a) shows the relationship when, for example, the eyebox size in the vertical direction is set to 140 mm and the length Ly of the element 22 is set to 100 μm. As shown in FIG. 8, there is a corresponding relationship between the length Ly of each element 22 and the eyebox size.

図8(b)に示す瞳孔サイズは、人間では最低2mm、最大でも6~7mmとなっている。モアレを形成する光は瞳孔内に入る光のみ影響することに鑑みて、瞳孔サイズからモアレの影響を受け得る範囲を想定することができる。具体的には、瞳孔サイズの最大を7mmとすると、アイボックス上における7mmは、図8(c)に示すようにスクリーン20上における5μmと対応する。したがって、スキャンピンチPsを中心とする5μmの範囲がモアレの影響を受け得る範囲と考えられる。このため、スキャンピッチPsが50μmである場合、2.05Ps≦Ly≦2.95のように、スキャンピッチPsの整数倍±5%を外した範囲として表されることになる。 The pupil size shown in FIG. 8B is 2 mm at minimum and 6 to 7 mm at maximum in humans. Considering that light that forms moire affects only light that enters the pupil, it is possible to assume a range that can be affected by moire from the size of the pupil. Specifically, if the maximum pupil size is 7 mm, 7 mm on the eyebox corresponds to 5 μm on the screen 20 as shown in FIG. 8(c). Therefore, the range of 5 μm around the scan pinch Ps is considered to be the range that can be affected by moire. Therefore, when the scan pitch Ps is 50 μm, the range is expressed as 2.05Ps≦Ly≦2.95, excluding an integral multiple of the scan pitch Ps ±5%.

なお、ここでは瞳孔サイズを最大に見込んだ場合に、モアレの影響を受け得る範囲を見込んだが、瞳孔サイズとして見込む大きさを変える場合、その範囲を小さく見込むこともできる。 Here, when the pupil size is assumed to be the maximum, the range that may be affected by moiré is assumed. However, when the size assumed as the pupil size is changed, the range can be assumed to be small.

また、ここでは上下方向におけるアイボックスサイズを140mm、エレメント22の長さLyを100μmとし、瞳孔サイズを7mとした場合に、5μmの範囲でモアレの影響を受け得るとしている。しかしながら、これらの数値は一例を示しているに過ぎない。すなわち、上下方向におけるアイボックスサイズやエレメント22の長さLyおよび瞳孔サイズとして見込む大きさに応じて、モアレの影響を受け得る範囲を設定できる。 Also, here, if the eyebox size in the vertical direction is 140 mm, the length Ly of the element 22 is 100 μm, and the pupil size is 7 m, moire can be affected in the range of 5 μm. However, these numerical values only show an example. That is, the range that can be affected by moire can be set according to the size of the eyebox in the vertical direction, the length Ly of the element 22, and the expected size of the pupil.

例えば、上下方向におけるアイボックスサイズをLbox、瞳孔サイズとして見込むアイボックスの一部を切り出したサイズをLeye、切り出したサイズLeyeと対応するエレメント22の一部のサイズをLsとする。その場合、エレメント22の長さサイズLyを用いて、数式1が成り立つ。 For example, let L box be the eyebox size in the vertical direction, L eye be the size obtained by cutting out a part of the eye box expected as the pupil size, and Ls be the size of the part of the element 22 corresponding to the cut out size L eye . In that case, using the length size Ly of the element 22, Equation 1 holds.

(数1)
box:Leye=Ly:Ls
(Number 1)
L box : L eye = Ly: Ls

この数式より、Ls=Leye・Ly/Lboxが導出される。このため、瞳孔サイズとして見込むサイズに応じてLsの範囲を決めることができる。例えば、瞳孔サイズの最小値をLeye(min)、最大値をLeye(max)とすると、瞳孔サイズと対応するエレメント22の一部のサイズLsは、数式2で表される。 From this formula, Ls=L eye ·Ly/L box is derived. Therefore, the range of Ls can be determined according to the expected pupil size. For example, assuming that the minimum pupil size is L eye(min) and the maximum pupil size is L eye(max) , the size Ls of the part of the element 22 corresponding to the pupil size is expressed by Equation (2).

(数2)
eye(min)・Ly/Lbox≦ Ls ≦ Leye(max)・Ly/Lbox
(Number 2)
L eye (min) · Ly / L box ≤ Ls ≤ L eye (max) · Ly / L box

したがって、上記数式2で示される範囲内の任意の所定値をモアレの影響を受け得る範囲の幅として設定し、スキャンピンチPsの整数倍を中心としてその幅分の範囲を外して長さLyを設計することで、モアレの影響を抑制することが可能となる。 Therefore, an arbitrary predetermined value within the range shown by the above formula 2 is set as the width of the range that can be affected by moire, and the length Ly is set around the integral multiple of the scan pinch Ps, excluding the range corresponding to that width. By designing, it becomes possible to suppress the influence of moire.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the claims.

例えば、上記実施形態では、y軸方向のエレメントピッチとなる長さLyを一定値とする場合を例に挙げて説明したが、走査中央から離れるほど長さLyが大きくもしくは小さくなるように変化させても良い。その場合でも、長さLyを示す線が軌跡L1a、L1b、L2、L3a、L3b、L4と1度しか交差しないようにすれば、モアレを抑制する効果を好適に奏することができる。 For example, in the above embodiment, the case where the length Ly, which is the element pitch in the y-axis direction, is set to a constant value has been described as an example. can be Even in that case, if the line indicating the length Ly intersects the trajectories L1a, L1b, L2, L3a, L3b, and L4 only once, the effect of suppressing moiré can be preferably achieved.

また、上記実施形態では、スクリーン20を構成するエレメント22が四角形とされる場合を例に挙げて説明したが、四角形に限らず、円形、六角形など多角形のように、他の形状で構成されていても良い。 In the above-described embodiment, the element 22 forming the screen 20 has been described as having a rectangular shape. It's okay to be.

また、上記実施形態では、スクリーン20を反射型スクリーンで構成する場合について説明したが、エレメント22としてレンズがアレイ状に配置されたマイクロレンズアレイにて構成される透過型スクリーンで構成されていても良い。その場合、スクリーン20にてレーザ光を透過し、その透過した光を用いて表示画像の表示を行う形態のヘッドアップディスプレイ装置とすれば良い。 In the above-described embodiment, the case where the screen 20 is configured with a reflective screen has been described. good. In that case, the head-up display device may be configured such that the laser light is transmitted through the screen 20 and the transmitted light is used to display the display image.

10 レーザスキャナ
20 スクリーン
21 走査面
22 エレメント
100 ヘッドアップディスプレイ装置
REFERENCE SIGNS LIST 10 laser scanner 20 screen 21 scanning surface 22 element 100 head-up display device

Claims (5)

表示画像の表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示画像を形成するレーザ光を出力するレーザスキャナ(10)と、
前記レーザスキャナから出力される前記レーザ光を反射もしくは透過させる複数のエレメント(22)がアレイ状に配置されたスクリーン(20)と、を有し、
前記スクリーンは、
該スクリーンにおける走査面(21)上における一方向をx軸方向、該x軸方向に対して垂直な方向をy軸方向として、前記レーザスキャナにて前記レーザ光が前記x軸方向に往復動させられつつ、前記y軸方向に一定の移動量で移動させられる走査線軌跡で走査されると、前記走査面上に前記表示画像を結像し、
前記レーザ光の走査周期の1周期分における前記y軸方向での前記レーザ光の移動量をスキャンピッチPsとして、前記複数のエレメントにおける前記y軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍と異なる値に設定され、かつ前記x軸方向において一定であり、
前記長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍に対して所定値を加減算した範囲と異なる値に設定されている、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
A head-up display device for displaying a display image,
a laser scanner (10) that outputs a laser beam that forms the display image;
a screen (20) in which a plurality of elements (22) for reflecting or transmitting the laser beam output from the laser scanner are arranged in an array;
The screen is
The laser beam is caused to reciprocate in the x-axis direction by the laser scanner, with one direction on the scanning surface (21) of the screen as the x-axis direction and the direction perpendicular to the x-axis direction as the y-axis direction. forming the display image on the scanning plane when scanned with a scanning line trajectory that is moved by a constant movement amount in the y-axis direction while being moved;
Assuming that the amount of movement of the laser light in the y-axis direction in one scanning cycle of the laser light is a scan pitch Ps, the length Ly corresponding to the element pitch in the y-axis direction in the plurality of elements is the scanning pitch. is set to a value different from an integral multiple of the pitch Ps and is constant in the x-axis direction;
2. The head-up display device according to claim 1, wherein said length Ly is set to a value different from a range obtained by adding or subtracting a predetermined value to an integral multiple of said scan pitch Ps.
表示画像の表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示画像を形成するレーザ光を出力するレーザスキャナ(10)と、
前記レーザスキャナから出力される前記レーザ光を反射もしくは透過させる複数のエレメント(22)がアレイ状に配置されたスクリーン(20)と、を有し、
前記スクリーンは、
該スクリーンにおける走査面(21)上における一方向をx軸方向、該x軸方向に対して垂直な方向をy軸方向として、前記レーザスキャナにて前記レーザ光が前記x軸方向に往復動させられつつ、前記y軸方向に一定の移動量で移動させられる走査線軌跡で走査されると、前記走査面上に前記表示画像を結像し、
前記レーザ光の走査周期の1周期分における前記y軸方向での前記レーザ光の移動量をスキャンピッチPsとして、前記複数のエレメントにおける前記y軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍と異なる値に設定され、かつ前記x軸方向において一定であり、
前記長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍を中心とした5μmの範囲と異なる値に設定されている、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
A head-up display device for displaying a display image,
a laser scanner (10) that outputs a laser beam that forms the display image;
a screen (20) in which a plurality of elements (22) for reflecting or transmitting the laser beam output from the laser scanner are arranged in an array;
The screen is
The laser beam is caused to reciprocate in the x-axis direction by the laser scanner, with one direction on the scanning surface (21) of the screen as the x-axis direction and the direction perpendicular to the x-axis direction as the y-axis direction. forming the display image on the scanning plane when scanned with a scanning line trajectory that is moved by a constant movement amount in the y-axis direction while being moved;
Assuming that the amount of movement of the laser light in the y-axis direction in one scanning cycle of the laser light is a scan pitch Ps, the length Ly corresponding to the element pitch in the y-axis direction in the plurality of elements is the scanning pitch. is set to a value different from an integral multiple of the pitch Ps and is constant in the x-axis direction;
2. The head-up display device according to claim 1, wherein said length Ly is set to a value different from a range of 5 [mu]m centered on integral multiples of said scan pitch Ps.
表示画像の表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示画像を形成するレーザ光を出力するレーザスキャナ(10)と、
前記レーザスキャナから出力される前記レーザ光を反射もしくは透過させる複数のエレメント(22)がアレイ状に配置されたスクリーン(20)と、を有し、
前記スクリーンは、
該スクリーンにおける走査面(21)上における一方向をx軸方向、該x軸方向に対して垂直な方向をy軸方向として、前記レーザスキャナにて前記レーザ光が前記x軸方向に往復動させられつつ、前記y軸方向に一定の移動量で移動させられる走査線軌跡で走査されると、前記走査面上に前記表示画像を結像し、
前記レーザ光の走査周期の1周期分における前記y軸方向での前記レーザ光の移動量をスキャンピッチPsとして、前記複数のエレメントにおける前記y軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍と異なる値に設定され、かつ前記x軸方向において一定であり
前記長さLyが前記スキャンピッチPsの整数倍を中心とした所定範囲と異なる値に設定されている、ヘッドアップディスプレイ装置。
A head-up display device for displaying a display image,
a laser scanner (10) that outputs a laser beam that forms the display image;
a screen (20) in which a plurality of elements (22) for reflecting or transmitting the laser beam output from the laser scanner are arranged in an array;
The screen is
The laser beam is caused to reciprocate in the x-axis direction by the laser scanner, with one direction on the scanning surface (21) of the screen as the x-axis direction and the direction perpendicular to the x-axis direction as the y-axis direction. forming the display image on the scanning plane when scanned with a scanning line trajectory that is moved by a constant movement amount in the y-axis direction while being moved;
Assuming that the amount of movement of the laser light in the y-axis direction in one scanning cycle of the laser light is a scan pitch Ps, the length Ly corresponding to the element pitch in the y-axis direction in the plurality of elements is the scanning pitch. is set to a value different from an integral multiple of the pitch Ps and is constant in the x-axis direction ;
The head-up display device, wherein the length Ly is set to a value different from a predetermined range centered on integral multiples of the scan pitch Ps.
ドライバの目(5)の位置として規定される長方形状の領域となるアイボックスの上下方向でのサイズをL box 、前記目の瞳孔サイズの最小値と最大値をそれぞれLeye(min)とLeye(max)、前記スクリーン上における前記瞳孔サイズと対応するサイズをLsとして、
eye(min)・Ly/Lbox≦ Ls ≦ Leye(max)・Ly/Lboxを満たす範囲内の任意の数値の前記サイズLsを前記所定範囲の幅として、前記長さLyが前記幅で設定される前記所定範囲と異なる値に設定されている、請求項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
L box is the vertical size of the eye box, which is a rectangular area defined as the position of the driver's eye (5), and L eye (min) and L are the minimum and maximum pupil sizes of the eyes, respectively. eye(max) , Ls being the size corresponding to the pupil size on the screen,
L eye (min) · Ly / L box ≤ Ls ≤ L eye (max) · Ly / L box As the width of the predetermined range, the length Ly is the width 4. The head-up display device according to claim 3 , which is set to a value different from the predetermined range set by .
前記エレメントは湾曲する凸曲面とされており、上面形状が四角形となっていて、
前記y軸方向のエレメントピッチに相当する長さLyは、前記エレメントを構成する四角形のうちの前記y軸方向の長さである、請求項1ないしのいずれか1つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
The element has a curved convex surface, and has a rectangular upper surface shape,
5. The head-up display according to any one of claims 1 to 4 , wherein the length Ly corresponding to the element pitch in the y-axis direction is the length in the y-axis direction of the quadrangles forming the elements. Device.
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