WO2012117497A1 - 表示装置 - Google Patents

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mirror
reflection mirror
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柳澤　琢麿
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パイオニア株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for displaying information.
  • Patent Document 1 discloses a display device that uses a retroreflective material as a screen and allows an observer (user) to observe an image from the convergence position of an optical path from a projection device that projects the screen.
  • Patent Document 2 discloses a display device in which light sources are provided in a pair of left and right.
  • Patent Document 3 discloses a display device in which a display image of one image display means is observed with both eyes, and a light source is arranged in a parallel arrangement direction of a half mirror and a total reflection mirror. .
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its main object to provide a display device capable of visually recognizing an image with both eyes using a single light source.
  • a light source that emits light constituting a display image, first and second reflection mirrors on which the light is incident, and light reflected by the first reflection mirror on one side of an observer.
  • a first optical distance between the third reflecting mirror that guides the eye, the fourth reflecting mirror that guides the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer, and the first and third reflecting mirrors A third reflecting mirror moving mechanism capable of changing the second reflecting mirror, a fourth reflecting mirror moving mechanism capable of changing a second optical distance between the second reflecting mirror and the fourth reflecting mirror, the first optical distance, and the second optical distance.
  • a light source moving mechanism capable of moving the light source so that an optical distance from the light source to the third reflecting mirror and an optical distance from the light source to the fourth reflecting mirror are maintained before and after a change in distance; It is characterized by providing.
  • a light source that emits light constituting a display image, first and second reflection mirrors on which the light is incident, and light reflected by the first reflection mirror on one side of an observer.
  • the invention according to claim 9 is a head-up display mounted on a vehicle, wherein a light source that emits light constituting a display image, first and second reflecting mirrors on which the light respectively enters, and the first A third reflecting mirror for guiding light reflected by one reflecting mirror to one eye of the observer, a fourth reflecting mirror for guiding light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer, and the first A third reflecting mirror moving mechanism capable of changing a first optical distance between the reflecting mirror and the third reflecting mirror; and a fourth reflecting mirror moving capable of changing a second optical distance between the second reflecting mirror and the fourth reflecting mirror.
  • the optical distance from the light source to the third reflecting mirror and the optical distance from the light source to the fourth reflecting mirror are maintained before and after the mechanism and the change in the first optical distance and the second optical distance.
  • the light source can be moved to A light source moving mechanism, characterized in that it comprises a.
  • the invention according to claim 10 is a head-up display mounted on a vehicle, wherein a light source that emits light constituting a display image, first and second reflecting mirrors on which the light respectively enters, and the first A third reflecting mirror that guides the light reflected by the one reflecting mirror to one eye of the observer, and a fourth reflecting mirror that guides the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer;
  • the light source is disposed between the third and fourth reflection mirrors on the virtual light source position side by the optical path of light reflected by the third reflection mirror and the optical path of light reflected by the fourth reflection mirror. It is characterized by that.
  • FIG. 1st structural example It is an example of schematic structure of the display apparatus in a 1st structural example. It is a schematic block diagram of the position adjustment part illustrated from the direction of arrow Y.
  • A) shows the state of the display device when the eye point exists in the forward direction of the vehicle from the standard position.
  • B shows the state of the display device when the eye point exists in the rear direction of the vehicle from the standard position.
  • A) shows the state of the display device when the eye point exists in the forward direction of the vehicle from the standard position.
  • (B) shows the state of the display device when the eye point exists in the rear direction of the vehicle from the standard position.
  • FIG. 1 is a figure which shows schematic structure inside the housing of the light source part comprised by the half mirror system.
  • A is a figure which shows schematic structure inside the housing of the light source part comprised by the screen division system.
  • B is an example of the figure which projected the 1st reflective mirror and the 2nd reflective mirror from the direction of arrow Ya.
  • the structural example of the light source part which concerns on a comparative example is shown.
  • the change of a virtual light source position at the time of moving a 4th reflective mirror to the X-axis positive direction is shown.
  • (A) shows the state of the light source unit when the fourth reflecting mirror is rotated about the center of the fourth reflecting mirror.
  • FIG. (B) is a figure which shows the state of the light source part at the time of rotating a 4th reflective mirror centering
  • (A) is a figure which shows schematic structure inside the housing of the light source part which concerns on the modification 5.
  • FIG. (B) is an example of the figure which projected the 1st reflective mirror and the 2nd reflective mirror from the direction of arrow Ya.
  • a light source that emits light constituting a display image, first and second reflection mirrors on which the light is incident, and light reflected by the first reflection mirror is reflected by an observer.
  • a third reflecting mirror for guiding one eye, a fourth reflecting mirror for guiding the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer, and a first of the first reflecting mirror and the third reflecting mirror
  • a third reflecting mirror moving mechanism capable of changing an optical distance;
  • a fourth reflecting mirror moving mechanism capable of changing a second optical distance between the second reflecting mirror and the fourth reflecting mirror; the first optical distance;
  • Light source movement capable of moving the light source so that the optical distance from the light source to the third reflecting mirror and the optical distance from the light source to the fourth reflecting mirror are maintained before and after the change of the optical distance.
  • the display device includes a light source, a first reflecting mirror, a second reflecting mirror, a third reflecting mirror, a fourth reflecting mirror, a third reflecting mirror moving mechanism, a fourth reflecting mirror moving mechanism, and a light source.
  • the light source emits light constituting the display image. Light emitted from the light source is incident on the first reflection mirror and the second reflection mirror.
  • the third reflecting mirror guides the light reflected by the first reflecting mirror to one eye of the observer.
  • the fourth reflecting mirror guides the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer.
  • “leading” is not limited to the case where the light reflected by the third or fourth reflecting mirror directly reaches the observer's eyes, but the light reflected by the third or fourth reflecting mirror is further different.
  • the third reflecting mirror moving mechanism can change the first optical distance between the first reflecting mirror and the third reflecting mirror.
  • the fourth reflection mirror moving mechanism can change the second optical distance between the second reflection mirror and the fourth reflection mirror.
  • the light source moving mechanism is configured to maintain the optical distance from the light source to the third reflecting mirror and the optical distance from the light source to the fourth reflecting mirror before and after the change in the first optical distance and the second optical distance. Is movable.
  • the position of the eye box corresponding to each of both eyes can be adjusted to the distance between the left and right eyes of the observer.
  • care must be taken when an observer observes an image at the convergence position of the optical path using a retroreflecting member or the like.
  • the optical path length from the light source to the retroreflective member is automatically equal to the optical path length from the retroreflective member to the observer (eye box). Therefore, if the third reflection mirror and the fourth reflection mirror are moved in order to change the distance between the left and right eye boxes, the optical path length from the light source to the retro-reflective member changes. The distance to will also change.
  • the retroreflective member In order to change only the distance between the left and right eyeboxes without changing the positional relationship between the retroreflective member and the observer, the retroreflective member from the light source even if the third semi-reflective mirror and the fourth reflective mirror move. A mechanism that does not change the optical path length is required.
  • the light source moving mechanism moves the light source according to changes in the first optical distance and the second optical distance. Accordingly, the display device can suitably suppress the eyebox from shifting in the front-rear direction of the observer when adjusting the interval between the viewpoints at which the display image can be viewed.
  • a light source that emits light constituting a display image, first and second reflection mirrors on which the light is incident, and light reflected by the first reflection mirror are observed.
  • a third reflection mirror for guiding one eye of the person and a fourth reflection mirror for guiding the light reflected by the second reflection mirror to the other eye of the observer, and the light source includes the third and third light sources. Between the four reflecting mirrors, it is arranged on the virtual light source position side by the optical path of the light reflected by the third reflecting mirror and the optical path of the light reflected by the fourth reflecting mirror.
  • the third reflecting mirror and the fourth reflecting mirror are arranged. Even if the interval is narrow, the diffused light toward the observer is not blocked by the light source.
  • the first reflection mirror is a half mirror
  • the second reflection mirror reflects light transmitted through the first reflection mirror to the fourth reflection mirror.
  • the display device can make the display image visible with both eyes, similarly to the case where there are two light sources.
  • the first reflection mirror is partially incident on the light emitted from the light source, and the second reflection mirror is other than the portion of the light emitted from the light source. Light enters. Also according to this aspect, the display device can preferably make the display image visible with both eyes.
  • the third reflection mirror and / or the fourth reflection mirror changes a convergence angle that two eyes visually recognize by rotating around a predetermined reference point, and the light source Is movable in a direction perpendicular to the direction in which the first reflection mirror and the third reflection mirror are arranged and approaching or separating from the first reflection mirror and the second reflection mirror.
  • the display device can adjust the convergence angle and suppress the displacement of the eyebox.
  • the light source moves based on a movement amount of the third reflection mirror or / and the fourth reflection mirror
  • the reference points are the third and fourth, respectively.
  • the convergence point of the light reflected by the third and fourth reflection mirrors does not change when the light source moves due to the rotation of the reflection mirror.
  • the reference point described above is determined in advance based on, for example, experiments. Thereby, the display device can suppress the position of the eyebox from shifting when the convergence angle is adjusted.
  • the first reflection mirror is configured to emit light emitted from the light source in a direction in which the first reflection mirror and the third reflection mirror are arranged and a light emission direction of the light source.
  • the vertical direction is taken as the vertical axis
  • one of the light beams divided vertically is incident, and light other than the one of the light beams emitted from the light source is incident on the second reflection mirror.
  • the first reflection mirror has one light when the light emitted from the light source is divided into left and right with the horizontal axis being the direction in which the first reflection mirror and the third reflection mirror are aligned. Incident light and light other than the one of the light emitted from the light source is incident on the second reflecting mirror.
  • the display device can make the display image visible with both eyes, similarly to the case where there are two light sources.
  • a head-up display mounted on a vehicle, a light source that emits light constituting a display image, first and second reflecting mirrors on which the light is respectively incident, A third reflecting mirror for guiding the light reflected by the first reflecting mirror to one eye of the observer; a fourth reflecting mirror for guiding the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer; A third reflecting mirror moving mechanism capable of changing a first optical distance between the first reflecting mirror and the third reflecting mirror; and a fourth reflection capable of changing a second optical distance between the second reflecting mirror and the fourth reflecting mirror.
  • the optical distance from the light source to the third reflecting mirror and the optical distance from the light source to the fourth reflecting mirror before and after the change of the mirror moving mechanism and the first optical distance and the second optical distance.
  • the light source to be maintained And a light source moving mechanism capable of moving.
  • the head-up display is mounted on a vehicle and includes a light source, a first reflecting mirror, a second reflecting mirror, a third reflecting mirror, and a fourth reflecting mirror.
  • the light source emits light constituting the display image.
  • Light emitted from the light source enters the first reflection mirror and the second reflection mirror.
  • the third reflecting mirror guides the light reflected by the first reflecting mirror to one eye of the observer.
  • the fourth reflecting mirror guides the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer.
  • a head-up display mounted on a vehicle, a light source that emits light constituting a display image, first and second reflecting mirrors on which the light is respectively incident, A third reflecting mirror for guiding the light reflected by the first reflecting mirror to one eye of the observer, and a fourth reflecting mirror for guiding the light reflected by the second reflecting mirror to the other eye of the observer;
  • the light source is between the third and fourth reflection mirrors, on the virtual light source position side by the optical path of the light reflected by the third reflection mirror and the optical path of the light reflected by the fourth reflection mirror Be placed.
  • FIG. 1 shows a configuration of a display device 100 as an example of the display device and head-up display of the present invention.
  • the display device 100 is mounted on a vehicle and includes a light source unit 2, a combiner 3, a reflection member 5, and a position adjustment unit 6.
  • a line “L1” indicates a principal ray of incident light from the light source unit 2 to the combiner 3
  • a line “L2” indicates a principal ray of light reflected by the combiner 3.
  • L3 indicates a principal ray of light incident on the reflecting member 5 from the combiner 3 and a principal ray of light reflected by the reflecting member 5, and a line “L4” indicates the viewpoint of the driver from the combiner 3 ( This is also referred to as “eye point Pe”).
  • eye point Pe This is also referred to as “eye point Pe”.
  • the boundary of light having the lines L1, L3, and L4 as principal rays is indicated by a one-dot chain line.
  • the light source unit 2 is installed on the dashboard 44 of the vehicle and irradiates the combiner 3 with a display image indicating map information including the current location, route guidance information, traveling speed, and other information for assisting driving. Specifically, the light source unit 2 emits light to the combiner 3, thereby extending the driver's eye position (also referred to as “eye point Pe”) to the combiner 3, that is, on the line L ⁇ b> 2 or its Generate a virtual image on the extension line.
  • the driver's eye position also referred to as “eye point Pe”
  • the combiner 3 is an optical element as an example of a “half mirror” in the present invention formed in a flat plate shape, and is installed in the vicinity of a sun visor (not shown), that is, substantially vertically above the handle portion 42.
  • the combiner 3 transmits a part of the emitted light and specularly reflects the other part.
  • the combiner 3 converts light having the line L1 emitted from the light source unit 2 into chief rays into reflected light having the line L2 as chief rays and transmitted light having the line L3 as chief rays. To divide.
  • the combiner 3 reflects a part of the reflected light whose principal ray is the line L ⁇ b> 3 where the above-mentioned transmitted light is reflected by the reflecting member 5 on the surface opposite to the incident surface of the light emitted from the light source unit 2. To do. Thereby, the reflected light having the line L4 as the principal ray is incident on the eye point Pe. Further, as will be described later, the combiner 3 is configured so that the principal ray L1 of the light emitted from the light source unit 2 passes through the central portion of the combiner 3, and the lines L1 and L4 have substantially the same length. The position is adjusted by the position adjustment unit 6.
  • the reflecting member 5 is attached to the ceiling portion 41 according to the shape of the ceiling portion 41 in the vehicle interior.
  • the reflection member 5 retroreflects incident light. That is, the reflecting member 5 reflects incident light in the incident direction. Therefore, in this configuration example, the reflecting member 5 reflects the incident light having the principal ray as the line L3 transmitted through the combiner 3 to the combiner 3 again. Then, the reflected light from the reflecting member 5 to the combiner 3 follows the same optical path as the incident light from the combiner 3 to the reflecting member 5. As a result, the reflected light again enters the combiner 3 while converging, and a part of the reflected light is reflected toward the eye point Pe.
  • the point where the light reflected from the combiner 3 converges to one point (also simply referred to as “convergence point”) is set so as to substantially coincide with the position of the eye point Pe. This allows the user to focus the light once at the center of the pupil and then project it onto the retina and observe the image by Maxwell's view. It becomes possible to observe.
  • the position adjustment unit 6 is fixed to the ceiling 41 and adjusts the position of the combiner 3.
  • the position adjustment unit 6 includes a guide rail 61 that extends substantially parallel to the emission direction of the light source unit 2, a fixing unit 62 that fixes the guide rail 61 to the ceiling 41, and a frame that supports the combiner 3. Unit 63.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the position adjusting unit 6 illustrated from the direction of the arrow “Y” in FIG. 1.
  • the combiner 3 is supported by the rotation support parts 631 and 632 of the frame part 63 so as to be rotatable in the directions of the arrows “Y1” and “Y2”.
  • the combiner 3 is installed at an arbitrary angle of inclination (also referred to as “rotation angle”) in the direction of the arrow Y1 or the arrow Y2.
  • the frame portion 63 includes a slide portion 630 whose movement is restricted by the guide rail 61.
  • the slide part 630 moves in the extending direction of the guide rail 61, that is, in the directions of the arrows “Y3” and “Y4”. As will be described later, the adjustment of the position of the slide portion 630 and the rotation angle of the combiner 3 may be performed manually or automatically.
  • the combiner 3 is installed at a position where the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe substantially coincide. Specifically, the position where the line L1 and the line L4 are substantially the same length, that is, the length of the optical path from the light source unit 2 to the combiner 3, and the length of the optical path from the combiner 3 to the eye point Pe are substantially the same. It will be installed at the position. Further, the rotation angle of the combiner 3 is adjusted in the direction of the arrow Y2 so that the eye point Pe exists on the line L4.
  • the combiner 3 is installed at a position where a part of the virtual image is not missing, specifically, a position where the principal ray L1 of the light emitted from the light source unit 2 passes through the central part of the combiner 3.
  • the “center portion” refers to the center of the combiner 3 and the vicinity thereof, and specifically refers to a range in which all the light emitted from the light source unit 2 is irradiated to the combiner 3.
  • the combiner 3 is a position where the line L1 and the line L4 are substantially the same length, the position where the line L4 passes through the eye point Pe, and the position where the line L1 passes through the center of the combiner 3 In addition, the position needs to be adjusted.
  • this specific example will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). In the following, the position of the eye point Pe and the position of the combiner 3 shown in FIG.
  • FIG. 3A shows the state of the display device 100 when the eye point Pe exists in the forward direction of the vehicle from the standard position.
  • the eye point Pe and the combiner 3 corresponding to the standard position are indicated by broken lines.
  • the combiner 3 and the frame portion 63 are arranged so that the line L1 and the line L4 have substantially the same length when the eye point Pe is shifted in the vehicle front direction from the standard position. Then, it moves along the guide rail 61 in the direction of the arrow Y3. Further, the rotation angle of the combiner 3 is adjusted in the direction of the arrow Y2 so that the eye point Pe exists on the line L4. Thereby, the display apparatus 100 can make the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe coincide.
  • the combiner 3 and the frame part 63 move along the guide rail 61 formed substantially parallel to the emission direction from the light source part 2. Therefore, as shown in FIG. 3A, the principal ray corresponding to the line L ⁇ b> 1 passes through the approximate center of the combiner 3 even after the combiner 3 and the frame portion 63 are moved. Thereby, the display apparatus 100 can suppress that a part of virtual image is missing and is visually recognized by the user.
  • FIG. 3B shows a state of the display device 100 when the eye point Pe exists in the rear direction of the vehicle with respect to the standard position.
  • the eye point Pe and the combiner 3 corresponding to the standard position are indicated by broken lines for convenience of explanation.
  • the combiner 3 and the frame portion 63 are arranged so that the line L1 and the line L4 have substantially the same length when the eye point Pe is deviated from the standard position in the rearward direction of the vehicle. Then, it moves along the guide rail 61 in the direction of the arrow Y4. Further, the rotation angle of the combiner 3 is adjusted in the direction of the arrow Y1 so that the eye point Pe exists on the line L4. Thereby, the display apparatus 100 can make the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe coincide.
  • the combiner 3 and the frame part 63 move along the guide rail 61 formed substantially parallel to the emission direction from the light source part 2. Therefore, as shown in FIG. 3B, the principal ray L ⁇ b> 1 of the light emitted from the light source unit 2 passes through the approximate center of the combiner 3 even after the combiner 3 and the frame unit 63 are moved. Thereby, it can suppress that a part of virtual image is missing and is visually recognized.
  • the display device 100 can move the combiner 3 to an appropriate position by the position adjusting unit 6 even when the eye point Pe is shifted from the standard position.
  • the position adjusting unit 6 can adjust the position of the combiner 3 in accordance with the position of the eye point Pe in either of the automatic and manual cases.
  • the display device 100 includes, for example, a first drive unit such as an actuator that moves the frame unit 63 to the position adjustment unit 6, and a second drive unit such as a motor that displaces the combiner 3 at an arbitrary rotation angle. And an interface unit for a user to operate.
  • a control signal is transmitted from the interface unit to the first drive unit or the second drive unit, and the first drive unit moves the frame 63 to the arrow Y3 or the arrow Y4 based on the control signal.
  • the second drive unit changes the rotation angle of the combiner 3 based on the control signal.
  • the display device 100 further includes a detection unit such as a camera that detects the position of the eye point Pe in addition to the first driving unit and the second driving unit described above, and based on the position of the eye point Pe, The frame unit 63 is moved on the guide rail 61 by one drive unit, and the rotation angle of the combiner 3 is adjusted by the second drive unit.
  • the first driving unit and the second driving unit refer to, for example, a predetermined map or the like to determine the target position of the frame 63 and the rotation angle of the combiner 3 from the detected position of the eye point Pe. Determine.
  • the above-described map is a map of the position of each assumed eye point Pe, the position of the frame portion 63 to be set corresponding to the position of the eye point Pe, and the rotation angle of the combiner 3, for example, an experiment or the like. Is created in advance.
  • the position adjustment unit 6 can preferably adjust the position of the combiner 3 in accordance with the position of the eye point Pe, whether it is automatic or manual.
  • the light source unit 2 is installed on the dashboard 44, and the combiner 3 is installed in the vicinity of the sun visor. Therefore, the display device 100 can be mounted on various vehicles.
  • the reflecting member 5 reflects in the same direction regardless of the incident angle “d2” (see FIG. 1) of the light transmitted through the combiner 3. Therefore, regardless of the light emission direction of the light source unit 2, the reflecting member 5 is freely installed in a range where the light reaches. That is, in the first configuration example, the degree of freedom of the installation angle between the light source unit 2 and the reflecting member 5 is high. Therefore, in FIG. 1, the reflecting member 5 is installed along the ceiling portion 41 without forming a protrusion. Further, the reflecting member 5 is installed non-parallel to the combiner 3, and the incident angle d ⁇ b> 2 described above is smaller than the incident angle “d ⁇ b> 1” (see FIG. 1) to the combiner 3 emitted from the light source unit 2. Note that, when the reflecting member 5 is installed along the shape of the ceiling portion 41, the virtual image is not distorted even if the reflecting member 5 that is a retroreflecting member is distorted.
  • the virtual image visually recognized by the user can be enlarged even if the combiner 3 is planar.
  • the display device 100 does not require a special screen or the like that scatters light, so that it can be configured at a low cost and can suppress the generation of speckle noise. Further, the display device 100 does not generate an intermediate image. Therefore, the image emitted from the light source unit 2 is visible only to the driver and is not visually recognized by people outside the vehicle. 1-2. Second Configuration Example Next, a second configuration example will be described.
  • the second configuration example is different from the first configuration example in that the angle at which the user looks up the virtual image can always be kept constant in addition to the first configuration example.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of the display device 100x according to the second configuration example.
  • the light source unit 2x of the display device 100x changes the light emission direction by rotating in the direction of the arrow Y5 or the arrow Y6.
  • the position adjusting unit 6x of the display device 100x includes a mechanism for moving the combiner 3 in the direction indicated by the arrows Y8 and Y9, which is the extending direction of the frame unit 63x. This will be further described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the position adjusting unit 6x illustrated from the direction of the arrow “Y” in FIG.
  • the frame portion 63x includes guide portions 634 and 635 that extend from the slide portion 630 and restrict the movement of the rotation support portions 631 and 632 in the extending direction.
  • the rotation support parts 631 and 632 can be translated in the directions of arrows Y7 and Y8, which are the extending directions of the guide parts 634 and 635, and can be fixed at arbitrary positions.
  • the combiner 3 moves in the directions of arrows Y7 and Y8 together with the rotation support portions 631 and 632 in accordance with the movement of the rotation support portions 631 and 632.
  • the slide portion 630 slides along the guide rail 61 in the directions of arrows Y3 and Y4.
  • the combiner 3 rotates in the directions of arrows Y1 and Y2 with the rotation support portions 631 and 632 as axes.
  • the display device 100x always sets the angle of the line of sight relative to the horizontal direction when the user visually recognizes the virtual image (also referred to as “line of sight angle ⁇ ”), that is, the angle formed by the light reflected from the combiner 3 with respect to the horizontal direction. It is possible to keep it at a predetermined angle.
  • the predetermined angle is determined in advance based on, for example, experiments.
  • FIG. 6A shows a state of the display device 100x when the eye point Pe is present in the forward direction of the vehicle from the standard position.
  • the eye point Pe and the combiner 3 corresponding to the standard position are indicated by broken lines.
  • the combiner 3 and the frame portion 63x are arranged so that the line L1 and the line L4 have substantially the same length when the eye point Pe is shifted in the vehicle front direction from the standard position. Then, it moves along the guide rail 61 in the direction of the arrow Y3. Further, the rotation angle of the combiner 3 is adjusted in the direction of the arrow Y2 so that the eye point Pe exists on the line L4. Thereby, the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe coincide.
  • the direction of the light source unit 2x is tilted in the direction of the arrow Y6 so that the line-of-sight angle ⁇ is kept constant.
  • the intersection of the line L1 and the combiner 3 is shifted vertically upward, and the line-of-sight angle ⁇ in this case becomes equal to the line-of-sight angle ⁇ shown in FIG.
  • the combiner 3 moves in the direction of the arrow Y8 from the standard position along the frame portion 63x so that the line L1 passes through the central portion of the combiner 3.
  • the display device 100x can suppress a part of the virtual image from being visually recognized.
  • FIG. 6B shows a state of the display device 100x when the eye point Pe exists in the rear direction of the vehicle with respect to the standard position.
  • the eye point Pe and the combiner 3 corresponding to the standard position are indicated by broken lines.
  • the combiner 3 and the frame portion 63x are arranged so that the line L1 and the line L4 have substantially the same length when the eye point Pe is shifted in the rearward direction of the vehicle from the standard position. Then, it moves along the guide rail 61 in the direction of the arrow Y4. Further, the rotation angle of the combiner 3 is adjusted in the direction of the arrow Y1 so that the eye point Pe exists on the line L4. Thereby, the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe can be matched.
  • the direction of the light source unit 2x is tilted in the direction of the arrow Y5 so that the line-of-sight angle ⁇ is kept constant.
  • the intersection between the principal ray L1 and the combiner 3 becomes high, and the line-of-sight angle ⁇ in this case becomes equal to the line-of-sight angle ⁇ shown in FIG.
  • the combiner 3 moves in the direction of the arrow Y7 from the standard position along the frame 63x so that the principal ray L1 of the light emitted from the light source unit 2 passes through the approximate center of the combiner 3.
  • the display device 100x can suppress a part of the virtual image from being visually recognized.
  • the display device 100x includes the position adjustment unit 6x that can move the combiner 3 along the frame unit 63x, and the light source unit 2x that can change the direction of light emission. Thereby, even if the position of the eye point Pe is changed, the display device 100x can make the user visually recognize the virtual image without missing a part of the virtual image while keeping the line-of-sight angle ⁇ constant.
  • the position adjusting unit 6x can adjust the position of the combiner 3 in accordance with the position of the eye point Pe regardless of whether it is automatic or manual.
  • the display device 100x When the position adjustment of the combiner 3 is partially performed automatically, for example, the display device 100x includes a light source unit in the directions of arrows Y5 and Y6 in addition to the first drive unit and the second drive unit described in the first configuration example. A third drive unit that changes the orientation of 2x; and a fourth drive unit that moves the rotation support units 631 and 632 in the directions of arrows Y7 and Y8. Based on the input to the interface unit, the first to fourth driving units are driven.
  • the display device 100x includes a detection unit such as a camera that detects the position of the eye point Pe in addition to the first drive unit to the fourth drive unit.
  • the first drive unit to the fourth drive unit are driven based on the position of the eye point Pe.
  • the first drive unit to the fourth drive unit specify, for example, a predetermined map or the like from the detection position of the eye point Pe and specify the amount to be moved or rotated of the control target. Operates on quantity.
  • the above-mentioned map is created in advance based on, for example, experiments.
  • the position adjustment unit 6x can preferably adjust the position of the combiner 3 and the inclination of the light source unit 2x in accordance with the position of the eye point Pe in either case of automatic or manual operation. .
  • the light source unit 2h emits a display image and includes a light source 20 including a moving mechanism, a first reflection mirror 21, a second reflection mirror 22, a third reflection mirror 23, and a fourth reflection. And a mirror 24.
  • the direction in which light is emitted from the light source 20 is defined as the positive direction of the “Z axis”, and the direction connecting the user's eyes, that is, the direction from the third reflecting mirror 23 to the fourth reflecting mirror 24 is “X”.
  • the principal ray is indicated by a broken line
  • the boundary of the optical path is indicated by a solid line
  • other auxiliary lines are indicated by a one-dot chain line.
  • the first reflection mirror 21 is a total reflection mirror on a flat plate that reflects light emitted from the light source 20 and transmitted through the second reflection mirror 22 toward the third reflection mirror 23. As will be described later, the first reflection mirror 21 is designed to have a position and size at which all the light transmitted through the second reflection mirror 22 is irradiated even when the light source 20 moves in the Z-axis direction.
  • the second reflection mirror 22 is a half mirror that transmits a part of the light emitted from the light source 20 and reflects the other part. All the light reflected by the second reflection mirror 22 enters the fourth reflection mirror 24, and all the light transmitted through the second reflection mirror 22 enters the first reflection mirror 21. As will be described later, the second reflecting mirror 22 is designed to have a position and size at which all the light emitted from the light source 20 is irradiated even when the light source 20 moves in the Z-axis direction.
  • the third reflection mirror 23 is a total reflection mirror on a flat plate that reflects the light reflected by the first reflection mirror 21 in the positive Z-axis direction. As shown in FIG. 7, the optical path of the light reflected by the third reflecting mirror 23 coincides with the optical path when the light source unit 2h is installed at the virtual light source position 25a and the light is emitted. The light reflected by the third reflecting mirror 23 is emitted outside the housing of the light source unit 2h (see the line L1 in FIG. 1), and the eye corresponding to one eye of the user through the combiner 3 and the reflecting member 5 is used. It is led to the point Pe (also referred to as “first eye point Pe1”).
  • a convergence point (also referred to as “first convergence point”) at which the light reflected from the third reflection mirror 23 converges in the vicinity of the first eye point Pe1 is a conjugate point of the virtual light source position 25a, and the virtual light source position 25a. There is a one-to-one correspondence. Further, the third reflection mirror 23 is provided with a moving mechanism and can move within a predetermined range on the XZ plane and rotate within a predetermined angle, and is reflected by the first reflection mirror 21 at all possible positions. The size is designed in advance so that all the incident light enters.
  • the fourth reflection mirror 24 is a total reflection mirror that reflects the light reflected from the second reflection mirror 22 in the positive Z-axis direction. As shown in FIG. 7, the optical path of the light reflected by the fourth reflecting mirror 24 matches the optical path when the light source unit 2h is installed at the virtual light source position 25b and the light is emitted. Then, the light reflected by the fourth reflecting mirror 24 is emitted outside the housing of the light source unit 2h (see the line L1 in FIG. 1), and corresponds to the first eye point Pe1 via the combiner 3 and the reflecting member 5. It is guided to an eye point Pe (also referred to as “second eye point Pe2”) corresponding to the other eye.
  • an eye point Pe also referred to as “second eye point Pe2”
  • the convergence point at which the light reflected from the fourth reflection mirror 24 converges in the vicinity of the second eye point Pe2 has a one-to-one correspondence with the virtual light source position 25b, as will be described later.
  • the fourth reflection mirror 24 includes a moving mechanism, and can move within a predetermined range on the XZ plane and rotate within a predetermined angle, and is reflected by the second reflection mirror 22 at all possible positions. The size is designed in advance so that all the light is incident.
  • the light source unit 2h can emit the same light as when the light source is installed at the virtual light source positions 25a and 25b by one light source 20, and the display image can be visually recognized by both eyes. .
  • the first convergence point corresponds to the conjugate point of the virtual light source position 25a
  • the second convergence point corresponds to the conjugate point of the virtual light source position 25b.
  • the first convergence point moves in the opposite direction by the same movement amount
  • the virtual light source position 25b moves on the Z axis.
  • the second convergence point moves in the opposite direction by the same amount of movement.
  • the first convergence point moves by the same movement amount in the same direction accordingly, and when the virtual light source position 25b moves on the X axis.
  • the second convergence point moves by the same movement amount in the same direction.
  • the width “Dw” corresponding to the distance in the X-axis direction between the virtual light source position 25a and the virtual light source position 25b is equal to the distance in the X-axis direction between the first convergence point and the second convergence point.
  • the eye boxes are generated at the first convergence point and its vicinity, and at the second convergence point and its vicinity, respectively. Therefore, in order to match the user's two eyes with the eye box corresponding to the first convergence point and the eye box corresponding to the second convergence point, the light source unit 2h includes the virtual light source position 25a and the virtual light source position 25b. It is necessary to set the distance to the distance between the two eyes of the user. This specific process will be described in detail in section 2-2 below. 2-1-2. Screen Splitting Method FIG.
  • the 8A is a diagram showing a schematic configuration inside the housing of the light source units 2 and 2x (hereinafter also referred to as “light source unit 2d”) configured by the screen splitting method.
  • the light source unit 2d includes a light source 20, a first reflection mirror 21y, a second reflection mirror 22y, a third reflection mirror 23y, and a fourth reflection mirror 24y.
  • the description is abbreviate
  • the first reflection mirror 21y is a total reflection mirror on a flat plate that reflects the light emitted from the light source 20 toward the third reflection mirror 23y.
  • the first reflecting mirror 21y emits only the upper half of the light emitted from the light source 20 when the axis perpendicular to the XZ plane (also referred to as “Y axis”) is the vertical axis.
  • the second reflection mirror 22y is a total reflection mirror on a flat plate that reflects the light emitted from the light source 20 toward the fourth reflection mirror 24y.
  • the second reflecting mirror 22y is irradiated with only the lower half of the light emitted from the light source 20 with the Y axis as the vertical axis.
  • the third reflection mirror 23y is a total reflection mirror on a flat plate that reflects the light reflected from the first reflection mirror 21y in the positive direction of the Z-axis in the same manner as the third reflection mirror 23 of the half mirror type.
  • the light reflected by the third reflection mirror 23y has the same optical path as the light emitted when the light source unit 2d is installed at the virtual light source position 25a, and is emitted to the outside of the housing of the light source unit 2d. 3 and the reflecting member 5 are guided to the first eye point Pe1.
  • the fourth reflection mirror 24y is a total reflection mirror on a flat plate that reflects the light reflected from the first reflection mirror 21y in the positive direction of the Z axis in the same manner as the fourth reflection mirror 24 of the half mirror type.
  • the light reflected by the fourth reflection mirror 24y has the same optical path as the light emitted when the light source unit 2d is installed at the virtual light source position 25b, and is emitted outside the housing of the light source unit 2d, and then combined. 3 and the reflecting member 5 are guided to the second eye point Pe2.
  • the fourth reflection mirror 24y is arranged on the XZ plane at a position symmetrical to the third reflection mirror 23y with the line Ax overlapping the principal ray of the light emitted from the light source 20 as an axis.
  • FIG. 8B is an example of a diagram in which the first reflecting mirror 21y and the second reflecting mirror 22y are projected from the direction of the arrow “Ya” in FIG. 8A. As shown in FIG. 8B, the first reflection mirror 21 y contacts the second reflection mirror 22. Further, as shown in FIG. 8A, the first reflection mirror 21y and the second reflection mirror 22y are installed on the XZ plane so as to be symmetrical with respect to the line Ax and intersecting each other.
  • the light source 20 emits light so that, for example, the upper half light emitted to the first reflection mirror 21y and the lower half light emitted to the second reflection mirror 22y form the same display image. Is generated.
  • the light source unit 2d can be connected to both the light sources 20 similarly to the light source unit 2h.
  • the display image can be viewed with the eyes.
  • FIG. 9 shows a configuration example of the light source unit 2z according to this comparative example.
  • the light source unit 2z includes a half mirror 28 and a total reflection mirror 29. As illustrated in FIG. 9, the light source unit 2z generates two convergence points at which a display image can be visually recognized by one light source 20, similarly to the light source units 2h and 2d.
  • the positions of the light source 20 and the virtual light source position 25b are shifted in the Z-axis direction. Therefore, in this case, the convergence points corresponding to each of them are shifted from each other in the Z-axis direction, and the user cannot appropriately visually recognize the display image with two eyes.
  • the light source units 2h and 2d generate two virtual light source positions 25a and 25b. Thereby, the light source parts 2h and 2d can produce
  • the light source unit 2h moves the third reflection mirror 23 equally in the X-axis negative direction and the fourth reflection mirror 24 in the X-axis positive direction, and the light source 20 Move in the positive direction of the Z-axis.
  • the light source unit 2h moves the third reflection mirror 23 equally in the X-axis positive direction and the fourth reflection mirror 24 in the X-axis negative direction, and makes the light source 20 negative in the Z-axis direction. Move in the direction.
  • the light source unit 2h changes the width in the X-axis direction between the first convergence point and the second convergence point without displacing the first convergence point and the second convergence point in the Z-axis direction.
  • FIG. 10 shows a change in the virtual light source position 25b when the fourth reflection mirror 24 is moved in the positive X-axis direction.
  • the virtual light source position 25b transitions in the direction of arrow “Yb”. Specifically, in this case, the virtual light source position 25b moves by a width “dX” in the X-axis positive direction and moves by a width “dZ” in the Z-axis negative direction.
  • the second convergence point corresponding to the virtual light source position 25b moves by the width dX in the positive direction of the X axis and moves by the width dZ in the positive direction of the Z axis. Accordingly, the second eye point Pe2 and the second convergence point coincide on the X axis.
  • the light source unit 2h moves the third reflection mirror 23 in the direction of the arrow “Yc”, that is, the X axis negative direction.
  • the light source unit 2 h makes the movement width of the third reflection mirror 23 equal to the movement width of the fourth reflection mirror 24.
  • the virtual light source position 25a transitions in the direction of the arrow “Yd”. Specifically, the virtual light source position 25a moves by a width dX in the X-axis negative direction and a width dZ in the Z-axis negative direction.
  • the first convergence point corresponding to the virtual light source position 25a moves by the width dX in the X-axis negative direction and moves by the width dZ in the Z-axis positive direction. Accordingly, the first eye point Pe1 and the first convergence point coincide on the X axis.
  • the light source unit 2h moves the light source 20 in the Z-axis direction. Accordingly, the light source unit 2h prevents the virtual light source positions 25a and 25b from being displaced in the negative Z-axis direction due to the movement of the third reflection mirror 23 and the fourth reflection mirror 24. Specifically, the light source unit 2 h includes the length of the optical path from the light source 20 to the third reflection mirror 23 before and after the movement of the third reflection mirror 23 and the fourth reflection mirror 24, and the light source 20 to the fourth reflection mirror 24. The light source 20 is moved so that the length of the optical path up to is not changed.
  • the light source unit 2h moves the light source 20 in the positive direction of the Z axis by the width dZ in the direction indicated by the arrow “Yd”. Move. Accordingly, the first eye point Pe1 and the first convergence point, and the second eye point Pe2 and the second convergence point coincide with each other on the Z axis.
  • the light source unit 2h moves the third reflection mirror 23 and the fourth reflection mirror 24 equally in opposite directions on the X axis, and further moves the light source 20 in the Z axis direction.
  • the light source part 2h can change the width
  • the movable range of the third reflection mirror 23, the fourth reflection mirror 24, and the light source 20 will be described.
  • an expected range of the width of the two eyes of the user is determined in advance so that the third reflection mirror 23, the fourth reflection mirror 24, and the light source 20 can be moved to appropriate positions within the range.
  • These movable ranges are determined.
  • the sizes of the first to fourth reflecting mirrors 21 to 24 are determined in advance so that light can be incident on all the positions in the above-described movable range without being partially lost.
  • the light source unit 2h can adjust the width of the eye box and can prevent the display image from being visually recognized.
  • the light source unit 2d moves the third reflection mirror 23y and the fourth reflection mirror 24y equally in opposite directions on the X axis.
  • the light source unit 2d includes the length of the optical path from the light source 20 to the third reflection mirror 23y and the distance from the light source 20 to the fourth reflection mirror 24y before and after the movement of the third reflection mirror 23y and the fourth reflection mirror 24y.
  • the light source 20 is moved on the Z axis so that the length of the optical path does not change.
  • the light source part 2d can change the width
  • the movable ranges of the third reflection mirror 23y, the fourth reflection mirror 24y, and the light source 20, and the sizes of the first to fourth reflection mirrors 21y to 24y are determined in the same manner as the light source unit 2h.
  • the positions of the virtual light source positions 25a and 25b do not change, and the user's 2 The interval between the first convergence point and the second convergence point cannot be changed according to the eye width.
  • the positions of the virtual light source positions 25a and 25b do not change.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a state of the light source unit 2 h when the fourth reflection mirror 24 is rotated around the reference point 60.
  • the reference point 60 indicates an intersection between the principal ray (optical axis) of the light incident on the fourth reflection mirror 24 and the fourth reflection mirror 24.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a state of the light source unit 2 h when the fourth reflection mirror 24 is rotated around a predetermined reference point 61 that is separated from the fourth reflection mirror 24.
  • 11A and 11B only the second reflection mirror 22, the fourth reflection mirror 24, and the light source 20 are illustrated for convenience of explanation. Further, in FIGS.
  • the boundary of light before the fourth reflecting mirror 24 is rotated is indicated by a broken line
  • the boundary of light after the fourth reflecting mirror 24 is rotated is indicated by a solid line
  • other auxiliary A line is shown with a dashed-dotted line.
  • the 4th reflective mirror 24 before rotation and the light source 20 before a movement are each shown with a broken line.
  • the fourth reflection mirror 24 when the fourth reflection mirror 24 is rotated about the reference point 60 clockwise by a predetermined angle “d ⁇ ”, the virtual light source position 25b moves in the X-axis positive direction. .
  • the angle d ⁇ is very small.
  • the quantity dX1 is represented by the following formula (1).
  • the light source unit 2h includes the fourth process in order to prevent the virtual light source position 25b from moving by the movement amount dX1 in the positive X-axis direction due to the rotation of the fourth reflection mirror 24 described above.
  • the reflection mirror 24 is moved in the X-axis negative direction by the movement amount dX1. Thereby, the position on the X-axis of the virtual light source position 25b is kept unchanged before and after the rotation of the fourth reflection mirror 24.
  • the process described above is equivalent to a process of rotating the fourth reflecting mirror 24 clockwise about the reference point 61 by an angle d ⁇ , as shown in FIG.
  • the reference point 61 corresponds to an intersection when an auxiliary line is drawn in the extending direction before and after the transition of the fourth reflecting mirror 24.
  • the light source unit 2h moves the light source 20 by the movement amount dX1 in the negative Z-axis direction. Therefore, since the distance of the optical path from the light source 20 to the 4th reflective mirror 24 is kept constant, the virtual light source position 25b is not displaced in the Z-axis direction. Therefore, the light source unit 2h can keep the position of the virtual light source position 25b unchanged before and after the change of the convergence angle while changing the convergence angle.
  • the light source unit 2 h rotates the fourth reflection mirror 24 within a predetermined range around the reference point 61 and keeps the light source 20 so as to maintain the distance of the optical path from the light source 20 to the fourth reflection mirror 24. Move within a predetermined range on the Z-axis.
  • the predetermined range is determined in advance in consideration of the range of convergence angles that can be set.
  • the reference point 61 described above is specifically obtained by calculation or experiment in advance, and the fourth reflection mirror 24 is designed to be rotatable around the reference point 61. Thereby, the light source part 2h can change a convergence angle suitably.
  • the light source unit 2h rotates the third reflection mirror 23 in the opposite direction to the fourth reflection mirror 24 by the same angle.
  • the light source unit 2 h rotates the third reflection mirror 23 counterclockwise by an angle d ⁇ about the intersection of the principal ray of light incident on the third reflection mirror 23 and the third reflection mirror 23.
  • dX2 movement amount of the virtual light source position 25a in the negative direction of the X-axis
  • D2 distance between the above-mentioned intersection and the virtual light source position 25a
  • the quantity dX2 is represented by the following formula (2).
  • the light source unit 2h moves the third reflecting mirror 23 by the movement amount dX2 in the positive X-axis direction.
  • the transition of the third reflection mirror 23 described above is equivalent to rotating the third reflection mirror 23 by a predetermined angle counterclockwise around a predetermined reference point corresponding to the reference point 61.
  • the predetermined reference point specifically corresponds to an intersection when an auxiliary line is drawn in the extending direction before and after the transition of the third reflecting mirror 23. Therefore, the light source unit 2h rotates the third reflection mirror 23 around the reference point described above, so that the position of the virtual light source position 25a on the X axis is unchanged before and after the third reflection mirror 23 is rotated. Can be kept in.
  • the light source unit 2h adjusts the position of the light source 20 on the Z-axis.
  • the movement amount dX1 and the movement amount dX2 are different.
  • the light source unit 2h moves the light source 20 in the negative Z-axis direction by an intermediate value (that is, an average value) between the movement amount dX1 and the movement amount dX2.
  • the light source unit 2h can change the convergence angle evenly on the left and right sides while keeping the virtual light source positions 25a and 25b substantially constant. Since the angle d ⁇ is normally set to a very small value, even when the light source 20 is moved in this way, the light source unit 2h can preferably keep the virtual light source positions 25a and 25b unchanged. it can.
  • the light source unit 2h is preferably designed so that the positions of the first reflecting mirror 21 and the second reflecting mirror 22 are as close as possible.
  • the difference between the distance D1 and the distance D2 is equal to the difference between the distance from the light source 20 to the first reflection mirror 21 and the distance from the light source 20 to the second reflection mirror 22. Accordingly, the distance D1 and the distance D2 can be approximated by this, and the convergence angle can be changed evenly on the left and right sides while keeping the virtual light source positions 25a and 25b substantially constant.
  • the light source unit 2d rotates the third reflection mirror 23y and / or the fourth reflection mirror 24y around the reference point through which the principal ray passes, and the expression (1) or Based on the formula (2), it is rotated around each predetermined reference point so as to be equal to the case of moving on the X axis.
  • Each reference point described above is obtained based on, for example, experiments in advance.
  • the light source unit 2d moves the light source 20 in the Z-axis direction based on the formula (1) or the formula (2).
  • the distance from the light source 20 to the first reflection mirror 21y is equal to the distance from the light source 20 to the second reflection mirror 22y, and the distance D1 and the distance D2 are equal. Therefore, in the light source unit 2d, the movement amount dX1 and the movement amount dX2 are equal.
  • the light source unit 2d can accurately and uniquely determine the amount of movement of the light source 20 in the Z-axis direction even when the convergence angle is changed evenly on the left and right, and the virtual light source positions 25a and 25b can be made unchanged. While maintaining, the convergence angle can be changed equally on the left and right.
  • the combiner 3 was formed in flat form, However, The aspect which can apply this invention is not limited to this. Instead of this, the combiner 3 may be formed in a gently curved shape.
  • the position of the combiner 3 is adjusted so that the convergence point of the light reflected from the combiner 3 and the position of the eye point Pe substantially coincide.
  • the ratio between the length of the line L1 and the length of the line L4 is not 1: 1 but is set to a ratio according to the magnification of the optical system of the combiner 3.
  • the light source units 2 and 2x are installed on the dashboard 44.
  • the configuration of the display devices 100 and 100x to which the present invention is applicable is not limited to this.
  • the light source units 2 and 2x may be installed near an instrument panel (instrument panel) other than the dashboard 44, such as a center console (not shown). Also by this, it is not necessary to install the light source parts 2 and 2x in the ceiling part 41, and the display apparatuses 100 and 100x can be mounted in various vehicle types.
  • the reflecting member 5 installed on the ceiling portion 41 is fixed, but the configuration of the display device 100 x to which the present invention is applicable is not limited to this. Instead, the reflecting member 5 reflects the light emitted from the light source units 2 and 2x, for example, at a position where the principal ray L3 of the light transmitted through the combiner 3 is irradiated near the center of the reflecting member 5. , And may move along the ceiling portion 41.
  • the reflecting member 5 moves in the front-rear direction of the vehicle according to the light emission angle of the light source units 2 and 2x, manually or automatically, along a guide or the like (not shown) provided on the ceiling 41. Specifically, the reflecting member 5 moves in the forward direction of the vehicle, that is, in the direction in which the sun visor is installed, as the emission angle of the light source units 2 and 2x with respect to the horizontal direction increases. The smaller the exit angle, the more the vehicle moves rearward. Thereby, the display device 100x can suppress the lack of a part of the virtual image while suppressing the size of the reflecting member 5.
  • the combiner 3 rotates about the rotation support units 631 and 632 as a supporting shaft.
  • the frame unit about the slide unit 630 as an axis.
  • the tilt of the combiner 3 may be adjusted by rotating the 63 and the combiner 3.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating a schematic configuration inside the housing of the light source unit 2d according to the modification.
  • FIG. 12B is an example of a diagram in which the first reflecting mirror 21y and the second reflecting mirror 22y are projected from the direction of the arrow Ya.
  • the light source unit 2d is substantially equal in right and left with the X axis as the horizontal axis and the light emitted from the light source 20 by the first reflection mirror 21y and the second reflection mirror 22y. Divide into Then, for example, the light source 20 emits the right half light emitted to the first reflection mirror 21y and the left half light emitted to the second reflection mirror 22y so as to form the same display image. Produce light. Thereby, the light source part 2d can make a display image visible with both eyes with the single light source 20.
  • the light source 20 includes a display image formed by the right half light emitted to the first reflection mirror 21y and a display image formed by the left half light emitted to the second reflection mirror 22y.
  • the emitted light may be generated so as to differ by an amount corresponding to the parallax by both eyes. By doing in this way, the light source part 2d can visually recognize a display image in three dimensions.
  • the light source units 2h and 2d maintain the positions of the virtual light source positions 25a and 25b in the Z-axis direction when moving the third reflection mirror 23 and the fourth reflection mirror 24. 20 was moved in the Z-axis direction.
  • the light source units 2h, 2d and the combiner 3 may move in the Z-axis direction. Accordingly, the display devices 100 and 100x can preferably change only the interval between the first convergence point and the second convergence point while keeping the positions of the virtual light source positions 25a and 25b in the Z-axis direction unchanged. it can.
  • the present invention can be suitably applied to a head-up display and other display devices that allow a driver to visually recognize route guidance and vehicle information.
  • Light source unit 3 Combiner 5 Reflecting member 6, 6x Position adjusting unit 21, 21y First reflecting mirror 22, 22y Second reflecting mirror 23, 23y Third reflecting mirror 24, 24y Fourth reflecting mirror 40 Front window 41 Ceiling part 42 Handle part 44 Dashboard 100, 100x Display device

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Abstract

　表示装置は、光源と、第１反射ミラーと、第２反射ミラーと、第３反射ミラーと、第４反射ミラーとを備える。光源は、表示像を構成する光を出射する。第１反射ミラー及び第２反射ミラーは、光源から出射された光が入射する。第３反射ミラーは、第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く。第４反射ミラーは、第２反射ミラーが反射した光を観察者の他方の眼に導く。第３反射ミラー移動機構は、第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能である。第４反射ミラー移動機構は、第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能である。光源移動機構は、第１光学距離及び第２光学距離の変化の前後で、光源から第３反射ミラーまでの光学距離、及び、光源から第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように光源を移動可能である。

Description

表示装置
　本発明は、情報を表示する技術に関する。
　従来から、車両の運転に関する情報の表示画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる技術が存在する。例えば、特許文献１には、再帰性反射性を有する材料をスクリーンとして用い、当該スクリーンに投影する投影装置からの光路の収束位置から観察者（ユーザ）に像を観察させる表示装置が開示されている。また、特許文献２には、光源が左右一対に設けられている表示装置が開示されている。さらに、特許文献３には、１つの画像表示手段の表示画像を両目で観察させるものであって、光源がハーフミラーと全反射ミラーの並設方向に配置されている表示装置が開示されている。
特開２００８－０４００４９号公報 特開２００４－１４５３６７号公報 特開平０６－２４２３９４号公報
　再帰性反射部材などを用いて、光路の収束位置から観察者に像を観察させる場合、観察者が像を視認できる空間上の範囲（「アイボックス」とも呼ぶ。）は狭い。従って、この場合、両眼により像を視認させるためには、両眼それぞれに対応するアイボックスを生成する必要がある。一方、これを実現するため、光源を２つ用いる場合には、光源の設置が複雑化するなどの問題が生じる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、一つの光源により像を両眼で視認させることが可能な表示装置を提供することを主な目的とする。
　請求項１に記載の発明は、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、を備えることを特徴とする。
　請求項３に記載の発明は、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置されることを特徴とする。
　請求項９に記載の発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、を備えることを特徴とする。
　請求項１０に記載の発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置されることを特徴とする。
第１構成例における表示装置の概略構成の一例である。 矢印Ｙの方向から図示した位置調整部の概略構成図である。 （ａ）は、アイポイントが標準位置よりも車両の前方方向に存在する場合の表示装置の状態を示す。（ｂ）は、アイポイントが標準位置よりも車両の後方方向に存在する場合の表示装置の状態を示す。 第２構成例における表示装置の概略構成の一例である。 矢印Ｙの方向から図示した位置調整部の概略構成図である。 （ａ）は、アイポイントが標準位置よりも車両の前方方向に存在する場合の表示装置の状態を示す。（ｂ）は、アイポイントが標準位置よりも車両の後方方向に存在する場合の表示装置の状態を示す。 ハーフミラー方式により構成された光源部の筺体内部の概略構成を示す図である。 （ａ）は、画面分割方式により構成された光源部の筺体内部の概略構成を示す図である。（ｂ）は、第１反射ミラーと第２反射ミラーとを矢印Ｙａの方向から投影した図の一例である。 比較例に係る光源部の構成例を示す。 第４反射ミラーをＸ軸正方向に移動させた場合の仮想光源位置の変化を示す。 （ａ）は、第４反射ミラーの略中心で第４反射ミラーを回動させた場合の光源部の状態を示す。（ｂ）は、第４反射ミラー外の基準点を中心に第４反射ミラーを回動させた場合の光源部の状態を示す図である。 （ａ）は、変形例５に係る光源部の筺体内部の概略構成を示す図である。（ｂ）は、第１反射ミラーと第２反射ミラーとを矢印Ｙａの方向から投影した図の一例である。
　本発明の１つの好適な実施形態では、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、を備える。
　上記の表示装置は、光源と、第１反射ミラーと、第２反射ミラーと、第３反射ミラーと、第４反射ミラーと、第３反射ミラー移動機構と、第４反射ミラー移動機構と、光源移動機構と、を備える。光源は、表示像を構成する光を出射する。第１反射ミラー及び第２反射ミラーは、光源から出射された光が入射する。第３反射ミラーは、第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く。第４反射ミラーは、第２反射ミラーが反射した光を観察者の他方の眼に導く。ここで、「導く」とは、第３又は第４反射ミラーにより反射された光が直接観察者の眼に到達する場合に限らず、第３又は第４反射ミラーにより反射された光がさらに他のミラー等を介して間接的に観察者の眼に到達する場合も含む。第３反射ミラー移動機構は、第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能である。第４反射ミラー移動機構は、第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能である。光源移動機構は、第１光学距離及び第２光学距離の変化の前後で、光源から第３反射ミラーまでの光学距離、及び、光源から第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように光源を移動可能である。
　この構成によれば、第１光学距離及び第２光学距離を変化させることで、両眼それぞれに対応するアイボックスの位置を、観察者の左右の眼の間隔に合わせることが可能になる。この時、再帰性反射部材などを用いて光路の収束位置で観察者に像を観察させる場合には注意が必要である。再帰性反射部材を用いた虚像観察系では、光源から再帰性反射部材までの光路長と、再帰性反射部材から観察者（アイボックス）までの光路長は自動的に等しくなる。従って、左右のアイボックスの間隔を変えるために第３反射ミラーと第４反射ミラーを移動させると、光源から再帰性反射部材までの光路長が変化してしまうため、再帰性反射部材からアイボックスまでの距離も変化してしまう。再帰性反射部材と観察者との位置関係は変えずに、左右のアイボックスの間隔のみを変えるためには、第３半反射ミラーと第４反射ミラーが移動しても光源から再帰性反射部材までの光路長が変わらないような機構が必要になる。
　上記表示装置の一態様では、前記光源移動機構は、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化に応じて前記光源を移動させる。これにより、表示装置は、表示像を視認可能な視点の間隔を調整した際に、観察者の前後方向にアイボックスがずれるのを好適に抑制することができる。
　本発明の他の１つの好適な実施形態では、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置される。この構成によれば、第３反射ミラーと第４反射ミラーで反射して観察者に向かう拡散光の進行方向とは逆方向に光源を置くことができるので、第３反射ミラーと第４反射ミラーの間隔が狭い場合でも、観察者に向かう拡散光が光源によって遮られることがない。
　上記表示装置の一態様では、前記第１反射ミラーは、ハーフミラーであり、前記第２反射ミラーは、前記第１反射ミラーを透過した光を前記第４反射ミラーに反射する。この態様によっても、表示装置は、好適に、２つの光源がある場合と同様に、表示像を両眼により視認させることができる。
　上記表示装置の他の一態様では、前記第１反射ミラーは、前記光源が出射した光のうち一部が入射し、前記第２反射ミラーは、前記光源が出射した光のうち前記一部以外の光が入射する。この態様によっても、表示装置は、好適に表示像を両眼により視認させることができる。
　上記表示装置の他の一態様では、前記第３反射ミラー又は／及び前記第４反射ミラーは、所定の基準点を中心として回動することで２眼が視認する輻輳角を変更し、前記光源は、前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向と直交し、前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーと接近又は離間する方向に移動自在である。このようにすることで、表示装置は、輻輳角を調整することができると共に、アイボックスの位置がずれるのを抑制することができる。
　上記表示装置の他の一態様では、前記光源は、前記第３反射ミラー又は／及び第４反射ミラーが移動した移動量に基づき、移動し、前記基準点は、それぞれ、前記第３、第４反射ミラーの回動に起因して、前記光源が移動することにより、前記第３、第４反射ミラーで反射した光の収束点が変化しない点である。上述の基準点は、例えば実験等に基づき予め定められる。これにより、表示装置は、輻輳角を調整する際に、アイボックスの位置がずれるのを抑制することができる。
　上記表示装置の他の一態様では、前記第１反射ミラーには、前記光源から出射された光を、前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向及び前記光源の光の出射方向と垂直方向を縦軸として、上下に分割した場合の一方の光が入射され、前記第２反射ミラーには、前記光源から出射された光のうち、前記一方の光以外の光が入射される、又は、前記第１反射ミラーには、前記光源から出射された光を、前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向を横軸として、左右に分割した場合の一方の光が入射され、前記第２反射ミラーには、前記光源から出射された光のうち、前記一方の光以外の光が入射される。この態様によっても、表示装置は、好適に、２つの光源がある場合と同様に、表示像を両眼により視認させることができる。
　本発明の他の好適な実施形態では、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、を備える。
　上記のヘッドアップディスプレイは、車両に搭載され、光源と、第１反射ミラーと、第２反射ミラーと、第３反射ミラーと、第４反射ミラーとを備える。光源は、表示像を構成する光を出射する。第１反射ミラー及び第２反射ミラーは、光源から出射された光が入射する。第３反射ミラーは、第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く。第４反射ミラーは、第２反射ミラーが反射した光を観察者の他方の眼に導く。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイは、好適に表示像を両眼により視認させることができる。
　本発明の他の好適な実施形態では、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、表示像を構成する光を出射する光源と、前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置される。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
１．全体構成
１－１．第１構成例
　（概略構成）
　図１は、本発明の表示装置及びヘッドアップディスプレイの一例である表示装置１００の構成を示す。表示装置１００は、車両に搭載され、光源部２と、コンバイナ３と、反射部材５と、位置調整部６と、を備える。図１において、線「Ｌ１」は、光源部２からコンバイナ３への入射光の主光線を示し、線「Ｌ２」は、当該入射光がコンバイナ３により反射された光の主光線を示し、線「Ｌ３」は、コンバイナ３から反射部材５へ入射する光の主光線及び当該光が反射部材５によって反射された光の主光線を示し、線「Ｌ４」は、コンバイナ３から運転者の視点（「アイポイントＰｅ」とも呼ぶ。）へ入射する光の主光線を示す。なお、図１では、線Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４を主光線とする光の境界を一点鎖線により示している。
　光源部２は、車両のダッシュボード４４に設置され、現在地を含む地図情報や経路案内情報、走行速度、その他運転を補助する情報を示す表示像をコンバイナ３へ照射する。具体的には、光源部２は、コンバイナ３へ光を出射することで、運転者の目の位置（「アイポイントＰｅ」とも呼ぶ。）からコンバイナ３への延長線上、即ち線Ｌ２上又はその延長線上に虚像を生成する。
　コンバイナ３は、平板状に形成された、本発明における「ハーフミラー」の一例たる光学素子であり、サンバイザ（不図示）の近傍、即ちハンドル部４２の略鉛直上方向に設置される。コンバイナ３は、出射された光の一部を透過すると共に、他の一部を鏡面反射させる。具体的には、コンバイナ３は、光源部２から出射された線Ｌ１を主光線とする光を、線Ｌ２を主光線とする反射光と線Ｌ３を主光線とする透過光との２つに分割する。また、コンバイナ３は、光源部２から出射された光の入射面と反対側の面で、上述の透過光が反射部材５により反射された線Ｌ３を主光線とする反射光の一部を反射する。これにより、アイポイントＰｅに、線Ｌ４を主光線とする反射光が入射される。また、後述するように、コンバイナ３は、光源部２から出射した光の主光線Ｌ１がコンバイナ３の中央部を通り、かつ、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一の長さになるように、位置調整部６によって位置が調整される。
　反射部材５は、車室内の天井部４１の形状に合わせて天井部４１に貼り付けられる。反射部材５は、入射した光を再帰性反射する。即ち、反射部材５は、入射した光を、入射した方向へ反射させる。従って、本構成例では、反射部材５は、コンバイナ３を透過して入射した線Ｌ３を主光線とする入射光を、再びコンバイナ３へ反射する。そして、反射部材５からコンバイナ３への反射光は、コンバイナ３から反射部材５への入射光と同一の光路を辿る。これにより、当該反射光は、収束しながらコンバイナ３へ再び入射し、一部がアイポイントＰｅに向けて反射される。そして、コンバイナ３から反射された光が一点に収束する点（単に、「収束点」とも呼ぶ。）は、アイポイントＰｅの位置と略一致するように設定される。これにより、ユーザは、光を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影して像を観察するマクスウェル視により虚像を視認するため、どの位置に眼の焦点を合わせても虚像を鮮明に観察することが可能となる。
　位置調整部６は、天井部４１に固定され、コンバイナ３の位置を調整する。具体的には、位置調整部６は、光源部２の出射方向と略平行に延在するガイドレール６１と、ガイドレール６１を天井部４１に固定する固定部６２と、コンバイナ３を支持する枠部６３と、を備える。
　ここで、位置調整部６の具体的な構成例について、さらに図２を参照して説明する。図２は、図１の矢印「Ｙ」の方向から図示した位置調整部６の概略構成図である。図２に示すように、コンバイナ３は、枠部６３の回動支持部６３１、６３２により、矢印「Ｙ１」、「Ｙ２」の方向に回動可能に支持されている。これにより、コンバイナ３は、矢印Ｙ１又は矢印Ｙ２方向での傾き（「回動角度」とも呼ぶ。）が、任意の角度で設置される。また、枠部６３は、ガイドレール６１によって移動が規制されたスライド部６３０を備える。スライド部６３０は、ガイドレール６１の延在方向、即ち矢印「Ｙ３」、「Ｙ４」の方向に、移動する。なお、後述するように、スライド部６３０の位置及びコンバイナ３の回動角度の調整は、手動により行われてもよく、自動で行われてもよい。
　（コンバイナの位置調整）
　次に、コンバイナ３の位置について詳細に説明する。
　コンバイナ３は、コンバイナ３から反射した光の収束点とアイポイントＰｅの位置とが略一致する位置に設置される。具体的には、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになる位置、即ち、光源部２からコンバイナ３までの光路の長さと、コンバイナ３からアイポイントＰｅまでの光路の長さとが略同一になる位置に設置される。また、線Ｌ４上にアイポイントＰｅが存在するように、矢印Ｙ２の方向にコンバイナ３の回動角度が調整される。
　また、コンバイナ３は、虚像の一部が欠けない位置、具体的には光源部２から出射した光の主光線Ｌ１がコンバイナ３の中央部を通る位置に設置される。ここで、「中央部」とは、コンバイナ３の中心及びその近傍を指し、具体的には、光源部２から出射される光が全てコンバイナ３に照射される範囲を指す。
　以上を勘案し、コンバイナ３は、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになる位置であって、線Ｌ４がアイポイントＰｅを通る位置、かつ、線Ｌ１がコンバイナ３の中央部を通る位置に、位置調整がなされる必要がある。以後では、この具体例について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、以後では、図１に示すアイポイントＰｅの位置及びコンバイナ３の位置を標準位置とする。
　図３（ａ）は、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の前方方向に存在する場合の表示装置１００の状態を示す。なお、図３（ａ）では、説明の便宜上、標準位置に対応するアイポイントＰｅ及びコンバイナ３が破線により示されている。
　図３（ａ）に示すように、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の前方方向にずれた場合、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになるように、コンバイナ３及び枠部６３は、ガイドレール６１に沿って矢印Ｙ３の方向に移動する。また、線Ｌ４上にアイポイントＰｅが存在するように、矢印Ｙ２の方向にコンバイナ３の回動角度が調整される。これにより、表示装置１００は、コンバイナ３から反射した光の収束点とアイポイントＰｅの位置とを一致させることができる。
　また、コンバイナ３及び枠部６３は、光源部２から出射方向と略平行に形成されたガイドレール６１に沿って移動する。従って、図３（ａ）に示すように、コンバイナ３及び枠部６３の移動後であっても、線Ｌ１に相当する主光線は、コンバイナ３の略中心を通る。これにより、表示装置１００は、虚像の一部が欠けてユーザに視認されるのを抑制することができる。
　図３（ｂ）は、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の後方方向に存在する場合の表示装置１００の状態を示す。なお、図３（ｂ）では、図３（ａ）と同様、説明の便宜上、標準位置に対応するアイポイントＰｅ及びコンバイナ３が破線により示されている。
　図３（ｂ）に示すように、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の後方方向にずれた場合、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになるように、コンバイナ３及び枠部６３は、ガイドレール６１に沿って矢印Ｙ４の方向に移動する。また、線Ｌ４上にアイポイントＰｅが存在するように、矢印Ｙ１の方向にコンバイナ３の回動角度が調整される。これにより、表示装置１００は、コンバイナ３から反射した光の収束点とアイポイントＰｅの位置とを一致させることができる。
　また、コンバイナ３及び枠部６３は、光源部２から出射方向と略平行に形成されたガイドレール６１に沿って移動する。従って、図３（ｂ）に示すように、コンバイナ３及び枠部６３の移動後であっても、光源部２から出射した光の主光線Ｌ１は、コンバイナ３の略中心を通る。これにより、虚像の一部が欠けて視認されるのを抑制することができる。
　以上のように、表示装置１００は、アイポイントＰｅが標準位置とずれた場合であっても、コンバイナ３を位置調整部６により適切な位置へ移動させることができる。
　なお、上述したように、自動又は手動のいずれの場合であっても、位置調整部６は、アイポイントＰｅの位置に応じてコンバイナ３の位置を調整することが可能である。
　ここで、コンバイナ３の位置調整が一部自動で行われる例について説明する。この場合、表示装置１００は、例えば、位置調整部６に、枠部６３を移動させるアクチュエータ等の第１駆動部と、コンバイナ３を任意の回動角度に変位させるモータ等の第２駆動部と、ユーザが操作するためのインターフェース部とをさらに備える。そして、インターフェース部への入力があった場合、インターフェース部から第１駆動部又は第２駆動部に制御信号が送信され、第１駆動部は、制御信号に基づき枠部６３を矢印Ｙ３又は矢印Ｙ４の方向に移動させ、第２駆動部は、制御信号に基づきコンバイナ３の回動角度を変更する。
　次に、コンバイナ３の位置調整が操作によらず自動で行われる例について説明する。この場合、表示装置１００は、例えば、上述の第１駆動部及び第２駆動部に加え、アイポイントＰｅの位置を検出するカメラ等の検出部をさらに備え、アイポイントＰｅの位置に基づき、第１駆動部により枠部６３をガイドレール６１上で移動させると共に、第２駆動部によりコンバイナ３の回動角度を調整する。このとき、第１駆動部及び第２駆動部は、例えば所定のマップ等を参照して、検出されたアイポイントＰｅの位置から、目標とする枠部６３の位置及びコンバイナ３の回動角度を定める。上述のマップは、想定される各アイポイントＰｅの位置と、当該アイポイントＰｅの位置に対応して設定すべき枠部６３の位置及びコンバイナ３の回動角度とのマップであり、例えば実験等に基づき予め作成される。
　以上のように、自動又は手動のいずれの場合であっても、位置調整部６は、好適に、アイポイントＰｅの位置に応じてコンバイナ３の位置を調整することができる。
　（効果）
　ここで、上述した以外の表示装置１００の構成上の利点について、説明する。
　図１に示すように、光源部２は、ダッシュボード４４に設置され、コンバイナ３は、サンバイザ近傍に設置される。よって、表示装置１００は、種々の車両に搭載されることが可能となる。
　また、反射部材５は、コンバイナ３を透過した光の入射角度「ｄ２」（図１を参照）によらず、同一方向へ反射する。よって、光源部２の光の出射方向によらず、反射部材５は、当該光が届く範囲で自由に設置される。即ち、第１構成例では、光源部２と反射部材５との設置角度の自由度が高い。従って、図１では、反射部材５は、出っ張りを形成することなく天井部４１に沿って設置される。また、反射部材５は、コンバイナ３と非平行に設置され、上述の入射角度ｄ２は、光源部２から出射されたコンバイナ３への入射角度「ｄ１」（図１参照）よりも小さくなる。なお、反射部材５が天井部４１の形状に沿って設置された際に、再帰性反射部材である反射部材５に歪みが生じた場合であっても、虚像は歪まない。
　また、反射部材５を介してユーザに虚像を視認させることで、コンバイナ３が平面状であってもユーザが視認する虚像を大きくすることができる。
　また、表示装置１００は、光を散乱させる特殊なスクリーン等を必要としないため、安価に構成可能であると共に、スペックルノイズの発生を抑制することができる。また、表示装置１００は、中間像を生成しない。よって、光源部２が出射した像は、運転者にのみ視認され、車両外の人からは視認されない。
１－２．第２構成例
　次に、第２構成例について説明する。第２構成例は、第１構成例に加え、ユーザが虚像を見上げる角度を常に一定に保つことが可能な点で、第１構成例と異なる。
　（概略構成）
　図４は、第２構成例に係る表示装置１００ｘの概略構成を示す。表示装置１００ｘの光源部２ｘは、矢印Ｙ５又は矢印Ｙ６の方向に回動することで、光の出射方向を変更する。
　また、表示装置１００ｘの位置調整部６ｘは、枠部６３ｘの延在方向である矢印Ｙ８及びＹ９の示す方向にコンバイナ３を移動させる機構を備える。これについて、さらに図５を参照して説明する。
　図５は、図４の矢印「Ｙ」の方向から図示した位置調整部６ｘの概略構成図である。図５に示すように、枠部６３ｘは、スライド部６３０から延在し、回動支持部６３１、６３２の移動をその延在方向に規制するガイド部６３４、６３５を備える。そして、回動支持部６３１、６３２は、ガイド部６３４、６３５の延在方向である矢印Ｙ７、Ｙ８の方向に平行移動し、かつ、任意の位置で固定可能である。そして、コンバイナ３は、回動支持部６３１、６３２の移動に応じて、回動支持部６３１、６３２と一体となって矢印Ｙ７、Ｙ８の方向に移動する。また、第１構成例と同様、スライド部６３０は、矢印Ｙ３、Ｙ４の方向にガイドレール６１に沿ってスライド移動する。また、コンバイナ３は、回動支持部６３１、６３２を軸として、矢印Ｙ１、Ｙ２の方向に回動する。
　（コンバイナ及び光源の調整）
　次に、アイポイントＰｅの位置変更に伴うコンバイナ３の位置調整及び光源部２ｘの向き調整について説明する。表示装置１００ｘは、ユーザが虚像を視認する際の水平方向に対する視線の角度（「視線角度Θ」とも呼ぶ。）、即ち、コンバイナ３から反射された光が水平方向に対してなす角度を、常に所定角度に保つことが可能である。上述の所定角度は、例えば実験等に基づき予め定められる。
　これについて、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、以後では、図４に示すアイポイントＰｅの位置、コンバイナ３の位置、及び光源部２ｘの位置を、それぞれ標準位置とする。
　図６（ａ）は、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の前方方向に存在する場合の表示装置１００ｘの状態を示す。なお、図６（ａ）では、説明の便宜上、標準位置に対応するアイポイントＰｅ及びコンバイナ３がそれぞれ破線により示されている。
　図６（ａ）に示すように、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の前方方向にずれた場合、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになるように、コンバイナ３及び枠部６３ｘは、ガイドレール６１に沿って矢印Ｙ３の方向に移動する。また、線Ｌ４上にアイポイントＰｅが存在するように、矢印Ｙ２の方向にコンバイナ３の回動角度が調整される。これにより、コンバイナ３から反射した光の収束点とアイポイントＰｅの位置とが一致する。
　さらに、これに加えて、視線角度Θが一定に保たれるように、光源部２ｘの向きを矢印Ｙ６の方向へ傾ける。これにより、線Ｌ１とコンバイナ３との交点が鉛直上方向に遷移し、この場合の視線角度Θが図４に示す視線角度Θと等しくなる。さらに、線Ｌ１がコンバイナ３の中央部を通るように、コンバイナ３は、枠部６３ｘに沿って、標準位置よりも矢印Ｙ８の方向へ移動する。これにより、表示装置１００ｘは、虚像の一部が欠けて視認されるのを抑制することができる。
　図６（ｂ）は、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の後方方向に存在する場合の表示装置１００ｘの状態を示す。なお、図６（ｂ）では、説明の便宜上、標準位置に対応するアイポイントＰｅ及びコンバイナ３がそれぞれ破線により示されている。
　図６（ｂ）に示すように、アイポイントＰｅが標準位置よりも車両の後方方向にずれた場合、線Ｌ１と線Ｌ４とが略同一長さになるように、コンバイナ３及び枠部６３ｘは、ガイドレール６１に沿って矢印Ｙ４の方向に移動する。また、線Ｌ４上にアイポイントＰｅが存在するように、矢印Ｙ１の方向にコンバイナ３の回動角度が調整される。これにより、コンバイナ３から反射した光の収束点とアイポイントＰｅの位置とを一致させることができる。
　さらに、これに加えて、視線角度Θが一定に保たれるように、光源部２ｘの向きを矢印Ｙ５の方向へ傾ける。これにより、主光線Ｌ１とコンバイナ３との交点が高くなり、この場合の視線角度Θが図４に示す視線角度Θと等しくなる。さらに、光源部２から出射した光の主光線Ｌ１がコンバイナ３の略中心を通るように、コンバイナ３は、枠部６３ｘに沿って、標準位置よりも矢印Ｙ７の方向へ移動する。これにより、表示装置１００ｘは、虚像の一部が欠けて視認されるのを抑制することができる。
　以上のように、表示装置１００ｘは、コンバイナ３を枠部６３ｘに沿って移動可能な位置調整部６ｘと、光を出射する向きを変更可能な光源部２ｘとを備える。これにより、表示装置１００ｘは、アイポイントＰｅの位置が変化した場合であっても、視線角度Θを一定に保ちつつ、虚像の一部が欠けることなく虚像をユーザに視認させることができる。
　なお、第１構成例と同様、自動又は手動のいずれの場合であっても、位置調整部６ｘは、アイポイントＰｅの位置に応じてコンバイナ３の位置を調整することが可能である。
　コンバイナ３の位置調整が一部自動で行われる場合、例えば、表示装置１００ｘは、第１構成例で述べた第１駆動部と第２駆動部とに加え、矢印Ｙ５、Ｙ６の方向へ光源部２ｘの向きを変更する第３駆動部と、回動支持部６３１、６３２を矢印Ｙ７、Ｙ８の方向へ移動させる第４駆動部と、を有する。そして、インターフェース部への入力に基づき、第１駆動部乃至第４駆動部がそれぞれ駆動する。
　次に、コンバイナ３の位置調整が操作によらず自動で行われる場合、表示装置１００ｘは、第１駆動部乃至第４駆動部に加え、アイポイントＰｅの位置を検出するカメラ等の検出部をさらに備え、アイポイントＰｅの位置に基づき、第１駆動部乃至第４駆動部を駆動させる。具体的には、第１駆動部乃至第４駆動部は、例えば所定のマップ等を参照して、アイポイントＰｅの検出位置から、制御対象の移動又は回動すべき量を特定し、特定した量に基づき作動する。上述のマップは、例えば実験等に基づき予め作成される。
　以上のように、自動又は手動のいずれの場合であっても、位置調整部６ｘは、好適に、アイポイントＰｅの位置に応じてコンバイナ３の位置及び光源部２ｘの傾きを調整することができる。
　２．２眼化手法
　次に、一つの光源により、２眼それぞれに対応するアイボックスを生成する方法（２眼化手法）について説明する。以下では、まず、２眼化を実現するための光源部２、２ｘの構造について説明した後、２眼の間隔に応じて光の収束点の間隔を変更する方法等について説明する。
２－１．構成例
　まず、２眼化を実現するための光源部２、２ｘの構成を説明する。光源部２、２ｘは、後述するように、ハーフミラー方式又は画面分割方式のいずれかの方式に従い構成される。
２－１－１．ハーフミラー方式
　図７は、ハーフミラー方式により構成された光源部２、２ｘ（以後では「光源部２ｈ」とも呼ぶ。）の筺体内部を俯瞰した概略構成を示す図である。図７に示すように、光源部２ｈは、表示像を出射し、移動機構を備える光源２０と、第１反射ミラー２１と、第２反射ミラー２２と、第３反射ミラー２３と、第４反射ミラー２４と、を備える。なお、以後では、光源２０から光が出射される方向を「Ｚ軸」の正方向とし、ユーザの両眼を結ぶ方向、即ち第３反射ミラー２３から第４反射ミラー２４へ向かう方向を「Ｘ軸」の正方向とする。また、図７において、主光線を破線、光路の境界を実線、その他の補助線を一点鎖線により示している。
　第１反射ミラー２１は、光源２０から出射され、第２反射ミラー２２を透過した光を、第３反射ミラー２３へ向けて反射させる平板上の全反射ミラーである。第１反射ミラー２１は、後述するように、光源２０がＺ軸方向に移動した場合であっても、第２反射ミラー２２を透過した光が全て照射される位置及び大きさに設計される。
　第２反射ミラー２２は、光源２０から出射された光の一部を透過すると共に、他の一部を反射させるハーフミラーである。第２反射ミラー２２で反射された光は、全て第４反射ミラー２４に入射すると共に、第２反射ミラー２２を透過した光は、全て第１反射ミラー２１に入射する。第２反射ミラー２２は、後述するように、光源２０がＺ軸方向に移動した場合であっても、光源２０から出射された光が全て照射される位置及び大きさに設計される。
　第３反射ミラー２３は、第１反射ミラー２１で反射された光をＺ軸正方向へ反射させる平板上の全反射ミラーである。図７に示すように、第３反射ミラー２３で反射された光の光路は、仮想光源位置２５ａに光源部２ｈを設置して光を出射した場合の光路と一致する。そして、第３反射ミラー２３で反射された光は、光源部２ｈの筺体外に出射され（図１の線Ｌ１参照）、コンバイナ３及び反射部材５を介してユーザの一方の眼に対応するアイポイントＰｅ（「第１アイポイントＰｅ１」とも呼ぶ。）に導かれる。第３反射ミラー２３から反射された光が第１アイポイントＰｅ１近傍で収束する収束点（「第１収束点」とも呼ぶ。）は、仮想光源位置２５ａの共役点であり、仮想光源位置２５ａと一対一の対応関係を有する。また、第３反射ミラー２３は、移動機構を備え、ＸＺ平面上の所定範囲での移動及び所定角度内での回動が可能であり、とり得る全ての位置で、第１反射ミラー２１で反射された全ての光が入射するように、大きさが予め設計される。
　第４反射ミラー２４は、第２反射ミラー２２から反射された光をＺ軸正方向へ反射させる全反射ミラーである。図７に示すように、第４反射ミラー２４で反射された光の光路は、仮想光源位置２５ｂに光源部２ｈを設置して光を出射した場合の光路と一致する。そして、第４反射ミラー２４で反射された光は、光源部２ｈの筺体外に出射され（図１の線Ｌ１参照）、コンバイナ３及び反射部材５を介して、第１アイポイントＰｅ１に対応する眼の他方の眼に対応するアイポイントＰｅ（「第２アイポイントＰｅ２」とも呼ぶ。）に導かれる。第４反射ミラー２４から反射された光が第２アイポイントＰｅ２近傍で収束する収束点（「第２収束点」とも呼ぶ。）は、後述するように、仮想光源位置２５ｂと一対一の対応関係を有する。また、第４反射ミラー２４は、移動機構を備え、ＸＺ平面上の所定範囲での移動及び所定角度内の回動が可能であり、とり得る全ての位置で、第２反射ミラー２２で反射された全ての光が入射するように、大きさが予め設計される。
　このように、光源部２ｈは、一つの光源２０により、仮想光源位置２５ａ、２５ｂに光源を設置した場合と同様の光を出射することが可能となり、両眼により表示像を視認させることができる。
　ここで、仮想光源位置２５ａ、２５ｂと、第１収束点及び第２収束点との関係について補足説明する。光源部２ｈでは、第１収束点は、仮想光源位置２５ａの共役点に相当し、第２収束点は、仮想光源位置２５ｂの共役点に相当する。具体的には、仮想光源位置２５ａがＺ軸上を移動した場合には、これに応じて第１収束点はその反対方向に同一の移動量だけ移動し、仮想光源位置２５ｂがＺ軸上を移動した場合には、第２収束点はその反対方向に同一移動量だけ移動する。また、仮想光源位置２５ａがＸ軸上を移動した場合には、これに応じて第１収束点は同一方向に同一移動量だけ移動し、仮想光源位置２５ｂがＸ軸上を移動した場合には、第２収束点は同一方向に同一移動量だけ移動する。
　従って、仮想光源位置２５ａと仮想光源位置２５ｂとのＸ軸方向における距離に相当する幅「Ｄｗ」は、第１収束点と第２収束点とのＸ軸方向における距離に等しい。また、アイボックスは、第１収束点及びその近傍と、第２収束点及びその近傍とにそれぞれ生成される。従って、第１収束点に対応するアイボックス及び第２収束点に対応するアイボックスと、ユーザの２眼とを合わせるためには、光源部２ｈは、仮想光源位置２５ａと仮想光源位置２５ｂとの距離を、ユーザの２眼の距離に設定する必要がある。この具体的な処理については、後述の２－２のセクションで詳しく説明する。
２－１－２．画面分割方式
　図８（ａ）は、画面分割方式により構成された光源部２、２ｘ（以後では、「光源部２ｄ」とも呼ぶ。）の筺体内部の概略構成を示す図である。光源部２ｄは、光源２０と、第１反射ミラー２１ｙと、第２反射ミラー２２ｙと、第３反射ミラー２３ｙと、第４反射ミラー２４ｙと、を備える。なお、上述のハーフミラー方式と同様な部分については、適宜その説明を省略する。
　第１反射ミラー２１ｙは、光源２０から出射された光を、第３反射ミラー２３ｙへ向けて反射させる平板上の全反射ミラーである。第１反射ミラー２１ｙは、光源２０から出射される光のうち、ＸＺ平面と垂直な軸（「Ｙ軸」とも呼ぶ。）を縦軸とした場合の上半分のみが照射される。
　第２反射ミラー２２ｙは、光源２０から出射された光を、第４反射ミラー２４ｙへ向けて反射させる平板上の全反射ミラーである。第２反射ミラー２２ｙは、光源２０から出射される光のうち、Ｙ軸を縦軸とした場合の下半分のみが照射される。
　第３反射ミラー２３ｙは、ハーフミラー方式の第３反射ミラー２３と同様、第１反射ミラー２１ｙから反射された光をＺ軸正方向へ反射させる平板上の全反射ミラーである。第３反射ミラー２３ｙで反射された光は、仮想光源位置２５ａに光源部２ｄを設置した場合に出射される光と同様の光路を有し、光源部２ｄの筺体外へ出射された後、コンバイナ３及び反射部材５を介して第１アイポイントＰｅ１に導かれる。
　第４反射ミラー２４ｙは、ハーフミラー方式の第４反射ミラー２４と同様、第１反射ミラー２１ｙから反射された光をＺ軸正方向へ反射させる平板上の全反射ミラーである。第４反射ミラー２４ｙで反射された光は、仮想光源位置２５ｂに光源部２ｄを設置した場合に出射される光と同様の光路を有し、光源部２ｄの筺体外へ出射された後、コンバイナ３及び反射部材５を介して第２アイポイントＰｅ２に導かれる。第４反射ミラー２４ｙは、ＸＺ平面上において、光源２０が出射する光の主光線と重なる線Ａｘを軸として第３反射ミラー２３ｙと対称の位置に配置される。
　図８（ｂ）は、第１反射ミラー２１ｙと第２反射ミラー２２ｙとを図８（ａ）の矢印「Ｙａ」の方向から投影した図の一例である。図８（ｂ）に示すように、第１反射ミラー２１ｙは、第２反射ミラー２２と当接する。また、図８（ａ）に示すように、第１反射ミラー２１ｙ及び第２反射ミラー２２ｙは、ＸＺ平面上において、線Ａｘを軸として対称かつ互いに交差する向きに設置される。
　そして、光源２０は、例えば、第１反射ミラー２１ｙに出射する上半分の光と、第２反射ミラー２２ｙに出射する下半分の光とがそれぞれ同一の表示像を構成するように、出射する光を生成する。これにより、第１アイポイントＰｅ１と第１収束点、及び、第２アイポイントＰｅ２と第２収束点とを合わせることで、光源部２ｄは、光源部２ｈと同様、一つの光源２０で、両眼により表示像を視認させることができる。
　なお、上述の構成に代えて、上述の仮想光源位置２５ａ、２５ｂのうち一方を、光源２０の位置と一致させた場合、即ち一方のアイポイントＰｅに対応する光源位置を実光源の位置にした場合には、第１収束点と第２収束点とのＺ軸方向での位置がずれてしまう。図９は、この比較例に係る光源部２ｚの構成例を示す。光源部２ｚは、ハーフミラー２８と、全反射ミラー２９とを備える。図９に示すように、光源部２ｚは、光源部２ｈ、２ｄと同様に、１つの光源２０により、表示像を視認可能な２つの収束点を生成する。一方、光源部２ｚでは、光源２０の位置と仮想光源位置２５ｂとのＺ軸方向での位置がずれている。従って、この場合、それぞれに対応する収束点はＺ軸方向で互いにずれることとなり、ユーザは、適切に２眼により表示像を視認することができない。これを勘案し、光源部２ｈ、２ｄは、２つの仮想光源位置２５ａ、２５ｂを生成する。これにより、光源部２ｈ、２ｄは、好適に、Ｚ軸方向で一致する第１収束点及び第２収束点を生成することができる。
　２－２．間隔変更
　次に、Ｘ軸方向における第１収束点と第２収束点との間隔を、ユーザの２眼の幅に応じて変更する方法について、光源部２ｈを代表例として説明する。概略的には、光源部２ｈは、幅Ｄｗを広げる場合には、第３反射ミラー２３をＸ軸負方向、第４反射ミラー２４をＸ軸正方向にそれぞれ均等に移動させると共に、光源２０をＺ軸正方向に移動させる。一方、光源部２ｈは、幅Ｄｗを狭める場合には、第３反射ミラー２３をＸ軸正方向、第４反射ミラー２４をＸ軸負方向にそれぞれ均等に移動させると共に、光源２０をＺ軸負方向に移動させる。これにより、光源部２ｈは、第１収束点及び第２収束点をＺ軸方向で変位させることなく、第１収束点と第２収束点とのＸ軸方向での幅を変更する。
　ここで、第１アイポイントＰｅ１と第２アイポイントＰｅ２との幅に応じて幅Ｄｗを広げる場合について、図１０を参照して説明する。図１０は、第４反射ミラー２４をＸ軸正方向に移動させた場合の仮想光源位置２５ｂの変化を示す。図１０に示すように、第４反射ミラー２４をＸ軸正方向に移動させた場合（矢印「Ｙａ」参照）、仮想光源位置２５ｂは、矢印「Ｙｂ」の方向に遷移する。具体的には、この場合、仮想光源位置２５ｂは、Ｘ軸正方向に幅「ｄＸ」だけ移動し、Ｚ軸負方向に幅「ｄＺ」だけ移動する。従って、この場合、仮想光源位置２５ｂに対応する第２収束点は、Ｘ軸正方向に幅ｄＸだけ移動し、Ｚ軸正方向に幅ｄＺだけ移動する。これにより、第２アイポイントＰｅ２と第２収束点とがＸ軸上で一致する。
　同様に、第１アイポイントＰｅ１と第１収束点とをＸ軸上で一致させるため、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３を矢印「Ｙｃ」の方向、即ちＸ軸負方向に移動させる。この場合、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３の移動幅を、第４反射ミラー２４の移動幅と等しくする。これにより、仮想光源位置２５ａは、矢印「Ｙｄ」の方向に遷移する。具体的には、仮想光源位置２５ａは、Ｘ軸負方向に幅ｄＸかつＺ軸負方向に幅ｄＺだけ移動する。そして、仮想光源位置２５ａに対応する第１収束点は、Ｘ軸負方向に幅ｄＸだけ移動し、Ｚ軸正方向に幅ｄＺだけ移動する。これにより、第１アイポイントＰｅ１と第１収束点とがＸ軸上で一致する。
　さらに、光源部２ｈは、光源２０をＺ軸方向で移動させる。これにより、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３及び第４反射ミラー２４の移動に起因して、Ｚ軸負方向へ仮想光源位置２５ａ、２５ｂが変位するのを防ぐ。具体的には、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３及び第４反射ミラー２４の移動の前後で、光源２０から第３反射ミラー２３までの光路の長さと、光源２０から第４反射ミラー２４までの光路の長さとが変化しないように、光源２０を移動させる。即ち、この場合、仮想光源位置２５ａ、２５ｂが幅ｄＺだけＺ軸負方向に移動したことから、光源部２ｈは、矢印「Ｙｄ」が示す方向に、光源２０を幅ｄＺだけＺ軸正方向に移動させる。これにより、第１アイポイントＰｅ１と第１収束点、及び、第２アイポイントＰｅ２と第２収束点が、それぞれＺ軸上で一致する。
　以上のように、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３及び第４反射ミラー２４をＸ軸上で反対方向に均等に移動させ、さらに光源２０をＺ軸方向で移動させる。これにより、光源部２ｈは、ユーザの２眼の幅に応じて第１収束点と第２収束点との幅を変えることができる。
　ここで、第３反射ミラー２３、第４反射ミラー２４、及び光源２０の可動範囲等について説明する。好適には、想定されるユーザの２眼の幅の範囲を予め定めておき、その範囲で第３反射ミラー２３、第４反射ミラー２４、及び光源２０がそれぞれ適切な位置に移動可能なように、これらの可動範囲が定められる。また、第１乃至第４反射ミラー２１乃至２４の大きさは、上述の可動範囲の全ての位置で、光が一部欠けることなく入射可能な大きさに予め定められる。これにより、光源部２ｈは、アイボックスの幅を調整可能にすると共に、表示像が欠けて視認されるのを防ぐことができる。
　次に、画面分割方式により構成された光源部２ｄにおいて、第１収束点と第２収束点との間隔を変更する方法について説明する。この場合についても光源部２ｈと同様に、光源部２ｄは、第３反射ミラー２３ｙ及び第４反射ミラー２４ｙをＸ軸上で反対方向に均等に移動させる。これに加え、光源部２ｄは、第３反射ミラー２３ｙ及び第４反射ミラー２４ｙの移動の前後で、光源２０から第３反射ミラー２３ｙまでの光路の長さと、光源２０から第４反射ミラー２４ｙまでの光路の長さとが変化しないように、光源２０をＺ軸上で移動させる。
　これにより、光源部２ｄは、ユーザの２眼の幅に応じて第１収束点と第２収束点との幅を変えることができる。また、第３反射ミラー２３ｙ、第４反射ミラー２４ｙ、及び光源２０の可動範囲、及び、第１乃至第４反射ミラー２１ｙ乃至２４ｙの大きさは、光源部２ｈと同様に定められる。
　なお、上述の方法に代えて、第１反射ミラー２１又は／及び第２反射ミラー２２をＺ軸方向に移動させた場合には、仮想光源位置２５ａ、２５ｂの位置は変化せず、ユーザの２眼の幅に応じて第１収束点と第２収束点との間隔を変更することはできない。光源部２ｄでも同様に、第１反射ミラー２１ｙ又は／及び第２反射ミラー２２ｙをＺ軸方向に移動させた場合であっても、仮想光源位置２５ａ、２５ｂの位置は変化しない。
　２－３．輻輳角の変更
　次に、輻輳角を変更する方法について、光源部２ｈを代表例として説明する。まず、片眼への光の入射角度を変更することにより輻輳角を変更する方法について説明する。概略的には、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３又は第４反射ミラー２４を所定の基準点を中心に回動させると共に、光源２０をＺ軸方向に移動させる。これにより、光源部２ｈは、第１収束点及び第２収束点の位置を変化させることなく輻輳角を変更し、ユーザが表示像を視認する際の奥行き感を調整する。
　これについて、図１１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１１（ａ）は、基準点６０を中心に第４反射ミラー２４を回動させた場合の光源部２ｈの状態を示す図である。ここで、基準点６０は、第４反射ミラー２４に入射する光の主光線（光軸）と第４反射ミラー２４との交点を指す。図１１（ｂ）は、第４反射ミラー２４と離れた所定の基準点６１を中心に第４反射ミラー２４を回動させた場合の光源部２ｈの状態を示す図である。なお、図１１（ａ）、（ｂ）では、説明の便宜上、第２反射ミラー２２、第４反射ミラー２４、及び光源２０のみを図示する。また、図１１（ａ）、（ｂ）では、第４反射ミラー２４の回動前の光の境界を破線、第４反射ミラー２４の回動後の光の境界を実線により示し、その他の補助線を一点鎖線で示す。また、回動前の第４反射ミラー２４と、移動前の光源２０とをそれぞれ破線で示す。
　図１１（ａ）に示すように、所定角度「ｄΘ」だけ時計回りに基準点６０を中心として第４反射ミラー２４を回動させた場合、仮想光源位置２５ｂは、Ｘ軸正方向に移動する。この場合、仮想光源位置２５ｂのＸ軸正方向への移動量を「ｄＸ１」とし、基準点６０と仮想光源位置２５ｂとの距離を「Ｄ１」とすると、角度ｄΘが微小であることから、移動量ｄＸ１は、以下の式（１）により表せられる。
　　　　　　　ｄＸ１≒Ｄ１×ｄΘ　　　　式（１）
　また、光源部２ｈは、上述の第４反射ミラー２４の回動に起因して仮想光源位置２５ｂがＸ軸正方向に移動量ｄＸ１だけ移動するのを防ぐため、上述の処理に加え、第４反射ミラー２４をＸ軸負方向に移動量ｄＸ１だけ移動させる。これにより、第４反射ミラー２４の回動前後で、仮想光源位置２５ｂのＸ軸上での位置が不変に保たれる。
　ここで、上述した処理は、図１１（ｂ）に示すように、基準点６１を中心として第４反射ミラー２４を時計回りに角度ｄΘだけ回動させる処理に等しい。基準点６１は、第４反射ミラー２４の遷移前後で延在方向へ補助線を引いた場合の交点に相当する。
　さらに、これに加え、光源部２ｈは、光源２０をＺ軸負方向に移動量ｄＸ１だけ移動させる。これにより、光源２０から第４反射ミラー２４までの光路の距離が一定に保たれるため、仮想光源位置２５ｂはＺ軸方向に変位しない。従って、光源部２ｈは、輻輳角を変更しつつ、輻輳角の変更前後で仮想光源位置２５ｂの位置を不変に保つことができる。
　以上のように、光源部２ｈは、基準点６１を中心として第４反射ミラー２４を所定範囲で回動させると共に、光源２０から第４反射ミラー２４までの光路の距離を保つように光源２０をＺ軸上の所定範囲で移動させる。上述の所定範囲は、設定され得る輻輳角の範囲を勘案し、予め定められる。また、上述の基準点６１は、具体的には、予め計算又は実験等により求められ、第４反射ミラー２４は、基準点６１を中心に回動可能なように設計される。これにより、光源部２ｈは、好適に輻輳角を変更することができる。
　次に、両眼への光の入射角度を均等に変更することにより輻輳角を変更する方法について説明する。
　この場合、基準点６１を中心に第４反射ミラー２４を回動させる処理に加え、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３を第４反射ミラー２４と反対方向に同一角度だけ回動させる。
　具体的には、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３を角度ｄΘだけ反時計回りに、第３反射ミラー２３へ入射する光の主光線と第３反射ミラー２３との交点を中心として回動させる。ここで、仮想光源位置２５ａのＸ軸負方向への移動量を「ｄＸ２」とし、上述の交点と仮想光源位置２５ａとの距離を「Ｄ２」とすると、角度ｄΘが微小であることから、移動量ｄＸ２は、以下の式（２）で表される。
　　　　　　　ｄＸ２≒Ｄ２×ｄΘ　　　　式（２）
　さらに、光源部２ｈは、第３反射ミラー２３をＸ軸正方向に移動量ｄＸ２だけ移動させる。
　上述の第３反射ミラー２３の遷移は、基準点６１に対応する所定の基準点を中心として第３反射ミラー２３を反時計回りに所定角度だけ回動させることに等しい。ここで、所定の基準点とは、具体的には、第３反射ミラー２３の遷移前後で延在方向へ補助線を引いた場合の交点に相当する。従って、光源部２ｈは、上述の基準点を中心に第３反射ミラー２３を回動させることで、第３反射ミラー２３の回動前後で、仮想光源位置２５ａのＸ軸上での位置を不変に保つことができる。
　さらに、これに加え、光源部２ｈは、光源２０のＺ軸上での位置を調整する。ここで、光源２０から第４反射ミラー２４までの光路の距離を不変に保つためには、光源２０をＺ軸負方向に移動量ｄＸ１だけ移動させることが好ましく、光源２０から第３反射ミラー２３までの光路の距離を不変に保つためには、光源２０をＺ軸負方向に移動量ｄＸ２だけ移動させるのが好ましい。ここで、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが異なることから移動量ｄＸ１と移動量ｄＸ２とは異なる。
　よって、この場合、一例として、光源部２ｈは、移動量ｄＸ１と移動量ｄＸ２との中間値（即ち平均値）だけ光源２０をＺ軸負方向に移動させる。これにより、光源部２ｈは、仮想光源位置２５ａ、２５ｂをほぼ一定に保ちつつ、左右均等に輻輳角を変更することができる。なお、角度ｄΘは、通常微小な値に設定されるため、このように光源２０を移動させた場合であっても、光源部２ｈは、好適に仮想光源位置２５ａ、２５ｂを不変に保つことができる。
　なお、好適には、第１反射ミラー２１と第２反射ミラー２２との位置をなるべく近づけるように、光源部２ｈを設計する。ここで、距離Ｄ１と距離Ｄ２との差は、光源２０から第１反射ミラー２１までの距離と光源２０から第２反射ミラー２２までの距離との差と等しい。従って、これにより距離Ｄ１と距離Ｄ２とを近似させることができ、仮想光源位置２５ａ、２５ｂをほぼ一定に保ちつつ、左右均等に輻輳角を変更することができる。
　次に、画面分割方式により構成された光源部２ｄにおいて、輻輳角を変更する方法について説明する。
　この場合、光源部２ｈと同様に、光源部２ｄは、第３反射ミラー２３ｙ又は／及び第４反射ミラー２４ｙを、主光線が通る基準点を中心として回動させ、かつ、式（１）又は式（２）に基づきＸ軸上で移動させた場合と等しくなるように、所定の各基準点を中心に回動させる。上述の各基準点は、例えば予め実験等に基づき求められる。
　これに加え、光源部２ｄは、光源２０を式（１）又は式（２）に基づきＺ軸方向に移動させる。なお、光源部２ｄでは、光源２０から第１反射ミラー２１ｙまでの距離と光源２０から第２反射ミラー２２ｙまでの距離とが等しく、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが等しい。従って、光源部２ｄでは、移動量ｄＸ１と移動量ｄＸ２とが等しくなる。
　よって、光源部２ｄは、左右均等に輻輳角を変更する場合であっても、光源２０のＺ軸方向での移動量を的確かつ一意に定めることができ、仮想光源位置２５ａ、２５ｂを不変に保ちつつ、左右均等に輻輳角を変更することができる。
　３．変形例
　以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
　（変形例１）
　図１等の説明では、コンバイナ３は、平板状に形成されていたが、本発明が適用可能な態様はこれに限定されない。これに代えて、コンバイナ３は、緩やかな曲面状に形成されてもよい。
　この場合であっても、コンバイナ３から反射した光の収束点と、アイポイントＰｅとの位置が略一致するように、コンバイナ３の位置調整がなされる。このとき、線Ｌ１の長さと線Ｌ４の長さとの比は、１：１ではなく、コンバイナ３の光学系の倍率に応じた比に設定される。
　（変形例２）
　図１、図４では、光源部２、２ｘは、ダッシュボード４４に設置されていたが、本発明が適用可能な表示装置１００、１００ｘの構成は、これに限定されない。これに代えて、光源部２、２ｘは、図示しないセンターコンソールなど、ダッシュボード４４以外のインストゥルメンタル・パネル（インパネ）近傍に設置されてもよい。これによっても、光源部２、２ｘを天井部４１に設置する必要がなく、表示装置１００、１００ｘを種々の車種に搭載することができる。
　（変形例３）
　図４では、天井部４１に設置された反射部材５は、固定されていたが、本発明が適用可能な表示装置１００ｘの構成は、これに限定されない。これに代えて、反射部材５は、光源部２、２ｘから出射された光を全て反射する位置、例えばコンバイナ３を透過した光の主光線Ｌ３が反射部材５の中央付近に照射される位置に、天井部４１に沿って移動してもよい。
　この場合、反射部材５は、天井部４１に設けられた図示しないガイド等に沿って、手動又は自動により、光源部２、２ｘの光の出射角度に応じて車両の前後方向に移動する。具体的には、反射部材５は、水平方向に対する光源部２、２ｘの出射角度が大きいほど、車両の前方方向、即ちサンバイザの設置された方向に移動し、水平後方に対する光源部２、２ｘの出射角度が小さいほど、車両の後方方向に移動する。これによって、表示装置１００ｘは、反射部材５の大きさを抑制しつつ、虚像が一部欠けるのを抑制することができる。
　（変形例４）
　図２、図５に示す位置調整部６、６ｘの構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。
　例えば、位置調整部６、６ｘは、コンバイナ３が回動支持部６３１、６３２を支軸として回動していたが、これに代えて、又はこれに加えて、スライド部６３０を軸として枠部６３及びコンバイナ３が回動することで、コンバイナ３の傾きを調整してもよい。
　（変形例５）
　図８（ａ）に示す画面分割方式の光源部２ｄは、図８（ｂ）に示すように、光源２０から出射した光を、Ｙ軸を縦軸として上下に分割した。これに代えて、光源部２ｄは、光源２０から出射した光を、Ｘ軸を横軸として左右に分割してもよい。図１２（ａ）は、当該変形例に係る光源部２ｄの筺体内部の概略構成を示す図である。また、図１２（ｂ）は、第１反射ミラー２１ｙと第２反射ミラー２２ｙとを矢印Ｙａの方向から投影した図の一例である。
　図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、光源部２ｄは、第１反射ミラー２１ｙと第２反射ミラー２２ｙとで、光源２０から出射した光を、Ｘ軸を横軸として左右略均等に分割する。そして、光源２０は、例えば、第１反射ミラー２１ｙに出射する右半分の光と、第２反射ミラー２２ｙに出射する左半分の光とが、それぞれ同一の表示像を構成するように、出射する光を生成する。これにより、光源部２ｄは、１つの光源２０で、両眼により表示像を視認させることができる。
　なお、これに代えて、光源２０は、第１反射ミラー２１ｙに出射する右半分の光が構成する表示像と、第２反射ミラー２２ｙに出射する左半分の光が構成する表示像とが、両眼による視差を考慮した分だけ異なるように、出射する光を生成してもよい。このようにすることで、光源部２ｄは、表示像を立体的に視認させることができる。
　（変形例６）
　２－２のセクションの説明では、光源部２ｈ、２ｄは、第３反射ミラー２３及び第４反射ミラー２４を移動させる場合、仮想光源位置２５ａ、２５ｂのＺ軸方向での位置を保つため、光源２０をＺ軸方向に移動させた。これに代えて、光源部２ｈ、２ｄ及びコンバイナ３がＺ軸方向に移動してもよい。これによっても、表示装置１００、１００ｘは、好適に、仮想光源位置２５ａ、２５ｂのＺ軸方向での位置を不変に保ちつつ、第１収束点及び第２収束点の間隔のみを変更することができる。
　本発明は、経路案内や車両の情報を運転者に視認させるヘッドアップディスプレイ、その他表示装置に好適に適用することができる。
　２、２ｘ、２ｚ、２ｈ、２ｄ　光源部
　３　コンバイナ
　５　反射部材
　６、６ｘ　位置調整部
　２１、２１ｙ　第１反射ミラー
　２２、２２ｙ　第２反射ミラー
　２３、２３ｙ　第３反射ミラー
　２４、２４ｙ　第４反射ミラー
　４０　フロントウィンドウ
　４１　天井部
　４２　ハンドル部
　４４　ダッシュボード
　１００、１００ｘ　表示装置

Claims (11)

  1. 　表示像を構成する光を出射する光源と、
    　前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、
    　前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、
    　前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、
    前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 　前記光源移動機構は、前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化に応じて前記光源を移動させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　表示像を構成する光を出射する光源と、
    　前記光が入射する第１、第２反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、
    　前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、
    前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置されることを特徴とする表示装置。
  4. 　前記第１反射ミラーは、ハーフミラーであり、
    　前記第２反射ミラーは、前記第１反射ミラーを透過した光を前記第４反射ミラーに反射することを特徴とする請求項１または３に記載の表示装置。
  5. 　前記第１反射ミラーは、前記光源が出射した光のうち一部が入射し、
    　前記第２反射ミラーは、前記光源が出射した光のうち前記一部以外の光が入射することを特徴とする請求項１または３に記載の表示装置。
  6. 　前記第３反射ミラー又は／及び前記第４反射ミラーは、
    　所定の基準点を中心として回動することで輻輳角を変更し、
    　前記光源は、
    　前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向と直交し、前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーと接近又は離間する方向に移動自在であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 　前記光源は、
    　前記第３反射ミラー又は／及び第４反射ミラーが移動した移動量に基づき、移動し、
    　前記基準点は、それぞれ、前記第３、第４反射ミラーの回動に起因して、前記光源が移動することにより、前記第３、第４反射ミラーで反射した光の収束点が変化しない点であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
  8. 　前記第１反射ミラーには、前記光源から出射された光を、前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向及び前記光源の光の出射方向と垂直方向を縦軸として、上下に分割した場合の一方の光が入射され、
    　前記第２反射ミラーには、前記光源から出射された光のうち、前記一方の光以外の光が入射される、
    又は、
    　前記第１反射ミラーには、前記光源から出射された光を、前記第１反射ミラーと前記第３反射ミラーとが並ぶ方向を横軸として、左右に分割した場合の一方の光が入射され、
    　前記第２反射ミラーには、前記光源から出射された光のうち、前記一方の光以外の光が入射されることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  9. 　車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、
    　表示像を構成する光を出射する光源と、
    　前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、
    　前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーと第３反射ミラーとの第１光学距離を変化可能な第３反射ミラー移動機構と、
    　前記第２反射ミラーと第４反射ミラーとの第２光学距離を変化可能な第４反射ミラー移動機構と、
    前記第１光学距離及び前記第２光学距離の変化の前後で、前記光源から前記第３反射ミラーまでの光学距離、及び、前記光源から前記第４反射ミラーまでの光学距離が維持されるように前記光源を移動可能な光源移動機構と、
    を備えることを特徴とするペッドアップディスプレイ。
  10. 　車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、
    　表示像を構成する光を出射する光源と、
    　前記光がそれぞれ入射する第１、第２反射ミラーと、
    　前記第１反射ミラーが反射した光を観察者の一方の眼に導く第３反射ミラーと、
    　前記第２反射ミラーが反射した光を前記観察者の他方の眼に導く第４反射ミラーと、を備え、
    前記光源は、前記第３、第４反射ミラー間であって、前記第３反射ミラーで反射された光の光路および前記第４反射ミラーで反射された光の光路による仮想光源位置側に配置されることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
  11. 　前記光源と、前記第１乃至第４反射ミラーと、を有する光源部と、
    　光を反射させる反射部材と、
    　前記光源部から出射された光を透過させて前記反射部材に導くと共に、前記反射部材で反射した光をさらに反射させるハーフミラーと、
    を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載のヘッドアップディスプレイ。
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