WO2015045937A1 - 投射型表示装置 - Google Patents

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WO2015045937A1
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projection
display device
virtual image
display light
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Inventor
一夫 諸橋
高橋　祐一
Original Assignee
日本精機株式会社
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division

Definitions

  • the present invention relates to a projection display device that projects a display image.
  • a conventional projection display device configures a projection display device by setting the display device within the focal length of the concave mirror.
  • This projection display device is installed in the instrument panel of the car.
  • the display light of the display formed by the display device and the light source is reflected by the concave mirror and directed to the windshield of the car, and the display light is reflected by the windshield and directed to the driver's viewpoint position.
  • the virtual image of the display of the display device was formed at the front position of the windshield, the virtual image was enlarged by a concave mirror (for example, refer to Patent Document 1).
  • the concave mirror is increased. This leads to an increase in the size of the projection display device. Further, the radius of curvature of the concave mirror must be increased along with the enlargement of the concave mirror, and accordingly, the optical path length of the projection display device becomes long, leading to an increase in size of the projection display device. Become. As a result, there has been a problem that the projection display device cannot be stored in the instrument panel of the vehicle.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, suppress an increase in size of the device, and provide a projection display device having a large angle of view.
  • a projection display device provides a display that emits projected display light, a reflective member that reflects the display light, and the display light reflected by the reflective member as a projection member.
  • the reflecting member includes two or more concave mirrors, the display emits two or more display lights, and the two or more display lights are reflected by the two or more concave mirrors, respectively. Then, the projection is performed on the projection member so that the two or more display lights reflected by the two or more concave mirrors are in contact with each other or are partially overlapped.
  • the display light projected onto the projection member so as to overlap the part displays the same virtual image on the part where the display light is overlapped and projected.
  • the plurality of reflecting members are provided in the horizontal direction.
  • the projection display apparatus can provide a projection display apparatus with a large angle of view while suppressing an increase in size of the apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display device according to a first embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the same embodiment. Explanatory drawing explaining the principle concept of the embodiment. Explanatory drawing explaining the principle concept of a prior art. Explanatory drawing explaining how a virtual image looks with the viewpoint change of the embodiment. Explanatory drawing explaining how a virtual image looks with the viewpoint change of the embodiment. Explanatory drawing explaining how a virtual image looks with the viewpoint change of the embodiment. Explanatory drawing explaining how a virtual image looks with the viewpoint change of the embodiment.
  • a projection display device 11 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the projection display device 11 is a so-called head-up display device.
  • the projection type display device 11 is provided on the dashboard 12 of the vehicle, and displays the virtual image V by reflecting the display light L to the vehicle driver 14 side by the windshield 13 which is a projection target member.
  • the vehicle driver 14 can visually recognize the virtual image V superimposed on the landscape.
  • the display light L is projected onto the windshield 13 as the projection target member, but a dedicated combiner can also be used.
  • the projection display device 11 includes at least a display device 101 and a reflecting member.
  • the reflecting member includes a concave mirror and a plane mirror, the first and second reflecting members 102 and 103 are concave mirrors, and the third, fourth, fifth, and sixth reflecting members 104 to 107 are plane mirrors.
  • Reference numeral 110 denotes a housing, which is formed of, for example, a black synthetic resin.
  • the display unit 101 includes, for example, a liquid crystal display element and a light source that transmits and illuminates the liquid crystal display element from the back as a display element (not shown).
  • the display 101 emits display light L projected by the projection display device 11.
  • the display device 101 of the present embodiment emits two display lights L1 and L2, and displays the display image by dividing the display image with the two display lights L1 and L2.
  • the display light L1 displays the lower virtual image V1
  • the display light L2 displays the upper virtual image V2.
  • the virtual images V1 and V2 are displayed so as to have a curved surface shape instead of a flat surface.
  • the display light L1 and the display light L2 include an image that becomes the same virtual image when projected onto the windshield 13 on a part of each of the display lights L1 and L2. Note that the same virtual image is the same immediately after being emitted from the display device 101 due to the projection distance of the display lights L1 and L2, the distortion correction due to the shapes of the reflecting members 102 to 107, the windshield 13, and the like. It may not be an image.
  • the display device 101 is disposed so as to be within the focal length of first and second reflecting members 102 and 103 which are concave mirrors described later.
  • the concave mirrors as the first and second reflecting members 102 and 103 are, for example, formed by forming a reflective film on the surface of a base material made of a synthetic resin material by means of vapor deposition or the like, and the display reflected by the plane mirrors 104 to 107 Lights L 1 and L 2 are reflected and emitted toward the windshield 13.
  • the display lights L1 and L2 reflected by the concave mirrors 102 and 103 reach the windshield 13, and the reflected display lights L1 and L2 are virtual images of the display lights L1 and L2 (vehicle driver 14) at the front position of the windshield 13.
  • Display images V1 and V2 are formed.
  • the arrangement relationship between the concave mirrors 102 and 103 is an arrangement in which the display light L1 reflected by the concave mirror 102 and the display light L2 reflected by the concave mirror 103 are in contact with each other.
  • the concave mirrors 102 and 103 have a function as a magnifying mirror, and magnify the display lights L1 and L2 displayed on the display device 101 and reflect them to the windshield 13 side. That is, the virtual images V1 and V2 visually recognized by the vehicle driver 14 are images obtained by enlarging the display lights L1 and L2 displayed on the display device 101.
  • the concave mirrors 102 and 103 are provided with a rotation shaft extending in the normal direction of the paper surface of FIG. 1, and can be rotated by a motor or the like (not shown). By enabling the concave mirrors 102 and 103 to rotate, it is possible to adjust the display positions of the virtual images V1 and V2 due to the difference in the position of the eyeball of the vehicle driver 14.
  • the flat mirrors 104 to 107 as the third to sixth reflecting members are formed by, for example, forming a reflective film on the surface of a base material made of a synthetic resin material by means such as vapor deposition.
  • the plane mirrors 106 and 107 reflect the display lights L1 and L2 emitted from the display 101 toward the plane mirrors 104 and 105.
  • the plane mirrors 104 and 105 are the display lights L1 and L2 reflected by the plane mirrors 106 and 107, respectively. Is reflected toward the concave mirrors 102 and 103.
  • the first, third, and fifth reflecting members 102, 104, and 106 reflect the display light L1 emitted from the display device 101 to the windshield 13 to generate a virtual image V1.
  • the second, fourth, and sixth reflecting members 103, 105, and 107 reflect the display light L2 emitted from the display device 101 to the windshield 13 to display the virtual image V2.
  • the two display lights L1 and L2 reflected by the concave mirrors 102 and 103 are projected onto the projection member 13 so as to overlap each other. In addition, you may project on the to-be-projected member 13 so that two display light L1, L2 may contact
  • the display light L from the display 201 forms a virtual image by two or more concave mirrors 102 and 103, as shown in FIG. 3, rather than forming a virtual image V by a single concave mirror 202.
  • the focal length of the concave mirror is shortened (f1> f2, f3), whereby the distance between the concave mirror and the display is shorter when a plurality of concave mirrors are used ( a1> a2)
  • the virtual images V1 and V2 are formed at the same distance L from the viewpoint position 4, or at least at the portion where the virtual images V1 and V2 are in contact with each other or the overlapping portion, the distance from the vehicle driver 14 is made equal. It can be visually recognized as one connected virtual image.
  • display between the plurality of virtual images V1 and V2 is continued even when the viewpoint position of the vehicle driver 14 is moved. Can keep sex.
  • EB in FIGS. 5 to 7 is an eye box indicating an allowable range of the viewpoint position of the vehicle driver 14 assumed in the projection display device 11, and the viewpoint position of the vehicle driver 14 is within the eye box EB. If so, the projection display device 11 can perform a good display.
  • FIG. 5 shows a case where the viewpoint height of the vehicle driver 14 is the central portion of the eye box EB.
  • the virtual image V1 is visually recognized by the display light L1 that displays a lower side than the line BL connecting the points where the vehicle driver 14 and the concave mirrors 102 and 103 are in contact with each other.
  • the virtual image V2 is visually recognized by the display light L2 that displays the upper side of the line BL.
  • the display light L1 for displaying the virtual image V1 also includes a virtual image V31 (a portion indicated by hatching in FIG. 5) that displays the upper side of the line BL, but at the viewpoint position of the vehicle driver 14 at this time
  • the range of the virtual image V31 of the display light L1 is not visible because it is outside the range of reflection to the viewpoint position by the concave mirror 102 (outside the visible range).
  • the display light L2 for displaying the virtual image V2 includes a virtual image V32 (a portion indicated by hatching in FIG. 5) for displaying the lower side of the line BL.
  • the range of the virtual image V32 of the display light L2 is not visible because it is outside the range of reflection to the viewpoint position by the concave mirror 103 (outside the visible range).
  • FIG. 6 shows a case where the viewpoint height of the vehicle driver 14 is the upper end portion of the eye box EB.
  • the virtual image V1 is visually recognized by the display light L1 that displays a lower side than the line BL connecting the points where the vehicle driver 14 and the concave mirrors 102 and 103 are in contact with each other.
  • the virtual image V2 is visually recognized by the display light L2 that displays the upper side of the line BL.
  • the display light L1 for displaying the virtual image V1 also includes a virtual image V31 (a portion indicated by hatching in FIG. 6) for displaying the upper side of the line BL, but at the viewpoint position of the vehicle driver 14 at this time
  • the range of the virtual image V31 of the display light L1 is not visible because it is outside the range of reflection to the viewpoint position by the concave mirror 102 (outside the visible range).
  • the display light L2 for displaying the virtual image V2 is all visually recognized because it is within the reflection range (viewing range) of the concave mirror 103 to the viewpoint position.
  • the part of the virtual image V31 that cannot be visually recognized by the concave mirror 102 is the same virtual image as a part of the virtual image V2.
  • FIG. 7 shows a case where the viewpoint height of the vehicle driver 14 is the lower end portion of the eye box EB.
  • the virtual image V1 is visually recognized by the display light L1 that displays a lower side than the line BL connecting the points where the vehicle driver 14 and the concave mirrors 102 and 103 are in contact with each other.
  • the virtual image V2 is visually recognized by the display light L2 that displays the upper side of the line BL.
  • the display light L1 for displaying the virtual image V1 is all visually recognized because it is within the reflection range (viewing range) of the concave mirror 102 to the viewpoint position.
  • the display light L2 for displaying the virtual image V2 includes a virtual image V32 (a portion indicated by hatching in FIG. 7) for displaying the lower side of the line BL.
  • the range of the virtual image V32 of the display light L2 is not visible because it is outside the range of reflection to the viewpoint position by the concave mirror 103 (outside the visible range).
  • the part of the virtual image V32 that cannot be visually recognized by the concave mirror 103 is the same virtual image as a part of the virtual image V1.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • two concave mirrors are provided and two virtual images V1 and V2 are displayed.
  • One virtual image may be displayed.
  • the virtual image displayed by the vehicle driver 14 displays a virtual image divided into three in the vertical direction, but the portion where the virtual image and the virtual image are in contact with each other in the center portion, Alternatively, overlapping portions can be avoided, and a virtual image that does not give the vehicle driver 14 a sense of incongruity can be displayed.
  • the concave mirror is arranged in the vertical direction or along the traveling direction of the vehicle.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and the concave mirror is arranged in the horizontal direction, in other words, the traveling direction of the vehicle. May be provided in a direction perpendicular to the vertical direction of the vehicle and perpendicular to the vertical direction of the vehicle. By comprising in this way, a virtual image can be divided
  • the virtual images V1 and V2 are curved surfaces, but may be planar virtual images. Also in this case, if the angles formed by the virtual images V1 and V2 are planes and the distances between the virtual images V1 and V2 and the vehicle driver 14 are equal, the same virtual image V is projected onto the overlapping portion of the virtual images V1 and V2. Even so, the display can be made with less discomfort.
  • the present invention is applicable to a projection display device that projects a display image, and particularly to a projection display device that displays a large angle of view.
  • Projection display 12 Dashboard 13 Windshield (projected member) 14 Vehicle driver 101
  • Display 102 103 first and second reflecting members (concave mirror) 104-107 3rd, 4th, 5th, 6th reflecting member (plane mirror) 110 housing EB eye box L1, L2 Display light V1, V2, V31, V32 virtual images

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Abstract

装置の大型化を抑え、画角の大きな投射型表示装置を提供する。 投影される表示光Ｌ１、Ｌ２を発する表示器１０１と、表示光Ｌ１、Ｌ２を反射する反射部材１０２～１０７と、反射部材１０２～１０７で反射した表示光Ｌ１、Ｌ２を被投影部材１３に投影する投射型表示装置１１において、反射部材が２つ以上の凹面鏡１０２、１０３を備え、表示器１０１が２つ以上の表示光Ｌ１、Ｌ２を発し、２つ以上の表示光Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ２つ以上の凹面鏡１０２、１０３で反射し、２つ以上の凹面鏡１０２、１０３で反射した２つ以上の表示光Ｌ１、Ｌ２が接するように、あるいは一部を重ねるように被投影部材１３に投影するものである。　

Description

投射型表示装置
　本発明は、表示像を投射する投写型表示装置に関する。 
　従来の投射型表示装置は、表示デバイスを凹面鏡の焦点距離内に設定し、投射型表示装置を構成する。この投射型表示装置を車のインパネ内に設置する。表示デバイスおよび光源によって形成された表示の表示光を凹面鏡で反射して車のウインドシールドに向け、ウインドシールドで表示光を反射して、運転者の視点位置に向ける。表示デバイスの表示の虚像をウインドシールドの前方位置に形成するとともに、虚像が凹面鏡によって拡大されたものであった（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１－１５４２０号公報
　従来の投射型表示装置では、前記虚像の画角を大きくする場合、前記凹面鏡が大きくなる。これによって、前記投射型表示装置の大型化を招くこととなる。また、前記凹面鏡の拡大に伴って前記凹面鏡の曲率半径を大きくしなければならず、これに伴い、前記投射型表示装置の光路長が長くなり、前記投射型表示装置の大型化を招くこととなる。結果として、前記投射型表示装置が、車両のインストルメントパネル内に収納できないと言う問題点があった。
　そこで本発明は、前記問題点を解消し、装置の大型化を抑え、画角の大きな投射型表示装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の第１の観点に係る投射型表示装置は、投影される表示光を発する表示器と、前記表示光を反射する反射部材と、前記反射部材で反射した前記表示光を被投影部材に投影する投射型表示装置において、前記反射部材が２つ以上の凹面鏡を備え、前記表示器が２つ以上の表示光を発し、前記２つ以上の表示光をそれぞれ前記２つ以上の凹面鏡で反射し、前記２つ以上の凹面鏡で反射した前記２つ以上の表示光が接するように、あるいは一部を重ねるように前記被投影部材に投影するものである。
　また、前記一部を重ねるように前記被投影部材に投影する前記表示光は、前記表示光の重ねて投影する部分に同一の虚像を表示するものである。
　また、前記複数の反射部材を３つ設けたものである。 
　また、前記複数の反射部材を水平方向に設けたものである。 
　本発明に係る投射型表示装置によれば、装置の大型化を抑え、画角の大きな投射型表示装置を提供することができる。 
本発明の第一実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。 同実施形態を示す断面図。 同実施形態の原理概念を説明する説明図。 従来の技術の原理概念を説明する説明図。 同実施形態の視点変化にともなう虚像の見え方を説明する説明図。 同実施形態の視点変化にともなう虚像の見え方を説明する説明図。 同実施形態の視点変化にともなう虚像の見え方を説明する説明図。
　本発明の第一実施形態に係る投射型表示装置１１を、図面を参照して説明する。 
　投射型表示装置１１とは、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置と呼ばれる装置である。投射型表示装置１１は、車両のダッシュボード１２に設けられ、表示光Ｌを被投影部材であるウインドシールド１３によって車両運転者１４側に反射させ、虚像Ｖを表示するものである。車両運転者１４は、虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。なお、本実施形態では、被投影部材としてウインドシールド１３に表示光Ｌを投影するものであるが、専用のコンバイナを用いることもできる。
　投射型表示装置１１は、図２に示すように、表示器１０１と、反射部材とを少なくとも備えている。なお、反射部材は、凹面鏡と平面鏡からなり、第１、第２反射部材１０２、１０３は、凹面鏡であり、第３、第４、第５、第６反射部材１０４～１０７は、平面鏡である。なお、１１０は、筐体であり、例えば、黒色の合成樹脂から形成されたものである。
　表示器１０１は、図示しない表示素子として、例えば、液晶表示素子と、この液晶表示素子を背後から透過照明する光源とで構成されている。表示器１０１は、投影型表示装置１１によって投影される表示光Ｌを発するものである。また、本実施形態の表示器１０１は、二つの表示光Ｌ１、Ｌ２を発するものであり、表示像を二つの表示光Ｌ１とＬ２で、分割して表示する。本実施形態では、図１に示すように、表示光Ｌ１が、下側の虚像Ｖ１を表示し、表示光Ｌ２が、上側の虚像Ｖ２を表示する。なお、本実施形態は、虚像Ｖ１、Ｖ２は、平面ではなく、曲面形状となるように表示される。表示光Ｌ１と表示光Ｌ２には、各表示光Ｌ１、Ｌ２の一部に、ウインドシールド１３に投影したときに、同一の虚像となる画像を含んでいる。なお、この同一の虚像となる画像は、各表示光Ｌ１、Ｌ２の投影距離や反射部材１０２～１０７、ウインドシールド１３などの形状による歪みの補正などによって、表示器１０１から出射した直後は、同一の画像でない場合がある。表示器１０１は、後述する凹面鏡である第１、第２反射部材１０２、１０３の焦点距離内となるように配置されている。
　第１、第２反射部材１０２、１０３である凹面鏡は、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、平面鏡１０４～１０７で反射した表示光Ｌ１、Ｌ２を反射させ、ウインドシールド１３に向けて出射する。凹面鏡１０２、１０３で反射した表示光Ｌ１、Ｌ２は、ウインドシールド１３に到達し、反射された表示光Ｌ１、Ｌ２は、ウインドシールド１３の前方位置に表示光Ｌ１、Ｌ２の虚像（車両運転者１４に視認される表示像）Ｖ１、Ｖ２を形成する。これにより、投射型表示装置１１は、虚像Ｖ１、Ｖ２とウインドシールド１３の前方に実際に存在する外景等の双方を、車両運転者１４に視認させることができる。また、凹面鏡１０２と１０３の配置関係は、凹面鏡１０２で反射した表示光Ｌ１と、凹面鏡１０３で反射した表示光Ｌ２が接する配置である。なお、凹面鏡１０２、１０３は、拡大鏡としての機能を有し、表示器１０１に表示された表示光Ｌ１、Ｌ２を拡大してウインドシールド１３側へ反射する。すなわち、車両運転者１４に視認される虚像Ｖ１、Ｖ２は、表示器１０１が表示する表示光Ｌ１、Ｌ２を拡大した像である。
　なお、凹面鏡１０２、１０３は、図１の紙面の法線方向に延びる回転軸を備えており、図示しないモータなどによって回転可能である。凹面鏡１０２、１０３を回転可能とすることによって、車両運転者１４の眼球の位置の違いによる虚像Ｖ１、Ｖ２の表示位置を調整することが可能となる。
　第３～第６反射部材である平面鏡１０４～１０７は、凹面鏡１０２、１０３と同様に、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものである。平面鏡１０６、１０７は、表示器１０１が出射した表示光Ｌ１、Ｌ２を、平面鏡１０４、１０５に向けて反射させるものであり、平面鏡１０４、１０５は、平面鏡１０６、１０７が反射した表示光Ｌ１、Ｌ２を、凹面鏡１０２、１０３に向けて反射させるものである。
　第１～第６反射部材１０２～１０７のうち、第１、第３、第５反射部材１０２、１０４、１０６が、表示器１０１から出た表示光Ｌ１をウインドシールド１３に反射し、虚像Ｖ１を表示する。第２、第４、第６反射部材１０３、１０５、１０７が、表示器１０１から出た表示光Ｌ２をウインドシールド１３に反射し、虚像Ｖ２を表示する。
　凹面鏡１０２、１０３で反射した２つの表示光Ｌ１、Ｌ２の一部が重なるように被投影部材１３に投影されている。なお、２つ表示光Ｌ１、Ｌ２が接するように被投影部材１３に投影してもよい。
　次に、図３を用いて、本発明の実施形態の原理概念を説明する。また、本発明の比較として、図４に従来の原理概念を合わせて説明する。なお、車両運転者１４が視認する虚像の画角及び距離は同じとする。なお、図３、４では、凹面鏡が表示光を拡大することを説明するために、透過するように図示しているが、実際は、表示光を反射するものである。
　図４で示すように、表示器２０１からの表示光Ｌが、１枚の凹面鏡２０２で虚像Ｖを形成するよりも、図３で示すように、２つ以上の凹面鏡１０２、１０３によって、虚像を形成したほうが、凹面鏡の曲率半径を小さくできるので、凹面鏡の焦点距離が短くなり（ｆ１＞ｆ２、ｆ３）、これにより、凹面鏡と表示器との距離が、複数の凹面鏡を用いる方が短くなり（ａ１＞ａ２）、従来の１枚の凹面鏡を使用する場合の凹面鏡の倍率をｍ１＝ｂ／ａ１とし、本発明の複数の凹面鏡を使用する場合の凹面鏡の倍率をｍ２＝ｂ／ａ２とすると、ｍ１＜ｍ２となり表示ユニット１３の表示サイズは小さくなる。以上のことから１枚の凹面鏡を使用する場合の光路容積（図４中斜線部分）をＶｏとし、複数の凹面鏡を使用する場合の光路容積（図３中斜線部分）を（Ｖｏ１＋Ｖｏ２）とすると、Ｖｏ＞（Ｖｏ１＋Ｖｏ２）なので、複数の凹面鏡を使用することで、投射型表示装置１１の大型化を抑え、かつ画角の大きな表示を行うことができる。
　また、虚像Ｖ１とＶ２は、視点位置４から同じ距離Ｌに形成することによって、または、少なくとも虚像Ｖ１とＶ２の接する部分、あるいは、重なる部分では、車両運転者１４からの距離を同等とすることによって、つながった一つの虚像として視認できる。また、複数の虚像Ｖ１とＶ２との重なり部分に、同一の虚像Ｖを投影することで、車両運転者１４の視点位置の移動に対しても、複数の虚像Ｖ１、Ｖ２間での表示の連続性を保つことができる。
　次に、図５～７を用いて、車両運転者１４の視点位置の変化によって変化する虚像Ｖ１とＶ２の見え方について、説明する。 
　図５～７中のＥＢは、投射型表示装置１１で想定している車両運転者１４の視点位置の許容範囲を示すアイボックスであり、このアイボックスＥＢ内に車両運転者１４の視点位置があれば、投射型表示装置１１は、良好な表示を行うことが可能である。
　図５は、車両運転者１４の視点高さが、アイボックスＥＢの中央部分である場合である。この場合、車両運転者１４と凹面鏡１０２、１０３の接する点を結んだ線ＢＬより下側を表示する表示光Ｌ１によって、虚像Ｖ１が視認される。また、線ＢＬより上側を表示する表示光Ｌ２によって、虚像Ｖ２が視認される。
　この状態では、虚像Ｖ１を表示する表示光Ｌ１は、線ＢＬより上側を表示する虚像Ｖ３１（図５中斜線で示した部分）も含んでいるが、このときの車両運転者１４の視点位置では、表示光Ｌ１の虚像Ｖ３１の範囲は、凹面鏡１０２による視点位置への反射範囲外（視認範囲外）であるために、視認できない。また、虚像Ｖ２を表示する表示光Ｌ２は、線ＢＬより下側を表示する虚像Ｖ３２（図５中斜線で示した部分）も含んでいるが、このときの車両運転者１４の視点位置では、表示光Ｌ２の虚像Ｖ３２の範囲は、凹面鏡１０３による視点位置への反射範囲外（視認範囲外）であるために、視認できない。
　次に、図６は、車両運転者１４の視点高さが、アイボックスＥＢの上端部分である場合である。この場合、車両運転者１４と凹面鏡１０２、１０３の接する点を結んだ線ＢＬより下側を表示する表示光Ｌ１によって、虚像Ｖ１が視認される。また、線ＢＬより上側を表示する表示光Ｌ２によって、虚像Ｖ２が視認される。
　この状態では、虚像Ｖ１を表示する表示光Ｌ１は、線ＢＬより上側を表示する虚像Ｖ３１（図６中斜線で示した部分）も含んでいるが、このときの車両運転者１４の視点位置では、表示光Ｌ１の虚像Ｖ３１の範囲は、凹面鏡１０２による視点位置への反射範囲外（視認範囲外）であるために、視認できない。また、虚像Ｖ２を表示する表示光Ｌ２は、視点位置への凹面鏡１０３の反射範囲内（視認範囲内）であるために、全て視認される。この場合、凹面鏡１０２で視認できない虚像Ｖ３１の部分は、虚像Ｖ２の一部と同じ虚像である。
　次に、図７は、車両運転者１４の視点高さが、アイボックスＥＢの下端部分である場合である。この場合、車両運転者１４と凹面鏡１０２、１０３の接する点を結んだ線ＢＬより下側を表示する表示光Ｌ１によって、虚像Ｖ１が視認される。また、線ＢＬより上側を表示する表示光Ｌ２によって、虚像Ｖ２が視認される。
　この状態では、虚像Ｖ１を表示する表示光Ｌ１は、視点位置への凹面鏡１０２の反射範囲内（視認範囲内）であるために、全て視認される。また、虚像Ｖ２を表示する表示光Ｌ２は、線ＢＬより下側を表示する虚像Ｖ３２（図７中斜線で示した部分）も含んでいるが、このときの車両運転者１４の視点位置では、表示光Ｌ２の虚像Ｖ３２の範囲は、凹面鏡１０３による視点位置への反射範囲外（視認範囲外）であるために、視認できない。この場合、凹面鏡１０３で視認できない虚像Ｖ３２の部分は、虚像Ｖ１の一部と同じ虚像である。
　以上のように、表示光Ｌ１、Ｌ２の一部に、ウインドシールド１３に投影したときに、同一の虚像となる画像を含んでいるために、２つ以上虚像を組み合わせているが、表示される虚像に違和感を与えにくい投射型表示装置となる。
　なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態では、凹面鏡を２つ設け、２つの虚像Ｖ１、Ｖ２を表示していたが、凹面鏡を３つ設け、３つの虚像を表示するものであってもよい。この場合、３つの虚像で表示することによって、車両運転者１４が表示する虚像は、縦方向に３つに分断された虚像を表示することになるが、中央部分に虚像と虚像の接する部分、あるいは、重なる部分を避けることができ、車両運転者１４に違和感を与えにくい虚像を表示することができる。
　また、前記実施形態では、凹面鏡を垂直方向、あるいは、車両の進行方向に沿って配置していたが、前記実施形態に限定されるものではなく、凹面鏡を水平方向、言い換えれば、車両の進行方向に対して垂直で、かつ車両の上下方向に対して垂直な方向に設けたものでもよい。このように構成することによって、虚像を水平方向に分割して表示することができる。
　また、本実施形態では、虚像Ｖ１、Ｖ２は、曲面であったが、平面の虚像であっても良い。この場合も、虚像Ｖ１、Ｖ２のなす角度が平面で、各虚像Ｖ１、Ｖ２と車両運転者１４との距離が同等であれば、虚像Ｖ１とＶ２との重なり部分に、同一の虚像Ｖを投影していも違和感の少ない表示とすることができる。 
　以上のように構成したことによって、装置の大型化を抑え、画角の大きな投射型表示装置を提供することができる。 
　本発明は、表示像を投射する投写型表示装置、特に、画角の大きな表示を行う投写型表示装置に利用可能である。 
　　１１　　投射型表示装置 
　　１２　　ダッシュボード 
　　１３　　ウインドシールド（被投影部材） 
　　１４　　車両運転者 
　１０１　　表示器 
　１０２、１０３　第１、第２反射部材（凹面鏡） 
　１０４～１０７　第３、第４、第５、第６反射部材（平面鏡） 
　１１０　　筐体 
　　　ＥＢ　アイボックス 
　　　Ｌ１、Ｌ２　　表示光 
　　　Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３１、Ｖ３２　虚像 
　 
　 

Claims (4)

  1. 投影される表示光を発する表示器と、前記表示光を反射する反射部材と、前記反射部材で反射した前記表示光を被投影部材に投影する投射型表示装置において、前記反射部材が２つ以上の凹面鏡を備え、前記表示器が２つ以上の表示光を発し、前記２つ以上の表示光をそれぞれ前記２つ以上の凹面鏡で反射し、前記２つ以上の凹面鏡で反射した前記２つ以上の表示光が接するように、あるいは一部を重ねるように前記被投影部材に投影することを特徴とする投射型表示装置。
  2. 前記一部を重ねるように前記被投影部材に投影する前記表示光は、前記表示光の重ねて投影する部分に同一の虚像を表示することを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。
  3. 前記凹面鏡を３つ設けたことを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。 
  4. 前記凹面鏡を水平方向に設けたことを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。 
    　 
    　 
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