WO2020158034A1 - 表示装置および表示装置の設置方法 - Google Patents

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WO2020158034A1
WO2020158034A1 PCT/JP2019/035009 JP2019035009W WO2020158034A1 WO 2020158034 A1 WO2020158034 A1 WO 2020158034A1 JP 2019035009 W JP2019035009 W JP 2019035009W WO 2020158034 A1 WO2020158034 A1 WO 2020158034A1
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WO
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virtual image
display device
concave mirror
viewer
display
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/035009
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English (en)
French (fr)
Inventor
杉山　大介
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/02—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method for installing the display device.
  • a head-up display device (hereinafter referred to as “HUD (Head Up Display) device”) mounted on a vehicle is known.
  • the HUD device needs to accurately set the display position of the virtual image to the correct position for the viewer in order for the viewer to visually recognize the virtual image correctly (for example, see Patent Document 1).
  • the concave mirror can rotate around the rotation axis.
  • the viewing angle when the viewer visually recognizes the virtual image also changes. For example, in the case of a viewer whose pupil height is low, the virtual image position is high. In this case, the angle at which the driver looks down at the virtual image may become smaller, or the driver may look up at the virtual image. As a result, the virtual image may be located at the center of the gaze area.
  • the present embodiment has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a display device capable of appropriately adjusting a virtual image position and a method of installing the display device.
  • the display device In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the display device according to the present embodiment, a display device for displaying a video, and a video display light of the video displayed on the display, facing the viewer. And a reflecting mirror that reflects toward the reflecting portion, wherein the reflecting mirror is a center ray that is a central ray that is reflected by the reflecting portion and reaches the viewer regardless of the height of the viewer's pupil. The position is adjusted so that the incident angle of the light ray incident on the viewer's pupil is constant.
  • the installation method of the display device a display device for displaying an image, a video display light of the video image displayed on the display device, a reflecting mirror for reflecting toward the reflecting portion facing the viewer.
  • a method of installing a display device comprising: the reflecting mirror, regardless of the height of the pupil of the viewer, the incident central ray that is a central ray that reaches the viewer by being reflected by the reflecting section. The position of the reflecting mirror is adjusted so that the angle of incidence on the pupil of the viewer is constant.
  • the effect that the virtual image position can be appropriately adjusted is exerted.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a HUD device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating adjustment of the virtual image position in the HUD device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a driver's gaze area.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of the HUD device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of processing in the HUD device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the adjustment of the virtual image position in the conventional HUD device.
  • each direction will be defined with the HUD device 1 mounted in front of the driver's seat of the vehicle.
  • the front-rear direction is a direction parallel to the traveling direction when the vehicle goes straight, and the direction toward the driver's seat is “rear” in the front-rear direction and the direction toward the front windshield S is "front” in the front-rear direction. ..
  • the left-right direction is a direction that is horizontally orthogonal to the front-rear direction.
  • the left-hand side is "left” and the right-hand side is "right” as viewed from the driver's side.
  • the up-down direction is a direction orthogonal to the front-rear direction and the left-right direction. Therefore, the front-back direction, the left-right direction, and the vertical direction are three-dimensionally orthogonal.
  • a plane parallel to the road surface when the vehicle is located on a flat road surface is called a vehicle horizontal plane.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a HUD device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating adjustment of the virtual image position in the HUD device according to the first embodiment.
  • the HUD device 1 projects, for example, driving assistance information including route guidance information or vehicle speed information in front of the vehicle as a virtual image so that the driver (viewer) can recognize it.
  • the HUD device 1 is installed on a dashboard D in front of the driver of the vehicle.
  • the image display light projected from the concave mirror (reflecting mirror) 3 is reflected by the windshield (reflecting portion) S and is recognized by the driver as a virtual image.
  • the HUD device 1 can visually recognize a virtual image at a constant angle regardless of the height of the eye point EP, which is the position of the driver's pupil.
  • the case where the HUD device 1 makes it possible to visually recognize a virtual image at a constant looking-down angle ⁇ regardless of the height of the eye point EP will be described.
  • the gaze angle ⁇ is the angle from which the driver looks straight ahead while the vehicle is driving to look down to the virtual image.
  • the looking-down angle ⁇ is preferably an angle that looks down from the central portion A2 (see FIG. 3) of the driver's gaze area A1 (see FIG. 3) during driving.
  • the looking-down angle ⁇ is about several degrees.
  • the gaze area A1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a driver's gaze area.
  • the gaze area A1 is an area that the driver gazes to confirm the surrounding conditions during driving.
  • the central portion A2 of the gaze area A1 includes the center of the gaze area A1 and its peripheral portion.
  • the central portion A2 of the gaze area A1 is a portion of the gaze area A1 that the driver gazes at a higher frequency than other portions during driving.
  • the central portion A2 of the gazing area A1 is an area where the driver needs to pay more attention during driving.
  • the central portion A2 of the gazing area A1 is, for example, an area where a preceding vehicle traveling ahead of the same lane at an appropriate inter-vehicle distance is located when the vehicle travels on a straight road.
  • the eye point EP is an intermediate position between the eyes of the driver.
  • the distance between the eyepoint EP and the HUD device 1 is, for example, about 500 mm.
  • the height of the eyepoint EP varies depending on the sitting height of the driver.
  • the eye point of the driver with an average sitting height is set as a reference eye point EP1.
  • An example of an eye point located at a position lower than the reference eye point EP1 is EP2.
  • An example of an eye point located at a position higher than the reference eye point EP1 is EP3.
  • the reference eye point EP1, the eye point EP2, and the eye point EP3 do not need to be particularly distinguished, they will be described as eye points EP.
  • the first central ray (display central ray) is K11 and the second central ray (incident central ray) is K21 when the position of the concave mirror 3 is aligned with the reference eye point EP1.
  • K12 be the first central ray
  • K22 be the second central ray when the position of the concave mirror 3 is aligned with the eye point EP2.
  • the first central ray is K13 and the second central ray is K23 when the position of the concave mirror 3 is aligned with the eye point EP3.
  • the first central ray K11, the first central ray K12, and the first central ray K13 do not need to be particularly distinguished, they will be described as the first central ray K1.
  • the second central ray K21, the second central ray K22, and the second central ray K23 will be described as the second central ray K2 when no particular distinction is required.
  • the HUD device 1 includes a display unit 2, a concave mirror 3, an adjusting mechanism 4, a housing 5, and a control unit 10.
  • the display device 2 is a display including a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display) or an organic EL (Organic Electro-Luminescence) display, for example.
  • the display surface 2a of the display device 2 faces the reflection surface 3a of the concave mirror 3.
  • the display device 2 displays an image on the display surface 2a based on the image signal from the display control unit 12 of the control unit 10.
  • the image display light of the image displayed on the display surface 2 a of the display device 2 enters the concave mirror 3.
  • the first central ray K1 projected from the display surface 2a of the display 2 is incident on the concave mirror 3.
  • the display device 2 is arranged so that the display surface 2a faces the front side.
  • the first central ray K1 projected from the display surface 2a of the display device 2 extends along a direction parallel to the vehicle horizontal plane.
  • the first central ray K1 extends along a direction parallel to the front-rear direction.
  • the concave mirror 3 has a curvature that is symmetric with respect to a concave mirror symmetrical surface that is a plane that passes through the concave mirror center that is the passage point of the first central ray K1 of the image display light and is perpendicular to the vehicle horizontal plane.
  • the concave mirror 3 has a reflection surface 3a facing the display surface 2a of the display 2 and the reflection surface Sa of the windshield S.
  • the windshield S is formed in a curved shape and faces the driver.
  • the concave mirror 3 reflects the image display light incident from the display surface 2a of the display device 2 toward the windshield S.
  • the image display light reflected by the concave mirror 3 is reflected by the windshield S and is recognized by the driver as a virtual image.
  • the concave mirror 3 reflects the first central ray K1 of the image display light toward the windshield S.
  • the image display light reflected by the concave mirror 3 is reflected by the windshield S to become a second central ray (center ray reaching the viewer) K2, which is recognized as a virtual image by the driver.
  • the concave mirror 3 is located in front of the display 2.
  • the reflecting surface 3a of the concave mirror 3 is arranged so as to be inclined rearward and upward with respect to the vehicle horizontal plane.
  • the concave mirror 3 can be rotated around the rotation axis 3b passing through the center of the concave mirror in the direction of arrow B to change the angle with respect to the horizontal plane of the vehicle to adjust the view angle ⁇ of the virtual image.
  • the concave mirror 3 can adjust the virtual image position by moving along the straight line parallel to the first central ray K1 by the adjusting mechanism 4 to move the position in the front-back direction.
  • the concave mirror 3 moves along the direction of arrow A on a straight line parallel to the first central ray K1.
  • the angle of the concave mirror 3 with respect to the vehicle horizontal plane is kept constant.
  • the incident angle (looking down angle) ⁇ at which the second center ray K2 reflected by the windshield S and reaching the driver is incident on the eyepoint EP is constant regardless of the height of the eyepoint EP.
  • the position in the front-back direction is adjusted.
  • the position of the concave mirror 3 in the front-rear direction is adjusted so that the second central rays K2 are parallel to each other regardless of the height of the eye point EP.
  • the concave mirror 3 adjusts the height of the virtual image position so that the virtual image looking-down angle ⁇ is constant regardless of the height of the eye point EP. For example, when lowering the virtual image position, the concave mirror 3 is moved in a direction away from the display device 2 to adjust the position. For example, when raising the virtual image position, the concave mirror 3 is moved in a direction to approach the display device 2 and the position is adjusted.
  • the adjusting mechanism 4 adjusts the position of the concave mirror 3 in order to keep the view angle ⁇ of the virtual image constant regardless of the height of the eye point EP.
  • the adjusting mechanism 4 moves the concave mirror 3 on a straight line along the direction of arrow A.
  • the adjustment mechanism 4 adjusts the position of the concave mirror 3 in the front-rear direction so that the looking-down angle ⁇ is constant regardless of the height of the eye point EP.
  • the adjusting mechanism 4 adjusts the position of the concave mirror 3 in the front-rear direction so that the second central rays K2 are parallel to each other regardless of the height of the eye point EP.
  • the adjusting mechanism 4 moves the concave mirror 3 back and forth along a direction parallel to the first central ray K1 passing through the center of the concave mirror 3 and the center of the display 2.
  • the adjustment mechanism 4 moves the concave mirror 3 so that the virtual image position becomes low.
  • the adjustment mechanism 4 moves the concave mirror 3 in a direction away from the driver along a direction parallel to the first central ray K1.
  • the adjustment mechanism 4 moves the concave mirror 3 so that the virtual image position becomes higher.
  • the adjustment mechanism 4 moves the concave mirror 3 in a direction closer to the driver along a direction parallel to the first central ray K1.
  • the adjusting mechanism 4 moves the concave mirror 3 by, for example, about several ⁇ m.
  • the adjusting mechanism 4 may be any one that moves the concave mirror 3 on a straight line parallel to the first central ray K1 as described above, and the configuration is not limited.
  • the adjusting mechanism 4 includes a motor arranged on the opposite side of the reflecting surface 3a of the concave mirror 3, a plurality of stages of gears rotated by the motor, a conversion unit that converts the rotational motion of the gear into a linear motion, and a conversion unit.
  • a configuration having a connecting portion that connects the concave mirror 3 may be used.
  • the gear is rotated by the motor, the rotary motion of the gear is converted into the linear motion by the conversion unit, and the concave mirror 3 is moved on the straight line parallel to the first central ray K1 by the connecting unit. To move.
  • the adjustment mechanism 4 controls driving and stopping of the motor based on a control signal from the drive control unit 13 of the control unit 10.
  • the casing 5 is arranged below the dashboard D of the vehicle.
  • the housing 5 is formed in a box shape.
  • the housing 5, the display 2, the concave mirror 3, the adjusting mechanism 4, and the controller 10 are assembled in the internal space.
  • the control unit 10 is, for example, an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and the like.
  • the control unit 10 executes an instruction included in a program stored in a storage unit (not shown).
  • the control unit 10 includes a video generation unit 11, a display control unit 12, and a drive control unit 13.
  • the video generation unit 11 generates video data that the driver visually recognizes as a virtual image.
  • the video generation unit 11 acquires, for example, driving assistance information including route guidance information or vehicle speed information from a vehicle via a CAN (Controller Area Network) or LIN (Local Interconnect Network), an in-vehicle network, or the like.
  • the video generation unit 11 generates video data based on the acquired driving support information.
  • the video data generated by the video generation unit 11 is, for example, video data in which images of 60 frames per second are continuous.
  • the video generation unit 11 outputs the generated video data to the display control unit 12 as a video signal.
  • the display control unit 12 causes the display unit 2 of the HUD device 1 to display the video signal output from the video generation unit 11.
  • the drive control unit 13 outputs a control signal for controlling driving and stopping of the adjustment mechanism 4 when detecting an operation for performing position adjustment on an operation unit (not shown).
  • a control signal for controlling driving and stopping of the motor of the adjustment mechanism 4 is output.
  • a control signal for rotating the motor of the adjusting mechanism 4 in the first direction so as to move the concave mirror 3 to the rear side is output.
  • a control signal for rotating the motor of the adjusting mechanism 4 in the second direction opposite to the first direction so as to move the concave mirror 3 to the front side is output.
  • the HUD device 1 is installed on the dashboard D in front of the driver.
  • the position of the concave mirror 3 is adjusted according to the reference eye point EP1. More specifically, in the HUD device 1, the concave mirror 3 is arranged at a position separated from the display device 2 by a distance d1.
  • the concave mirror 3 is rotated around the rotation shaft 3b according to the curvature of the windshield S of the vehicle to be installed, and the angle with respect to the vehicle horizontal plane is adjusted.
  • the virtual image looking-down angle ⁇ is adjusted to an appropriate angle at the reference eye point EP1.
  • the position of the concave mirror 3 aligned with the reference eye point EP1 is indicated by a solid line.
  • the first central ray K11 projected from the display surface 2a of the display device 2 extends along a direction parallel to the vehicle horizontal plane.
  • the first central ray K11 extends along a direction parallel to the front-rear direction.
  • the first central ray K11 of the image display light projected from the display surface 2a of the display device 2 enters the concave mirror 3.
  • the first central ray K11 is reflected toward the windshield S at the reflecting surface 3a of the concave mirror 3.
  • the image display light reflected by the reflecting surface 3a of the concave mirror 3 is reflected by the windshield S.
  • the second central ray K21 reflected by the windshield S is recognized by the driver as a virtual image.
  • the view angle of the virtual image is ⁇ .
  • the driver adjusts the position of the concave mirror 3 when he/she wants to change the height of the virtual image position because the virtual image displayed by the HUD device 1 looks lacking.
  • the driver adjusts the position of the concave mirror 3 so that the second central rays K2 are parallel to each other regardless of the height of the eye point EP.
  • the driver selects and operates the item image of the adjustment menu of the virtual image position of the HUD device 1 from an infoment monitor (not shown), for example.
  • the driver selects and operates the item image of the menu for selecting the operation for raising the virtual image position or the operation for lowering the virtual image position.
  • the drive control unit 13 of the control unit 10 of the HUD device 1 detects that a position adjustment operation has been performed, it drives the motor of the adjustment mechanism 4 to linearly move the concave mirror 3 in the front-rear direction.
  • the position of the concave mirror 3 is adjusted according to the eye point EP2 of the driver having a sitting height lower than the average. For example, when a driver having a sitting height lower than the average visually recognizes the virtual image displayed by the concave mirror 3 which is aligned with the reference eye point EP1, the virtual image appears to be missing.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the adjustment of the virtual image position in the conventional HUD device.
  • the concave mirror 3X is rotated counterclockwise about the rotation axis 3Xb to adjust the virtual image position
  • the virtual image looking down angle ⁇ varies depending on the height of the eye point EP.
  • the virtual image looking down angle ⁇ at the eye point EP2 is smaller than the virtual image looking down angle ⁇ at the reference eye point EP1.
  • the virtual image position may be located at the central portion A2 of the gaze area A1 as indicated by P2 in FIG.
  • the virtual image position is located at the central portion A2 of the gaze area A1 as indicated by P2 in FIG.
  • the virtual image position is located at the central portion A2 of the gaze area A1
  • the virtual image is visually recognized as being superimposed on the surrounding scenery that the driver should gaze.
  • the driver may find the displayed virtual image annoying.
  • the concave mirror 3 is moved linearly instead of being rotated.
  • the driver selects and operates the item image of the operation for lowering the virtual image position from the virtual image position adjustment menu.
  • the drive control unit 13 of the control unit 10 of the HUD device 1 detects that the operation of lowering the virtual image position is performed, it drives the motor of the adjustment mechanism 4 to linearly move the concave mirror 3 to the front side.
  • the HUD device 1 adjusts the position of the concave mirror 3 by the adjusting mechanism 4 so that the virtual image looking down angle at the eye point EP2 becomes ⁇ .
  • the position of the concave mirror 3 aligned with the eye point EP2 is indicated by a fine broken line.
  • the downward angle of the virtual image at the eyepoint EP2 is ⁇ with the concave mirror 3 placed at a position separated from the display 2 by the distance d2.
  • the distance d2 is larger than the distance d1.
  • the first central ray K12 projected from the display surface 2a of the display 2 coincides with the first central ray K11.
  • the second central ray K22 is parallel to the second central ray K21.
  • the concave mirror 3X is rotated around the rotation axis 3Xb to adjust the angle of the concave mirror 3X with respect to the vehicle horizontal plane.
  • the concave mirror 3X is rotated clockwise about the rotation axis 3Xb to adjust the angle of the concave mirror 3X with respect to the vehicle horizontal plane.
  • the virtual image looking down angle ⁇ at the eye point EP3 is larger than the virtual image looking down angle ⁇ at the reference eye point EP1.
  • the virtual image position is likely to be located below the central portion A2 of the gazing area A1 by a large amount, as indicated by P3 in FIG. If the position of the virtual image is displaced from the central portion A2 of the gazing area A1 to the lower side, the driver's line-of-sight movement may increase when visually recognizing the virtual image. This may reduce the visibility of the virtual image.
  • the concave mirror 3 is moved linearly instead of being rotated.
  • the driver selects and operates the item image of the operation for increasing the virtual image position.
  • the drive control unit 13 of the control unit 10 of the HUD device 1 detects that an operation of raising the virtual image position is performed, the motor of the adjustment mechanism 4 is driven to linearly move the concave mirror 3 to the rear side.
  • the HUD device 1 adjusts the position of the concave mirror 3 by the adjustment mechanism 4 so that the looking-down angle of the virtual image at the eye point EP3 becomes ⁇ .
  • the position of the concave mirror 3 aligned with the eyepoint EP3 is indicated by a rough broken line.
  • the downward angle of the virtual image at the eye point EP3 is ⁇ with the concave mirror 3 placed at a position separated from the display 2 by the distance d3.
  • the distance d3 is smaller than the distance d1.
  • the first central ray K13 projected from the display surface 2a of the display 2 coincides with the first central ray K11.
  • the second central ray K23 is parallel to the second central ray K21.
  • the HUD device 1 adjusts the concave mirror 3 so that the down-looking angle ⁇ , which is the angle of incidence of the second central ray K2 on the driver's pupil, is constant regardless of the height of the eye point EP.
  • the position in the front-back direction is adjusted.
  • the HUD device 1 allows the concave mirror 3 to move along a straight line parallel to the first central ray K1 and allows a virtual image to be visually recognized at a constant angle regardless of the height of the eyepoint EP.
  • the HUD device 1 moves the concave mirror 3 in the direction away from the driver or in the direction closer to the driver to lower or raise the virtual image position so that the entire virtual image can be seen from the state where the virtual image is missing. To do.
  • the concave mirror 3 is configured so that the down-looking angle ⁇ , which is the incident angle at which the second central ray K2 enters the driver's pupil, is constant.
  • the position in the front-back direction can be adjusted.
  • the concave mirror 3 can be moved along a straight line parallel to the first central ray K1, and a virtual image can be visually recognized at a constant angle regardless of the height of the eyepoint EP.
  • the concave mirror 3 can be moved in a direction away from the driver or in a direction closer to the driver to lower or raise the virtual image position. In this way, according to the present embodiment, the virtual image position can be appropriately adjusted so that the entire virtual image can be seen from the state in which the virtual image is missing.
  • the virtual image down-looking angle ⁇ can be set to the same angle as the down-looking angle ⁇ of the reference eye point EP1 in accordance with the eye point EP2 of the driver having a sitting height lower than the average.
  • even a driver having a sitting height lower than the average can adjust the virtual image position to an appropriate position.
  • the viewing angle ⁇ of the virtual image can be set to the same angle as the viewing angle ⁇ of the reference eyepoint EP1 in accordance with the eyepoint EP3 of the driver having a sitting height higher than the average.
  • even a driver with a sitting height higher than the average can adjust the virtual image position to an appropriate position.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of the HUD device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of processing in the HUD device according to the second embodiment.
  • the HUD device 1A has the same basic configuration as the HUD device 1 of the first embodiment. In the following description, the same components as those of the HUD device 1 are designated by the same or corresponding symbols, and detailed description thereof will be omitted.
  • the HUD device 1A detects the driver's eyepoint EP and automatically adjusts the position of the concave mirror 3 based on the position of the detected eyepoint EP.
  • the HUD device 1A has a camera 20A.
  • the camera 20A takes a picture of the driver's face sitting in the driver's seat.
  • the camera 20A outputs the captured video data captured to the video data acquisition unit 14A of the control unit 10A.
  • the control unit 10A includes a video generation unit 11, a display control unit 12, a drive control unit 13A, a video data acquisition unit 14A, a detection unit 15A, and an adjustment amount acquisition unit 16A.
  • the video data acquisition unit 14A acquires the captured video data output by the camera 20A.
  • the video data acquisition unit 14A outputs the acquired captured video data to the detection unit 15A.
  • the detection unit 15A performs image processing on the captured video data to detect the pupil position, which is the eye point EP when the driver visually recognizes the virtual image.
  • the method for detecting the pupil position may be any known technique and is not limited.
  • the adjustment amount acquisition unit 16A acquires the adjustment amount for adjusting the virtual image position based on the driver's eye point EP detected by the detection unit 15A. More specifically, the adjustment amount acquisition unit 16A determines whether the eye point EP detected by the detection unit 15A is displaced from the reference eye point EP1 in the vertical direction by a threshold value or more. When the eye point EP is displaced from the reference eye point EP1 in the vertical direction by a threshold value or more, the driver looks as if the virtual image is missing. When the adjustment amount acquisition unit 16A determines that the eye point EP is displaced from the reference eye point EP1 in the vertical direction by a threshold value or more, it determines that the position of the concave mirror 3 needs to be adjusted.
  • the adjustment amount acquisition unit 16A adjusts the concave mirror 3 based on the adjustment amount according to the amount of deviation from the reference eyepoint EP1 stored in the storage unit so that the entire virtual image can be seen from the state in which the virtual image is missing. Get the adjustment amount.
  • the adjustment amount acquisition unit 16A outputs the acquired information about the adjustment amount of the position of the concave mirror 3 to the drive control unit 13A.
  • the adjustment amount acquisition unit 16A determines that the eye point EP is not displaced from the reference eye point EP1 in the vertical direction by the threshold value or more, it determines that the position adjustment of the concave mirror 3 is unnecessary.
  • the drive control unit 13A outputs a control signal to the adjustment mechanism 4 so as to adjust the position of the concave mirror 3 based on the adjustment amount information acquired from the adjustment amount acquisition unit 16A.
  • the control unit 10A takes an image with the camera 20A (step S11). More specifically, the control unit 10A uses the camera 20A to capture the face of the driver sitting in the driver's seat as captured image data. The control unit 10A proceeds to step S12.
  • the control unit 10A acquires captured video data (step S12). More specifically, the control unit 10A causes the video data acquisition unit 14A to acquire captured video data captured by the camera 20A. The control unit 10A proceeds to step S13.
  • the control unit 10A detects the pupil position (step S13). More specifically, the control unit 10A causes the detection unit 15A to perform image processing on the captured video data to detect the eye point EP of the driver. The control unit 10A proceeds to step S14.
  • the control unit 10A determines whether or not the eye point EP is displaced from the reference eye point EP1 by a threshold value or more in the vertical direction (step S14). More specifically, when the control unit 10A determines that the eye point EP is displaced from the reference eye point EP1 by a threshold value or more in the vertical direction (Yes in step S14), the process proceeds to step S15. When the control unit 10A determines that the eye point EP is not displaced from the reference eye point EP1 by the threshold value or more in the vertical direction (No in step S14), the process ends.
  • the control unit 10A acquires the adjustment amount of the virtual image position (step S15). More specifically, the control unit 10A causes the adjustment amount acquisition unit 16A to position the concave mirror 3 so that the entire virtual image can be seen from the state in which the virtual image is missing based on the driver's eye point EP detected by the detection unit 15A. Get the adjustment amount of. The control unit 10A proceeds to step S16.
  • the control unit 10A adjusts the projection position of the virtual image (step S16).
  • the control unit 10A outputs a control signal to the drive control unit 13A so as to adjust the position of the concave mirror 3 based on the adjustment amount acquired by the adjustment amount acquisition unit 16A by the drive control unit 13A.
  • the control unit 10A ends the process.
  • the driver does not need to perform the operation of adjusting the virtual image position, so that the position of the concave mirror 3 can be adjusted more easily. In this way, according to the present embodiment, the virtual image position can be adjusted appropriately.
  • the HUD device 1 according to the present embodiment has been described so far, but the HUD device 1 may be implemented in various different forms other than the above-described embodiment.
  • the display device 2, the concave mirror 3, and the housing 5 arranged in the vehicle are described as the one having the display device 2, but the invention is not limited thereto.
  • one or more folding mirrors may be arranged between the display 2 and the concave mirror 3.
  • optical members are two-dimensionally arranged in the same plane, but the present invention is not limited to this.
  • the optical members may be arranged three-dimensionally by changing the height in the vertical direction with respect to the horizontal plane of the vehicle.
  • the present invention is not limited to this.
  • the virtual image may be displayed above the central portion A2 of the gazing area A1 and may be displayed in a position to be looked up.
  • the HUD device 1 makes it possible to visually recognize the virtual image at a constant elevation angle and looking up constantly regardless of the height of the eyepoint EP.
  • the concave mirror 3 is described as being rotatable about the rotation shaft 3b, but the angle of the concave mirror 3 with respect to the horizontal plane of the vehicle is adjusted in advance according to the vehicle to be installed, and the virtual image down-angle ⁇ is set. If adjusted, a mechanism for rotating the rotary shaft 3b as a center may be omitted.
  • the display device and the method for installing the display device according to the present embodiment can be used for a display device for a vehicle, for example.
  • HUD device display device
  • Display 3 Concave mirror (reflecting mirror) 4 Adjustment mechanism 5 Housing EP1 Eye point (eye level of viewer) EP2 eye point (viewer's pupil height) EP3 eye point (viewer's pupil height) K1 First central ray (display central ray) K2 Second central ray (incident central ray) S Windshield (reflection part)

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Abstract

本発明の表示装置（１）は、映像を表示する表示器（２）と、表示器（２）に表示された映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部（Ｓ）に向けて反射する反射鏡（３）と、を備え、反射鏡（３）は、視認者の瞳の高さによらず、反射部（Ｓ）において反射して視認者に届く中心光線である入射中心光線（Ｋ２）が視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、位置が調整される。

Description

表示装置および表示装置の設置方法
　本発明は、表示装置および表示装置の設置方法に関する。
　例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ（Ｈｅａｄ　Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置」という。）が知られている。ＨＵＤ装置は、視認者が虚像を正しく視認するために、虚像の表示位置を視認者に対して正しい位置に正確に設定する必要がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、凹面鏡が回転軸を中心に回転可能である。
特許第５５３３７５０号公報
　凹面鏡を回転させる場合、視認者の瞳の高さが変化すると、視認者が虚像を視認する際の見下ろし角（俯角）も変化する。例えば、瞳の高さが低い視認者の場合、虚像位置が高くなる。この場合、運転者が虚像を見下ろす角度が小さくなるか、または、虚像を見上げる角度になるおそれがある。これにより、虚像が注視領域の中心部に位置するおそれがある。
　本実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、虚像位置を適切に調整可能な表示装置および表示装置の設置方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本実施形態に係る表示装置は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、を備え、前記反射鏡は、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、位置が調整される、ことを特徴とする。
　本実施形態に係る表示装置の設置方法は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、を備える表示装置の設置方法であって、前記反射鏡を、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、前記反射鏡の位置を調整する。
　本実施形態によれば、虚像位置を適切に調整することができるという効果を奏する。
図１は、第一実施形態に係るＨＵＤ装置の構成例を示す概略図である。 図２は、第一実施形態に係るＨＵＤ装置において、虚像位置の調整を説明する図である。 図３は、運転者の注視領域を説明する図である。 図４は、第二実施形態に係るＨＵＤ装置の構成例を示す概略図である。 図５は、第二実施形態に係るＨＵＤ装置における処理の一例を示す概略図である。 図６は、従来のＨＵＤ装置において、虚像位置の調整を説明する図である。
　以下に添付図面を参照して、本実施形態に係るＨＵＤ装置（表示装置）１の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
　以下の説明においては、ＨＵＤ装置１を車両の運転席の前方に搭載した状態で各方向を定義する。前後方向とは、車両直進時の進行方向と平行な方向であり、運転席側に向かう方向を前後方向の「後」、前方のウィンドシールドＳ側に向かう方向を前後方向の「前」とする。左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。運転席側から見て、左手側が「左」、右手側が「右」である。上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、３次元で直交する。また、車両が平坦な路面上に位置するときの路面と平行な面を車両水平面という。
［第一実施形態］
　図１、図２を参照して、ＨＵＤ装置１について説明する。図１は、第一実施形態に係るＨＵＤ装置の構成例を示す概略図である。図２は、第一実施形態に係るＨＵＤ装置において、虚像位置の調整を説明する図である。
　ＨＵＤ装置１は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報を、車両の前方に虚像として投影して運転者（視認者）に認識させる。ＨＵＤ装置１は、車両の運転者の前方のダッシュボードＤに設置される。ＨＵＤ装置１は、凹面鏡（反射鏡）３から投射された映像表示光がウィンドシールド（反射部）Ｓにおいて反射されて、運転者に虚像として認識される。
　ＨＵＤ装置１は、運転者の瞳の位置であるアイポイントＥＰの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることが可能である。本実施形態では、ＨＵＤ装置１は、アイポイントＥＰの高さによらず、一定の見下ろし角θで虚像を視認可能にする場合について説明する。
　見下ろし角θは、車両の運転時、運転者がまっすぐ前方を視認した状態から、虚像を視認するために下側を見下ろす角度である。見下ろし角θは、運転時、運転者の注視領域Ａ１（図３参照）の中心部Ａ２（図３参照）より下側を見下ろす角度になることが好ましい。見下ろし角θは、数°程度である。
　図３を用いて、注視領域Ａ１について説明する。図３は、運転者の注視領域を説明する図である。注視領域Ａ１は、運転時、運転者が周囲の状況を確認するために注視する領域である。注視領域Ａ１の中心部Ａ２は、注視領域Ａ１の中心とその周辺部分を含む。注視領域Ａ１の中心部Ａ２は、注視領域Ａ１において、運転時、運転者が他の部分より高い頻度で注視する部分である。注視領域Ａ１の中心部Ａ２は、運転時に運転者がより注意を払う必要がある領域である。注視領域Ａ１の中心部Ａ２は、例えば、車両が直線道路を走行する際に、適切な車間距離で同一車線の前方を走行する先行車両が位置する領域である。
　図１、図２に戻って、アイポイントＥＰは、運転者の両目の中間位置である。本実施形態において、アイポイントＥＰとＨＵＤ装置１との距離は、例えば、５００ｍｍ程度とする。アイポイントＥＰは、運転者の座高の違いによって、高さの違いが生じる。平均的な座高の運転者のアイポイントを基準アイポイントＥＰ１とする。基準アイポイントＥＰ１より低い位置にあるアイポイントの一例をＥＰ２とする。基準アイポイントＥＰ１より高い位置にあるアイポイントの一例をＥＰ３とする。基準アイポイントＥＰ１とアイポイントＥＰ２とアイポイントＥＰ３とが特に区別を要しない場合、アイポイントＥＰとして説明する。
　凹面鏡３の位置を基準アイポイントＥＰ１に合わせた状態における、第一中心光線（表示中心光線）をＫ１１、第二中心光線（入射中心光線）をＫ２１とする。凹面鏡３の位置をアイポイントＥＰ２に合わせた状態における、第一中心光線をＫ１２、第二中心光線をＫ２２とする。凹面鏡３の位置をアイポイントＥＰ３に合わせた状態における、第一中心光線をＫ１３、第二中心光線をＫ２３とする。第一中心光線Ｋ１１と第一中心光線Ｋ１２と第一中心光線Ｋ１３とが特に区別を要しない場合、第一中心光線Ｋ１として説明する。第二中心光線Ｋ２１と第二中心光線Ｋ２２と第二中心光線Ｋ２３とが特に区別を要しない場合、第二中心光線Ｋ２として説明する。
　ＨＵＤ装置１は、表示器２と、凹面鏡３と、調整機構４と、筐体５と、制御部１０とを有する。
　表示器２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏ‐Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを含むディスプレイである。表示器２の表示面２ａは、凹面鏡３の反射面３ａと対面している。表示器２は、制御部１０の表示制御部１２からの映像信号に基づいて表示面２ａに映像を表示する。表示器２の表示面２ａに表示された映像の映像表示光は、凹面鏡３へ入射する。表示器２の表示面２ａから投射する第一中心光線Ｋ１は、凹面鏡３へ入射する。本実施形態では、表示器２は、表示面２ａが前側を向くように配置される。本実施形態では、表示器２の表示面２ａから投射する第一中心光線Ｋ１は、車両水平面と平行な方向に沿って延びている。本実施形態では、第一中心光線Ｋ１は、前後方向と平行な方向に沿って延びている。
　凹面鏡３は、映像表示光の第一中心光線Ｋ１の通過点である凹面鏡中心を通り、車両水平面に対して垂直な平面である凹面鏡対称面に対して対称な曲率を有する。凹面鏡３は、反射面３ａが表示器２の表示面２ａおよびウィンドシールドＳの反射面Ｓａと対面している。ここで、ウィンドシールドＳは、湾曲形状に形成されて、運転者に対面している。凹面鏡３は、表示器２の表示面２ａから入射した映像表示光をウィンドシールドＳに向けて反射する。凹面鏡３が反射した映像表示光は、ウィンドシールドＳにおいて反射されて、運転者に虚像として認識される。凹面鏡３は、映像表示光の第一中心光線Ｋ１をウィンドシールドＳに向けて反射する。凹面鏡３が反射した映像表示光は、ウィンドシールドＳにおいて反射されて第二中心光線（視認者に届く中心光線）Ｋ２となり、運転者に虚像として認識される。本実施形態では、凹面鏡３は、表示器２より前側に位置する。本実施形態では、凹面鏡３の反射面３ａは、後上側を向くように車両水平面に対して傾いて配置される。
　凹面鏡３は、凹面鏡中心を通る回転軸３ｂを中心に矢印Ｂの方向に回動して、車両水平面に対する角度を変えることによって、虚像の見下ろし角θを調整可能である。
　凹面鏡３は、調整機構４によって第一中心光線Ｋ１と平行な直線上を移動して前後方向の位置を移動して、虚像位置を調整可能である。本実施形態では、凹面鏡３は、矢印Ａの方向に沿って第一中心光線Ｋ１と平行な直線上を移動する。凹面鏡３は、調整機構４によって第一中心光線Ｋ１と平行な直線上を移動するとき、車両水平面に対する角度が一定に保持される。凹面鏡３は、アイポイントＥＰの高さによらず、ウィンドシールドＳにおいて反射して運転者に届く第二中心光線Ｋ２がアイポイントＥＰへ入射する入射角（見下ろし角）θが一定となるように、前後方向の位置が調整される。凹面鏡３は、アイポイントＥＰの高さによらず、第二中心光線Ｋ２同士が平行になるように、前後方向の位置が調整される。凹面鏡３により、アイポイントＥＰの高さによらず、虚像の見下ろし角θが一定になるように、虚像位置の高さが調整される。例えば、凹面鏡３は、虚像位置を低くする場合、表示器２から離間する方向に移動されて位置が調整される。例えば、凹面鏡３は、虚像位置を高くする場合、表示器２に近づける方向に移動されて位置が調整される。
　調整機構４は、アイポイントＥＰの高さによらず、虚像の見下ろし角θを一定にするため、凹面鏡３の位置を調整する。調整機構４は、凹面鏡３を矢印Ａの方向に沿って直線上を移動させる。調整機構４は、アイポイントＥＰの高さによらず、見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡３の前後方向の位置を調整する。調整機構４は、アイポイントＥＰの高さによらず、第二中心光線Ｋ２同士が平行になるように、凹面鏡３の前後方向の位置を調整する。
　調整機構４は、凹面鏡３を、凹面鏡３の凹面鏡中心と表示器２の中心とを通る第一中心光線Ｋ１と平行な方向に沿って進退させる。調整機構４は、基準アイポイントＥＰ１より低いアイポイントＥＰ２に合わせて虚像位置を調整する場合、虚像位置が低くなるように凹面鏡３を移動させる。調整機構４は、基準アイポイントＥＰ１より低いアイポイントＥＰ２に合わせて虚像位置を調整する場合、凹面鏡３を第一中心光線Ｋ１と平行な方向に沿って運転者から離間する方向に移動させる。調整機構４は、基準アイポイントＥＰ１より高いアイポイントＥＰ３に合わせて虚像位置を調整する場合、虚像位置が高くなるように凹面鏡３を移動させる。調整機構４は、基準アイポイントＥＰ１より高いアイポイントＥＰ３に合わせて虚像位置を調整する場合、凹面鏡３を第一中心光線Ｋ１と平行な方向に沿って運転者に近づける方向に移動させる。調整機構４は、凹面鏡３を、例えば数μｍ程度移動する。
　調整機構４は、凹面鏡３を上記のように第一中心光線Ｋ１と平行な直線上を移動させるものであればよく、構成は限定されない。例えば、調整機構４は、凹面鏡３の反射面３ａと反対側に配置されたモータと、モータによって回転する複数段のギヤと、ギヤの回転運動を直線運動に変換する変換部と、変換部と凹面鏡３とを連結する連結部とを有する構成であってもよい。このような構成の調整機構４は、モータによってギヤを回転して、変換部によってギヤの回転運動を直線運動に変換して、連結部によって凹面鏡３を第一中心光線Ｋ１と平行な直線上を移動させる。調整機構４は、制御部１０の駆動制御部１３からの制御信号に基づいて、モータの駆動と停止とが制御される。
　筐体５は、車両のダッシュボードＤの下側に配置される。筐体５は、箱形状に形成されている。筐体５は、内部の空間に表示器２と凹面鏡３と調整機構４と制御部１０とが組み付けられている。
　制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などで構成された演算処理装置である。制御部１０は、図示しない記憶部に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。制御部１０は、映像生成部１１と、表示制御部１２と、駆動制御部１３とを有する。
　映像生成部１１は、運転者に虚像として視認させる映像データを生成する。映像生成部１１は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報をＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、車載ネットワークなどを介して車両から取得する。映像生成部１１は、取得した運転支援情報に基づいて、映像データを生成する。映像生成部１１が生成する映像データは、例えば、毎秒６０フレームの画像が連続した映像データである。映像生成部１１は、生成した映像データを映像信号として表示制御部１２に出力する。
　表示制御部１２は、映像生成部１１から出力された映像信号をＨＵＤ装置１の表示器２に表示させる。
　駆動制御部１３は、図示しない操作部に対する位置調整を実行する操作を検出した場合、調整機構４の駆動と停止とを制御する制御信号を出力する。本実施形態では、運転者によって操作部に対して位置調整の操作が行われたことを検出した場合、調整機構４のモータの駆動と停止とを制御する制御信号を出力する。例えば、虚像位置を高くする操作が行われた場合、凹面鏡３を後側へ移動させるように調整機構４のモータを第一方向に回転させる制御信号を出力する。例えば、虚像位置を低くする操作が行われた場合、凹面鏡３を前側へ移動させるように調整機構４のモータを第一方向と反対の第二方向に回転させる制御信号を出力する。
　次に、図２を用いて、このように構成されたＨＵＤ装置１の設置方法と作用とについて説明する。
　まず、ＨＵＤ装置１が運転者の前方のダッシュボードＤに設置される。ＨＵＤ装置１は、基準アイポイントＥＰ１に合わせて凹面鏡３の位置が調整されているものとする。より詳しくは、ＨＵＤ装置１は、凹面鏡３が表示器２から距離ｄ１離間した位置に配置されている。ＨＵＤ装置１は、設置する車両のウィンドシールドＳの曲率に合わせて、凹面鏡３が回転軸３ｂを中心に回動されて車両水平面に対する角度が調整されている。これらにより、ＨＵＤ装置１は、基準アイポイントＥＰ１において、虚像の見下ろし角θが適切な角度に調整されている。
　図２では、基準アイポイントＥＰ１に合わせた凹面鏡３の位置を実線で示している。表示器２の表示面２ａから投射する第一中心光線Ｋ１１は、車両水平面と平行な方向に沿って延びている。第一中心光線Ｋ１１は、前後方向と平行な方向に沿って延びている。表示器２の表示面２ａから投射する映像表示光の第一中心光線Ｋ１１は、凹面鏡３へ入射する。第一中心光線Ｋ１１は、凹面鏡３の反射面３ａにおいて、ウィンドシールドＳに向けて反射される。凹面鏡３の反射面３ａにおいて反射された映像表示光は、ウィンドシールドＳにおいて反射される。ウィンドシールドＳにおいて反射された第二中心光線Ｋ２１は、運転者に虚像として認識される。虚像の見下ろし角はθである。
　運転者は、ＨＵＤ装置１によって表示される虚像が欠けて見えるなどして虚像位置の高さを変えたい場合、凹面鏡３の位置を調整する。運転者は、凹面鏡３を、アイポイントＥＰの高さによらず、第二中心光線Ｋ２同士が平行になるように、凹面鏡３の位置を調整する。運転者は、例えば、図示しないインフォティメントモニタから、ＨＵＤ装置１の虚像位置の調整メニューの項目画像を選択操作する。また、運転者は、虚像位置を高くする操作か、虚像位置を低くする操作かを選択するメニューの項目画像を選択操作する。ＨＵＤ装置１の制御部１０の駆動制御部１３は、位置調整の操作が行われたことを検出した場合、調整機構４のモータを駆動して凹面鏡３を前後方向に直線移動させる。
　平均より低い座高の運転者のアイポイントＥＰ２に合わせて凹面鏡３の位置を調整する場合について説明する。例えば、平均より低い座高の運転者が、基準アイポイントＥＰ１に合わせた凹面鏡３によって表示される虚像を視認する場合、虚像が欠けて見える。
　ここで、虚像位置を調節するために、図６に示すように、凹面鏡３Ｘを回転軸３Ｘｂを中心に回動して、凹面鏡３Ｘの車両水平面に対する角度を調整する場合について説明する。図６は、従来のＨＵＤ装置において、虚像位置の調整を説明する図である。凹面鏡３Ｘを回転軸３Ｘｂを中心に反時計回りに回動して虚像位置を調整する場合、アイポイントＥＰの高さに応じて、虚像の見下ろし角θが異なってしまう。アイポイントＥＰ２における虚像の見下ろし角θは、基準アイポイントＥＰ１における虚像の見下ろし角θより小さくなる。この場合、虚像位置は、図３におけるＰ２のように、注視領域Ａ１の中心部Ａ２に位置するおそれがある。虚像位置が注視領域Ａ１の中心部Ａ２に位置すると、運転者が注視すべき周辺の景色に、虚像が重なって視認される。これにより、運転者は、表示される虚像を煩わしく感じるおそれがある。
　そこで、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにするため、凹面鏡３を回動させるのではなく直線移動させる。具体的には、例えば、運転者は、虚像位置の調整メニューから虚像位置を低くする操作の項目画像を選択操作する。ＨＵＤ装置１の制御部１０の駆動制御部１３は、虚像位置を低くする操作が行われたことを検出した場合、調整機構４のモータを駆動して凹面鏡３を前側に直線移動させる。アイポイントＥＰ２における虚像の見下ろし角がθとなるように、ＨＵＤ装置１は、調整機構４によって、凹面鏡３の位置を調整する。
　図２では、アイポイントＥＰ２に合わせた凹面鏡３の位置を細かい破線で示している。この場合、凹面鏡３が表示器２から距離ｄ２離間した位置に配置された状態で、アイポイントＥＰ２における虚像の見下ろし角がθになる。距離ｄ２は、距離ｄ１より大きい。表示器２の表示面２ａから投射する第一中心光線Ｋ１２は、第一中心光線Ｋ１１と一致する。第二中心光線Ｋ２２は、第二中心光線Ｋ２１と平行である。
　平均より高い座高の運転者のアイポイントＥＰ３に合わせて凹面鏡３の位置を調整する場合について説明する。例えば、平均より高い座高の運転者が、基準アイポイントＥＰ１に合わせた凹面鏡３によって表示される虚像を視認する場合、虚像が欠けて見える。
　ここで、虚像位置を調節するために、凹面鏡３Ｘを回転軸３Ｘｂを中心に回動して、凹面鏡３Ｘの車両水平面に対する角度を調整する場合について説明する。図６とは反対側に、凹面鏡３Ｘを回転軸３Ｘｂを中心に時計回りに回動して、凹面鏡３Ｘの車両水平面に対する角度を調整する。アイポイントＥＰ３における虚像の見下ろし角θは、基準アイポイントＥＰ１における虚像の見下ろし角θより大きくなる。この場合、虚像位置は、図３におけるＰ３のように、注視領域Ａ１の中心部Ａ２より大きく下側にずれて位置するおそれがある。虚像位置が注視領域Ａ１の中心部Ａ２より大きく下側にずれて位置すると、運転者が、虚像を視認する際の視線移動が大きくなるおそれがある。これにより、虚像の視認性が低下するおそれがある。
　そこで、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにするため、凹面鏡３を回動させるのではなく直線移動させる。具体的には、例えば、運転者は、虚像位置を高くする操作の項目画像を選択操作する。ＨＵＤ装置１の制御部１０の駆動制御部１３は、虚像位置を高くする操作が行われたことを検出した場合、調整機構４のモータを駆動して凹面鏡３を後側に直線移動させる。アイポイントＥＰ３における虚像の見下ろし角がθとなるように、ＨＵＤ装置１は、調整機構４によって、凹面鏡３の位置を調整する。
　図２では、アイポイントＥＰ３に合わせた凹面鏡３の位置を粗い破線で示している。この場合、凹面鏡３が表示器２から距離ｄ３離間した位置に配置された状態で、アイポイントＥＰ３における虚像の見下ろし角がθになる。距離ｄ３は、距離ｄ１より小さい。表示器２の表示面２ａから投射する第一中心光線Ｋ１３は、第一中心光線Ｋ１１と一致する。第二中心光線Ｋ２３は、第二中心光線Ｋ２１と平行である。
　このようにして、ＨＵＤ装置１は、アイポイントＥＰの高さによらず、第二中心光線Ｋ２が運転者の瞳へ入射する入射角である見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡３の前後方向の位置が調整される。ＨＵＤ装置１は、凹面鏡３を第一中心光線Ｋ１と平行な直線上に沿って移動させて、アイポイントＥＰの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることを可能にする。ＨＵＤ装置１は、凹面鏡３を運転者から離間する方向または運転者に近づける方向に移動させて、虚像位置を低くしたり高くしたりして、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにする。
　上述したように、本実施形態は、アイポイントＥＰの高さによらず、第二中心光線Ｋ２が運転者の瞳へ入射する入射角である見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡３の前後方向の位置を調整することができる。本実施形態は、凹面鏡３を第一中心光線Ｋ１と平行な直線上に沿って移動させて、アイポイントＥＰの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることができる。本実施形態は、凹面鏡３を運転者から離間する方向または運転者に近づける方向に移動させて、虚像位置を低くしたり高くしたりすることができる。このようにして、本実施形態によれば、虚像位置を適切に調整して、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにすることができる。
　本実施形態によれば、例えば、平均より低い座高の運転者のアイポイントＥＰ２に合わせて、虚像の見下ろし角θを、基準アイポイントＥＰ１における見下ろし角θと同じ角度にすることができる。本実施形態は、平均より低い座高の運転者であっても、適切な位置に虚像位置を調整することができる。
　本実施形態によれば、例えば、平均より高い座高の運転者のアイポイントＥＰ３に合わせて、虚像の見下ろし角θを、基準アイポイントＥＰ１における見下ろし角θと同じ角度にすることができる。本実施形態は、平均より高い座高の運転者であっても、適切な位置に虚像位置を調整することができる。
［第二実施形態］
　図４、図５を参照して、ＨＵＤ装置１Ａについて説明する。図４は、第二実施形態に係るＨＵＤ装置の構成例を示す概略図である。図５は、第二実施形態に係るＨＵＤ装置における処理の一例を示す概略図である。ＨＵＤ装置１Ａは、基本的な構成は第一実施形態のＨＵＤ装置１と同様である。以下の説明においては、ＨＵＤ装置１と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　本実施形態では、ＨＵＤ装置１Ａは、運転者のアイポイントＥＰを検出して、検出したアイポイントＥＰの位置に基づいて、凹面鏡３の位置を自動で調整する。ＨＵＤ装置１Ａは、カメラ２０Ａを有する。
　カメラ２０Ａは、運転席に着座している運転者の顔面を撮影する。カメラ２０Ａは、撮影した撮影映像データを制御部１０Ａの映像データ取得部１４Ａへ出力する。
　制御部１０Ａは、映像生成部１１と、表示制御部１２と、駆動制御部１３Ａと、映像データ取得部１４Ａと、検出部１５Ａと、調整量取得部１６Ａとを有する。
　映像データ取得部１４Ａは、カメラ２０Ａが出力した撮影映像データを取得する。映像データ取得部１４Ａは、取得した撮影映像データを検出部１５Ａへ出力する。
　検出部１５Ａは、撮影映像データに対して画像処理を行って、運転者が虚像を視認する際のアイポイントＥＰである瞳孔位置を検出する。瞳孔位置の検出方法は公知のいずれの技術でもよく、限定されない。
　調整量取得部１６Ａは、検出部１５Ａが検出した運転者のアイポイントＥＰに基づいて、虚像位置を調整する調整量を取得する。より詳しくは、調整量取得部１６Ａは、検出部１５Ａが検出したアイポイントＥＰが、基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれているか否かを判定する。アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれている場合、運転者からは、虚像が欠けて見える。調整量取得部１６Ａは、アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合、凹面鏡３の位置の調整が必要であると判定する。そして、調整量取得部１６Ａは、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるように、記憶部に記憶した、基準アイポイントＥＰ１からのずれ量に応じた調整量に基づいて、凹面鏡３の調整する調整量を取得する。調整量取得部１６Ａは、取得した凹面鏡３の位置の調整量の情報を駆動制御部１３Ａへ出力する。調整量取得部１６Ａは、アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれていないと判定する場合、凹面鏡３の位置の調整は不要であると判定する。
　駆動制御部１３Ａは、調整量取得部１６Ａから取得した調整量の情報に基づいて、凹面鏡３の位置を調整するよう、調整機構４に制御信号を出力する。
　次に、図５を用いて、制御部１０Ａにおける処理の流れについて説明する。
　制御部１０Ａは、カメラ２０Ａによって撮影する（ステップＳ１１）。より詳しくは、制御部１０Ａは、カメラ２０Ａによって、運転席に着座している運転者の顔面を撮影映像データとして撮影する。制御部１０Ａは、ステップＳ１２に進む。
　制御部１０Ａは、撮影映像データを取得する（ステップＳ１２）。より詳しくは、制御部１０Ａは、映像データ取得部１４Ａによって、カメラ２０Ａが撮影した撮影映像データを取得する。制御部１０Ａは、ステップＳ１３に進む。
　制御部１０Ａは、瞳孔位置を検出する（ステップＳ１３）。より詳しくは、制御部１０Ａは、検出部１５Ａによって、撮影映像データに対して画像処理を行って、運転者のアイポイントＥＰを検出する。制御部１０Ａは、ステップＳ１４に進む。
　制御部１０Ａは、アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれているか否かを判定する（ステップＳ１４）。より詳しくは、制御部１０Ａは、アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５に進む。制御部１０Ａは、アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれていないと判定する場合（ステップＳ１４でＮｏ）、処理を終了する。
　アイポイントＥＰが基準アイポイントＥＰ１に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、制御部１０Ａは、虚像位置の調整量を取得する（ステップＳ１５）。より詳しくは、制御部１０Ａは、調整量取得部１６Ａによって、検出部１５Ａで検出した運転者のアイポイントＥＰに基づいて、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるように、凹面鏡３の位置の調整量を取得する。制御部１０Ａは、ステップＳ１６に進む。
　制御部１０Ａは、虚像の投影位置を調整する（ステップＳ１６）。制御部１０Ａは、駆動制御部１３Ａによって、調整量取得部１６Ａが取得した調整量に基づいて、凹面鏡３の位置を調整するように、駆動制御部１３Ａに制御信号を出力する。制御部１０Ａは、処理を終了する。
　上述したように、本実施形態は、運転者のアイポイントＥＰを検出して、検出したアイポイントＥＰの位置に基づいて、凹面鏡３の位置を自動で調整することができる。本実施形態によれば、運転者が虚像位置を調整する操作を行う必要がないので、より簡単に凹面鏡３の位置を調整することができる。このようにして、本実施形態によれば、虚像位置を適切に調整することができる。
　さて、これまで本実施形態に係るＨＵＤ装置１について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
　上記の説明では、表示器２と凹面鏡３と車両に配置された筐体５とを有するものとして説明したが、これに限定されない。ＨＵＤ装置１は、表示器２と凹面鏡３との間に、一つ以上の折返鏡が配置されていてもよい。
　上記では、光学部材が同一平面内に平面的に配置されているものとして説明したが、これに限定されない。光学部材は、車両水平面に対して上下方向において高さを変えて立体的に配置されていてもよい。
　上記では、虚像を見下ろす位置に表示させる場合について説明したが、これに限定されない。虚像が注視領域Ａ１の中心部Ａ２より上側に表示されて、見上げる位置に表示されてもよい。この場合、ＨＵＤ装置１は、アイポイントＥＰの高さによらず、一定で見上げる、一定の仰角で虚像を視認可能にする。
　上記では、凹面鏡３が回転軸３ｂを中心に回動可能であるものとして説明したが、あらかじめ、設置される車両に応じて凹面鏡３の車両水平面に対する角度を調整して、虚像の見下ろし角θを調整すれば、回転軸３ｂを中心に回動させる機構はなくてもよい。
　本実施形態の表示装置および表示装置の設置方法は、例えば車両用の表示装置に利用することができる。
　１　　　　ＨＵＤ装置（表示装置）
　２　　　　表示器
　３　　　　凹面鏡（反射鏡）
　４　　　　調整機構
　５　　　　筐体
　ＥＰ１　　アイポイント（視認者の瞳の高さ）
　ＥＰ２　　アイポイント（視認者の瞳の高さ）
　ＥＰ３　　アイポイント（視認者の瞳の高さ）
　Ｋ１　　　第一中心光線（表示中心光線）
　Ｋ２　　　第二中心光線（入射中心光線）
　Ｓ　　　　ウィンドシールド（反射部）

Claims (5)

  1. 　映像を表示する表示器と、
    　前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、
    　を備え、
    　前記反射鏡は、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、位置が調整される、
    　ことを特徴とする表示装置。
  2. 　前記反射鏡は、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光の中心光線である表示中心光線と平行な直線上を移動させて位置が調整される、
    　請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記反射鏡は、虚像位置を低くする場合、前記表示器から離間する方向に移動させ、虚像位置を高くする場合、前記表示器に近づける方向に移動させて位置が調整される、
    　請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 　前記視認者の瞳の高さを検出する検出部と、
    　前記検出部が検出した前記視認者の瞳の高さに基づいて、前記反射鏡の位置を調整する調整量を取得する調整量取得部と、
    　を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
  5. 　映像を表示する表示器と、
    　前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、
    　を備える表示装置の設置方法であって、
    　前記反射鏡を、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、前記反射鏡の位置を調整する、
    　表示装置の設置方法。
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