WO2020158362A1 - 虚像表示装置 - Google Patents

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WO2020158362A1
WO2020158362A1 PCT/JP2020/000808 JP2020000808W WO2020158362A1 WO 2020158362 A1 WO2020158362 A1 WO 2020158362A1 JP 2020000808 W JP2020000808 W JP 2020000808W WO 2020158362 A1 WO2020158362 A1 WO 2020158362A1
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wall surface
angle
straight line
end reference
respect
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PCT/JP2020/000808
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Inventor
康徳 二宮
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • B60K2360/20Optical features of instruments
    • B60K2360/33Illumination features
    • B60K2360/334Projection means

Definitions

  • the disclosure by this specification relates to a virtual image display device.
  • the device disclosed in Patent Document 1 is provided with a display, a reflecting mirror, and a housing.
  • the reflecting mirror separates external light from the outside of the housing into transmitted light and reflected light.
  • the inner wall of the housing is provided with a heat dissipation member that has sawtooth-shaped irregularities and is coated with a light absorbing paint.
  • the transmitted light that has passed through the reflecting mirror is efficiently absorbed by the heat dissipation member and converted into heat. It has become so. Then, the converted heat is radiated to the outside of the device through the outer wall.
  • One of the disclosed purposes is to provide a virtual image display device with excellent visibility of virtual images.
  • One of the aspects disclosed herein is a virtual image display device for displaying a virtual image
  • a display that emits display light that is formed as a virtual image
  • a reflecting mirror having a reflecting surface for reflecting the display light emitted from the display
  • a housing having a display unit and a reflecting mirror, and having an opening through which the display light reflected by the reflecting mirror is emitted to the outside
  • the housing has a common first portion at a surface portion where external light from the outside of the housing is supposed to enter the inside of the housing through the opening and be reflected by the reflecting surface to reach.
  • the wall surface structure is formed by alternately connecting the first wall surface and the second wall surface one by one along the surface portion.
  • the housing is provided with the wall structure in which the first wall surface and the second wall surface are alternately connected one by one.
  • this wall surface structure it is assumed that, in the surface portion of the housing, external light from the outside of the housing enters the inside through the opening and is further reflected and reaches the reflecting surface of the reflecting mirror. It is formed in the part. Therefore, it is possible to suppress the external light, which has reached the wall surface structure after being reflected by the reflecting surface, from secondarily reaching the eyes of the virtual image viewer by the wall surface structure. At least all secondary reflected light reaching the eye is suppressed. Therefore, it is difficult for the viewer to feel the glare of external light.
  • the first wall surface and the second wall surface are arranged along the surface of the housing. Therefore, it is possible to prevent the top portion of the structure from significantly projecting and obstructing the display optical path due to the display light from the display. According to the suppression of the obstruction of the display optical path, the display light satisfactorily reaches the eyes of the viewer and is imaged as a virtual image. As described above, it is possible to provide the virtual image display device having excellent visibility of the virtual image.
  • a spatial region in which a virtual image is visible is defined as a visual recognition region
  • the straight line from one end of the reflecting surface to the first wall surface is defined as the end reference first straight line, It is an angle formed by the first wall surface with respect to the end reference first straight line, and the surface opposite to the end reference first straight line is defined with reference to the side opposite to one end of the reflecting surface sandwiching the first wall surface on the end reference first straight line.
  • the angle where the exposed side of the part is positive and the opposite side is negative and which is set on the first wall surface is defined as the end reference first wall surface angle, It is an angle formed by the first wall surface with respect to the end reference first straight line, and the surface opposite to the end reference first straight line is defined with reference to the side opposite to one end of the reflecting surface sandwiching the first wall surface on the end reference first straight line.
  • the straight line from the other end of the reflecting surface to the second wall surface is defined as the end reference second straight line, It is an angle formed by the second wall surface with respect to the end reference second straight line, and the surface portion is more than the end reference second straight line with the side opposite to the other end of the reflecting surface sandwiching the second wall of the end reference second straight line as the reference.
  • the angle of the exposed side of the part is positive and the opposite side is negative, and the angle set on the second wall surface is defined as the end reference second wall surface angle, It is an angle formed by the second wall surface with respect to the end reference second straight line, and the surface portion is more than the end reference second straight line with the side opposite to the other end of the reflecting surface sandwiching the second wall of the end reference second straight line as the reference.
  • a light ray that is incident on the second wall surface along the end reference second straight line from the other end of the reflecting surface at an angle with the exposed side of the part being positive and the opposite side being negative is reflected by the second wall surface.
  • the end reference first wall surface angle is larger than the end reference second wall surface angle
  • the end reference first wall surface angle is larger than the visual recognition area first critical angle
  • the condition that the edge reference second wall surface angle is smaller than the visual recognition area second critical angle is satisfied.
  • the reflected light caused by the external light reaching the wall surface structure from the reflecting surface and being reflected becomes difficult to reach the inside of the visual recognition area, and thus the virtual image is visually recognized.
  • the secondary reflected light of the external light is suppressed from reaching the eye. Therefore, it becomes difficult for the viewer to feel the glare of external light when viewing the virtual image, and the visibility of the virtual image is improved.
  • FIG. 13 is a diagram showing a specific example of Modification 3.
  • FIG. 13 is a diagram showing a specific example of Modification 3.
  • FIG. 13 is a diagram showing a specific example of Modification 3.
  • FIG. 13 is a diagram showing a specific example of Modification 3.
  • FIG. 13 is a diagram showing a specific example of Modification 3.
  • FIG. 16 is a diagram showing a specific example of Modification 4.
  • FIG. 16 is a diagram showing a specific example of Modification 4.
  • FIG. 16 is a diagram showing a specific example of Modification 4. It is a figure which shows the modification 6. It is a table which shows the example of a combination of a reflecting mirror.
  • the virtual image display device according to the first embodiment of the present disclosure is used in a vehicle 1 as a vehicle or a moving body, and is configured to be housed in an instrument panel 2 of the vehicle 1.
  • This is a head-up display device (hereinafter, HUD device) 10.
  • the HUD device 10 projects display light toward the windshield 3 of the vehicle 1.
  • the HUD device 10 displays a virtual image that can be visually recognized by an occupant of the vehicle 1. That is, the display light reflected by the windshield 3 reaches the visual recognition area EB set inside the vehicle 1.
  • the occupant seated in the seat arranged so as to face the instrument panel 2 and the eyepoint EP is located in the visual recognition area EB perceives a virtual image due to the image formation of the display light.
  • the occupant can recognize various information displayed as a virtual image. Examples of various information displayed as a virtual image include information indicating the state of the vehicle such as vehicle speed and remaining fuel amount, or navigation information such as visibility assistance information and road information.
  • the windshield 3 of the vehicle 1 is made of, for example, glass or synthetic resin in a translucent plate shape, and is arranged above the instrument panel 2.
  • the windshield 3 is arranged so as to be inclined with respect to the instrument panel 2 as it goes from the front to the rear.
  • the windshield 3 has a plate surface 3a that is formed in a smooth concave shape or a flat shape inside the vehicle 1.
  • the windshield 3 functions as a projection unit onto which the display light is projected from the HUD device 10.
  • the visual recognition area EB is a space area where the virtual image displayed by the HUD device 10 can be visually recognized, and is also called an eye box.
  • the term "visible” as used herein means, for example, a state in which the entire virtual image has a predetermined brightness or higher and the display content can be recognized.
  • the visual recognition area EB is typically set so as to overlap the eyelips EL set in the vehicle 1.
  • the eye lip EL is a virtual space region defined for each vehicle type, and is set in a virtual ellipsoidal shape based on the eye range that statistically represents the space distribution of the occupant's eye points EP (JISD0021). : 1998). For example, the eye lip EL is located near the headrest of the seat.
  • eye-lips EL it is preferable to adopt eye-lips of 90th percentile or more and 99th percentile or less, such as 90th percentile eyelips, 95th percentile eyelips, and 99th percentile eyelips.
  • 90th percentile eyelips the eye-lips EL
  • 95th percentile eyelips the eye-lips EL
  • 99th percentile eyelips the eye-lips EL
  • the HUD device 10 includes a display unit 11, a plane mirror 21, a concave mirror 31, a control unit 41, a housing 51, and the like.
  • the display 11 is, for example, a transmissive liquid crystal display.
  • the display 11 is formed by housing a liquid crystal panel and a backlight in a casing.
  • the display device 11 emits display light which is imaged later as a virtual image by transmitting and illuminating the screen 12 of the liquid crystal panel with a backlight.
  • a reflective liquid crystal display device As the display device 11, a reflective liquid crystal display device, an EL display device that self-luminesces using electroluminescence, a laser scanner type display device, and a DLP (Digital Light Processing) using a DMD (Digital Micromirror Device). A registered trademark) type display device or the like can also be adopted.
  • the screen 12 of the display 11 faces upward, for example, and the display light is emitted upward.
  • the plane mirror 21 and the concave mirror 31 are reflecting mirrors that guide the display light emitted from the display 11 to the windshield 3.
  • the plane mirror 21 is formed of, for example, synthetic resin or glass into a rectangular plate shape.
  • the plane mirror 21 has a reflecting surface 22 formed by depositing a metal film such as aluminum on the surface thereof.
  • the reflecting surface 22 is formed in a smooth flat surface.
  • the plane mirror 21 is located above the display unit 11, and the reflecting surface 22 faces the front and rear diagonal directions. Display light that has entered the plane mirror 21 from the display 11 is reflected by the reflecting surface 22 toward the concave mirror 31.
  • the concave mirror 31 is formed of a synthetic resin or glass into a rectangular plate shape.
  • the concave mirror 31 has a reflecting surface 32 formed by depositing a metal film such as aluminum on the surface thereof.
  • the reflecting surface 32 is formed in a smooth concave shape by being curved so that the central portion is concave.
  • the concave mirror 31 is located in front of the plane mirror 21, and the reflecting surface 32 faces rearward and upward in an oblique direction.
  • the display light that has entered the concave mirror 31 from the plane mirror 21 is reflected by the reflecting surface 32 toward the windshield 3 located above.
  • the display light is condensed by the reflection on the reflection surface 32, and the virtual image is enlarged.
  • the reflection angle of the display light on the windshield 3 is preferably set in the vicinity of the Brewster angle larger than 45 degrees in consideration of Fresnel's equation. Therefore, the traveling direction of the display light reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is set to the rearward and upward oblique direction. That is, the display optical path OP from the concave mirror 31 to the windshield 3 is configured to linearly advance in an upward and rearward oblique direction with the concave mirror 31 as a starting point.
  • the control unit 41 includes an adjustment switch (not shown), a control circuit 42, and the like.
  • the adjustment switch is installed outside the housing 51, for example, on the steering wheel of the vehicle 1 or the like, and can be operated by an occupant.
  • the control circuit 42 is an electronic circuit in which at least one processor, a memory device (for example, a semiconductor memory), an input/output interface, etc. are mounted on a board.
  • a processor for example, a central processing unit (CPU)
  • a memory device for example, a semiconductor memory
  • an input/output interface etc.
  • the control circuit 42 controls the display unit 11. Further, the control circuit 42 is capable of rotating the concave mirror 31 and the reflection surface 32 thereof in a predetermined angle range around the rotation shaft 31a extending in the left-right direction in response to the operation of the adjustment switch. .. By such rotation, the reflection direction of the reflection surface 32 is adjusted. That is, the direction of the display optical path OP is slightly changed, and the visual recognition area EB and the virtual image move vertically.
  • the casing 51 is made of, for example, synthetic resin or metal, and is formed in a hollow box shape having a light shielding property.
  • the housing 51 accommodates the display unit 11, the plane mirror 21, and the concave mirror 31 inside.
  • the control circuit 42 is housed inside a circuit case 43 that is assembled to the housing 51 from below, for example.
  • the housing 51 has an opening portion 53 that is optically opened upward in the direction in which the windshield 3 is located, at a ceiling portion 52 opposite to the bottom surface portion 58 with an internal space therebetween.
  • the opening 53 is a part of the ceiling 52 of the housing 51, and is provided relatively forward, that is, above the concave mirror 31. As a result, the opening 53 can pass the display light reflected by the concave mirror 31 and emit the display light to the outside of the housing 51.
  • the opening 53 may be closed by a dustproof sheet formed in a translucent thin plate shape.
  • a ceiling wall 54 which is arranged so as to cover the plane mirror 21 from above, is formed behind the opening 53 in the ceiling 52 of the housing 51.
  • the ceiling wall 54 extends substantially parallel to the display optical path OP so as to avoid interference with the display optical path OP formed in an oblique direction.
  • a surface portion that is exposed inside or outside is formed in the housing 51.
  • a portion of the surface portion constituted by the ceiling wall 54 includes a portion 61a which is exposed to the outside of the housing 51 and faces the windshield 3.
  • the external light reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is supposed to reach such a portion 61a.
  • outside light such as sunlight passes through the windshield 3 from the position displaced rearward from the portion on which the display light is projected, and is forward and downward. Can proceed diagonally.
  • Such external light enters the housing 51 through the opening 53 and is reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31. Then, since the reflection angle of the external light on the reflection surface 32 is smaller than the reflection angle of the display light, the external light can reach the portion 61a that is slightly shifted downward from the display optical path OP.
  • a wall surface structure 62 whose reflection direction can be controlled is formed in the portion 61a.
  • the wall surface structure 62 alternately connects the first wall surface 63 and the second wall surface 64 one by one along the portion 61a of the surface portion that extends substantially parallel to the display optical path OP, and forms a zigzag (saw blade shape). Formed). It should be noted that being alternately connected means that there are two or more pairs of the first wall surface 63 and the second wall surface 64.
  • the plurality of first wall surfaces 63 face the common first direction D1.
  • the plurality of second wall surfaces 64 are different from the first direction D1 and face the common second direction D2.
  • the meaning of the common direction is that it can be conceptually considered to be common, and that the gradients of the first wall surfaces 63 or the gradients of the second wall surfaces 64 in the same wall structure 62 are exactly the same. It does not require you to be present. That is, it suffices to be able to conceptually grasp that each first wall surface 63 faces the concave mirror 31 side and each second wall surface 64 faces the windshield 3 side, for example.
  • Each of the wall surfaces 63 and 64 has a planar shape and an elongated stripe shape by extending in a direction intersecting the display optical path OP parallel to the portion 61a, that is, in the left-right direction.
  • the width of the first wall surface 63 in the direction perpendicular to the stretching direction and the width of the second wall surface 64 in the direction perpendicular to the stretching direction are set to be sufficiently smaller than the size of the reflecting surface 32 of the concave mirror 31. In the embodiment, it is set to, for example, 2 cm or less, and more preferably 0.5 mm or less, but it can be set to a large value of about 10 cm by reducing the number of wall surfaces 63 and 64. Further, the widths of the wall surfaces 63 and 64 may be the same as each other, or may be appropriately different.
  • a coating film that absorbs external light is formed on the first wall surface 63 and the second wall surface 64.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 may be embossed to form a rough surface.
  • each first wall surface 63 and each second wall surface 64 on a cross section parallel to the vertical center plane of the vehicle 1 vertical plane passing through the midpoint between the left and right wheels of a vehicle in a straight-ahead posture
  • an imaginary straight line extending from the upper end 32a of the reflecting surface toward a predetermined first wall surface 63, more specifically, to the central portion in the width direction of the first wall surface 63 is defined as an end reference first straight line L1.
  • the width direction here is a direction perpendicular to the extending direction of the wall surface.
  • it is an angle formed by the first wall surface 63 with respect to the end reference first straight line L1, and the end reference is based on the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the end reference first straight line L1.
  • An angle in which the upper side of the first straight line L1 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for determining positive and negative values), and the angle set on the first wall surface 63 is the end reference first It is defined as the wall angle ⁇ e.
  • an imaginary straight line extending from the lower end 32b of the reflecting surface to a predetermined second wall surface 64 is defined as an end reference second straight line L2.
  • an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the end reference second straight line L2 is an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the end reference second straight line L2, and the end reference is based on the side opposite to the reflection surface lower end 32b sandwiching the second wall surface 64 on the end reference second straight line L2.
  • An angle in which the upper side of the second straight line L2 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine the positive and negative values), and the angle set on the second wall surface 64 is the end reference second. It is defined as the wall angle ⁇ e.
  • the portion 61a of the surface portion is exposed to the upper side, so it is also referred to as the exposed side of the portion 61a.
  • the ceiling wall 54 which is the constituent base material portion of the surface portion 61a, is arranged, and thus is also referred to as the opposite side to the exposed side.
  • the angle ⁇ 1 shown in FIG. 3 is defined. It is an angle formed by the first wall surface 63 with respect to the end reference first straight line L1, and the end reference first straight line is based on the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the end reference first straight line L1. It is an angle where the upper side of L1 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine positive and negative values), and from the reflection surface upper end 32a to the first wall surface 63 along the end reference first straight line L1.
  • the angle virtually set on the first wall surface 63 so that the incident virtual light ray RB1 is reflected by the first wall surface 63 and then reaches the visual recognition area upper end EBa is the visual recognition area first critical angle ⁇ 1. Is defined.
  • the angle ⁇ 2 shown in FIGS. 4 and 5 is defined. It is an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the end reference second straight line L2, and the end reference second straight line is based on the side opposite to the reflection surface lower end 32b sandwiching the second wall surface 64 on the end reference second straight line L2. It is an angle where the upper side of L2 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine the positive and negative values), and from the reflection surface lower end 32b to the second wall surface 64 along the end reference second straight line L2.
  • the angle virtually set on the second wall surface 64 so that the incident virtual ray RB2 is reflected by the second wall surface 64 and then reaches the visual recognition area lower end EBb is equal to the visual recognition area second critical angle ⁇ 2. Is defined.
  • ⁇ e> ⁇ e is established as the first relationship. Further, for each of the first wall surfaces 63, ⁇ e> ⁇ 1 is established as the second relationship. Further, for each second wall surface 64, ⁇ e ⁇ 2 is established as the third relationship.
  • the external light reaching the portion 61a from the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is further upward from the visible region upper end EBa even if reflected by the first wall surface 63. To reach. Further, such external light reaches below the visible region lower end EBb even when reflected by the second wall surface 64. Therefore, it is possible to prevent the external light reflected by the reflecting surface 32 from reaching the inside of the visual recognition area EB.
  • the angle ⁇ 1 shown in FIG. 6 is defined. It is an angle formed by the first wall surface 63 with respect to the end reference first straight line L1, and the end reference first straight line is based on the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the end reference first straight line L1. It is an angle where the upper side of L1 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine positive and negative values), and from the reflection surface upper end 32a to the first wall surface 63 along the end reference first straight line L1.
  • An angle virtually set on the first wall surface 63 so that the incident virtual light ray RL1 is reflected by the first wall surface 63 and then reaches the eyelids upper end ELa is defined as an eyelip first critical angle ⁇ 1.
  • the angle ⁇ 2 is defined. It is an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the end reference second straight line L2, and the end reference second straight line is based on the side opposite to the reflection surface lower end 32b sandwiching the second wall surface 64 on the end reference second straight line L2. It is an angle where the upper side of L2 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine the positive and negative values), and from the reflection surface lower end 32b to the second wall surface 64 along the end reference second straight line L2.
  • the angle virtually set on the second wall surface 64 so that the incident virtual light ray RL2 is reflected by the second wall surface 64 and then reaches the eyelid lower end ELb is defined as the eyelip second critical angle ⁇ 2.
  • the predetermined point reference first straight line L1f is an imaginary straight line extending from a predetermined first predetermined point on the reflecting surface 32 to a predetermined first wall surface 63 (more specifically, a central portion in the width direction of the first wall surface 63). ..
  • it is an angle formed by the first wall surface 63 with respect to the predetermined point reference first straight line L1f, and the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the predetermined point reference first straight line L1f is used as a reference.
  • An angle that is positive on the upper side and negative on the lower side of the predetermined point reference first straight line L1f and is set on the first wall surface 63 is defined as a predetermined point reference first wall surface angle ⁇ f.
  • first predetermined points where the angle ⁇ f is set in the range represented by the formula of 90° ⁇ f ⁇ 180° are present on the reflecting surface 32. ..
  • the first predetermined point which is present at one or more points, may be present at any place on the reflection surface 32 and may be different for each first wall surface 63.
  • the angle ⁇ f which is defined as an arbitrary point on the reflecting surface 32 as the first predetermined point, is set in the range shown by the formula of 90° ⁇ f ⁇ 180°.
  • the predetermined point reference first straight line L1f is defined with the reflection surface upper end 32a as the first predetermined point, and the angle ⁇ f is set in the range represented by the formula of 90° ⁇ f ⁇ 180°, and the reflection surface lower end 32b is set. If the predetermined point reference first straight line L1f is defined as the first predetermined point and the angle ⁇ f is set in the range represented by the formula of 90° ⁇ f ⁇ 180°, it can be considered that the condition is satisfied at any point. it can.
  • a predetermined point reference second straight line L2f is an imaginary straight line extending from a predetermined second predetermined point on the reflecting surface 32 to a predetermined second wall surface 64 (more specifically, a central portion in the width direction of the second wall surface 64). ..
  • it is an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the predetermined point reference second straight line L2f, and the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the predetermined point reference second straight line L2f is used as a reference.
  • the angle which is positive on the upper side and lower on the lower side of the predetermined point reference second straight line L2f and which is set on the second wall surface 64 is defined as the predetermined point reference second wall surface angle ⁇ f.
  • each second wall surface 64 one or more second predetermined points where the angle ⁇ f is set in the range represented by the formula of ⁇ 90° ⁇ f ⁇ 0° exist on the reflecting surface 32.
  • the second predetermined point which is present at one or more points, may be present at any place on the reflecting surface 32 and may be different for each first wall surface 63.
  • the angle ⁇ f which is defined as an arbitrary point on the reflecting surface 32 as the second predetermined point, is set within the range indicated by the formula ⁇ 90° ⁇ f ⁇ 0°.
  • ⁇ f does not take a discrete value and has no extreme value. It is usually Therefore, the predetermined point reference second straight line L2f is defined with the upper end 32a of the reflecting surface as the second predetermined point, the angle ⁇ f is set in the range represented by the formula of ⁇ 90° ⁇ f ⁇ 0°, and the lower end 32b of the reflecting surface is set.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 are connected so as to form an acute angle ⁇ at the valley portion on the exposed side (in other words, the outer side of the housing 51). Then, in the wall surface structure 62 provided in the portion 61a, when the external light reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 and reaching the first wall surface 63 is further reflected by the first wall surface 63, the external light is The first wall surface 63 reaches the second wall surface 64 adjacent to the reflection surface 32 side and forming an acute angle ⁇ . Further, by setting the range of ⁇ f described above, the external light reflected by the reflecting surface 32 does not directly enter the second wall surface 64.
  • each first wall surface 63 is formed with substantially the same gradient
  • each second wall surface 64 is formed with substantially the same gradient.
  • the physical quantity described as “gradient” in this embodiment is defined as the degree of inclination of each wall surface 63, 64 in the coordinate system with the horizontal vehicle 1 as a reference.
  • the physical quantities described as “angle” such as ⁇ e, ⁇ f, ⁇ e, ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 1, ⁇ 2, etc. correspond to the relative positions of the respective first wall surfaces 63 and the second wall surfaces 64 with respect to the reflecting surface 32.
  • the end reference first straight line L1 or the end reference second straight line L2 having different definitions is used as a reference. Therefore, even if the same angle ⁇ e is applied to each of the first wall surfaces 63, it should be noted that the reference lines of the angles corresponding to the respective first wall surfaces 63 are different, so that the same gradient is not obtained. The same applies to the application of the angle ⁇ e to the second wall surface 64.
  • the upper end 32a of the reflecting surface corresponds to "one end of the reflecting surface”
  • the lower end 32b of the reflecting surface corresponds to "the other end of the reflecting surface”.
  • the “one end of the reflecting surface” and the “other end of the reflecting surface” are arranged so as to face each other with the reflecting surface in between. If the mirror-like reflecting surface 32 is formed up to the edge of the concave mirror 31, the reflecting surface upper end 32a and the reflecting surface lower end 32b substantially coincide with the upper end and the lower end of the concave mirror 31, respectively.
  • the upper end of the mirror-like portion excluding the outer frame portion is the reflection surface upper end 32a.
  • the lower end is the reflective surface lower end 32b.
  • the visible region upper end EBa corresponds to “one end of the visible region”
  • the visible region lower end EBb corresponds to “the other end of the visible region”.
  • the “one end of the visual recognition area” and the “other end of the visual recognition area” are arranged so as to face each other across the visual recognition area.
  • the eyelip upper end ELa corresponds to “one end of the eyelip”
  • the eyelip lower end ELb corresponds to “the other end of the eyelip”.
  • the “one end of the eye lip” and the “other end of the eye lip” are arranged so as to face each other with the eye lip interposed therebetween.
  • the housing 51 is provided with the wall structure 62 in which the first wall surfaces 63 and the second wall surfaces 64 are alternately arranged one by one.
  • this wall surface structure 62 external light from the outside of the housing 51 enters the inside of the surface of the housing 51 through the opening 53, and is reflected and reaches the reflecting surface 32 of the concave mirror 31. It is formed in the part 61a which is supposed to be. Therefore, it is possible to suppress the external light, which has reached the wall surface structure 62 after being reflected by the reflective surface 32, from secondarily reaching the eyes of the virtual image viewer by the wall surface structure 62.
  • first wall surface 63 and the second wall surface 64 face different directions D1 and D2 from each other, external light is reflected by the first wall surface 63 and the second wall surface 64 in different directions. All secondary reflected light is suppressed from reaching the eye. Therefore, it is difficult for the viewer to feel the glare of external light.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 are arranged along the surface of the housing 51. Therefore, it is suppressed that the top of the structure 62 largely projects and obstructs the display optical path OP by the display light from the display unit 11. According to the suppression of the obstruction of the display optical path OP, the display light satisfactorily reaches the eyes of the viewer and is imaged as a virtual image. As described above, it is possible to provide the HUD device 10 having excellent visibility of the virtual image.
  • the end reference first wall surface angle ⁇ e is larger than the end reference second wall surface angle ⁇ e, and the end reference first wall surface angle ⁇ e is larger than the visual recognition area first critical angle ⁇ 1. Further, the end reference second wall surface angle ⁇ e is smaller than the visual recognition area second critical angle ⁇ 2.
  • the end reference first wall surface angle ⁇ e is larger than the end reference second wall surface angle ⁇ e, and the end reference first wall surface angle ⁇ e is larger than the eye lip first critical angle ⁇ 1.
  • the end reference second wall surface angle ⁇ e is smaller than the eyelids second critical angle ⁇ 2.
  • the predetermined point reference first wall surface angle ⁇ f is set to be larger than +90 degrees and smaller than +180 degrees.
  • the predetermined point reference second wall surface angle ⁇ f is set to be larger than ⁇ 90 degrees and smaller than 0 degrees.
  • the wall surface structure 62 reaches the second wall surface 64 when the external light reflected by the reflecting surface 32 and reaching the first wall surface 63 is further reflected by the first wall surface 63.
  • the strength of the external light decreases due to absorption by the material of the housing 51 or diffusion on the surface. Therefore, by reflecting the external light multiple times by the wall surface structure 62, The light intensity can be cumulatively reduced. Therefore, the viewer hardly feels the glare of external light when viewing the virtual image, and the visibility of the virtual image is enhanced.
  • the wall surface structure 62 is provided in the portion 61a of the surface portion that faces the windshield 3.
  • the wall surface structure 62 By controlling the reflection direction by the wall surface structure 62 at such a portion 61a, it is possible to suppress the secondary reflected light from entering the windshield 3, and, as a result, the secondary reflection from the windshield 3 to the eyes of the viewer. It is possible to suppress the arrival of such reflected light.
  • the wall structure 62 is provided at the portion 61a exposed to the outside of the housing 51 and facing the windshield 3. Since the wall structure 62 extends along the surface portion, not only the secondary reflected light reaches the eyes, but also the case 51 interferes with the display optical path OP outside the case 51. Can be suppressed. That is, since the degree of freedom in designing the display optical path OP of the display light emitted to the outside from the opening 53 is improved, high visibility of the virtual image can be easily realized.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment.
  • the second embodiment will be described focusing on the points different from the first embodiment.
  • control circuit 242 of the control unit 241 of the second embodiment is housed inside the housing 251, and is arranged in the space formed between the display 11 and the concave mirror 31.
  • the housing 251 of the second embodiment has a partition portion 55 that partitions the control circuit 242 and the concave mirror 31 therein.
  • the partition portion 55 has a partition plate 56 formed in a substantially plate shape.
  • the partition plate 56 has a parallel portion 56a and a bent portion 56b.
  • the parallel portion 56a extends below the display optical path OP between the plane mirror 21 and the concave mirror 31 substantially in parallel with the display optical path OP.
  • the bent portion 56b is arranged at the forefront in the partition plate 56, and is formed by bending the parallel portion 56a downward.
  • a portion of the surface portion constituted by the partition plate 56 is exposed upward from the parallel portion 56a, is exposed from the parallel portion 56a to the windshield 3 through the opening portion 261a, and is exposed rearward from the bent portion 56b to be a concave mirror.
  • a portion 261b facing 31 is included.
  • the external light reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is supposed to reach the parts 261a and 261b.
  • outside light such as sunlight passes through the windshield 3 and goes downward from a position slightly forward of the portion where the display light is projected. Can proceed.
  • Such outside light enters the inside of the housing 251 through the opening 53 and is reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31.
  • the reflection angle of the external light on the reflection surface 32 is larger than the reflection angle of the display light, the external light is reflected on the portions 261a and 261b slightly downward from the display optical path OP between the plane mirror 21 and the concave mirror 31. Can reach.
  • a wall surface structure 262a for controlling the reflection direction is provided in the portion 261a
  • another wall surface structure 262b for controlling the reflection direction is provided in the portion 261b.
  • the angles of the first wall surface 63 and the second wall surface 64 are set so as to satisfy the same relationship as in the first and second embodiments.
  • the relative position with respect to the concave mirror 31 is different between the wall surface structure 262a and the wall surface structure 262b, the specific shape can be observed differently.
  • the wall surface structure 262a is provided inside the housing 251 at the portion 261a facing the windshield 3 through the opening 53. Since the wall structure 262a extends along the surface, not only the secondary reflected light reaches the eye, but also the case where the case 251 interferes with the display optical path OP inside the case 251. Can be suppressed. That is, since the degree of freedom in arranging members such as the display 11 and the concave mirror 31 inside the housing 251 is improved, high visibility of a virtual image can be easily realized.
  • the third embodiment is a modification of the second embodiment.
  • the third embodiment will be described focusing on the points different from the second embodiment.
  • the wall surface structure 362 in which the first wall surface 63 and the second wall surface 64 are alternately arranged one by one in the third embodiment is a portion of the surface portion that is exposed so as to face the left side inside the housing 351. It is provided at a portion 361a formed by the side wall portion 57 of the housing 351.
  • the side wall portion 57 is formed in a plate shape that stands upright substantially vertically to the bottom surface portion 58 or the ceiling portion 52.
  • the part 361 a extends in an oblique direction with respect to the reflecting surface 22 of the plane mirror 21 and is arranged at a position adjacent to the plane mirror 21.
  • the parts 361a are arranged on both sides of the plane mirror 21 between the left and right sides.
  • the external light reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is supposed to reach such a portion 361a.
  • external light such as sunlight that obliquely enters the vehicle 1 in the early morning or in the evening enters the inside of the housing 351 through the opening 53 and is reflected by the reflecting surface 32 of the concave mirror 31. Then, the part 361a may be reached.
  • the external light may be reflected by the portion 361a, reflected by the plane mirror 21, further reflected by the concave mirror 31, and reflected by the windshield 3, so that the visible region EB or the eye lip EL may be reached.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 have an elongated stripe shape extending in the vertical direction. Since the stretching direction is different from that in the first embodiment, the angles ⁇ e, ⁇ f, ⁇ e, ⁇ f, ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 1, ⁇ 2, etc. are also defined from the cross section parallel to the vertical center plane of the vehicle 1 to the horizontal plane. Can be understood by replacing.
  • the "reflection surface upper end 32a" and “upper” are changed to the “reflection surface left end 32c" and “left”, and the “reflection surface lower end 32b” and “downward” are changed to the “reflection surface right end 32d” and “right”.
  • the cross section in which the angle is defined is not limited to the vertical plane, and can be understood as a cross section including the connecting direction of the first wall surface 63 and the second wall surface 64.
  • the wall surface structure 362 is provided in the portion 361a formed by the side wall portion 57 of the surface portion.
  • the effect of suppressing the secondary reflected light from reaching the eyes of the viewer is relatively enhanced.
  • the fourth embodiment is a modification of the first embodiment.
  • the fourth embodiment will be described focusing on the points different from the first embodiment.
  • At least one of the gradient of the first wall surface 63 and the gradient of the second wall surface 64 in the wall surface structure 462 provided in the portion 61a of the fourth embodiment is different from the one end portion 65a of the wall surface structure 462 along the connecting direction SD. It gradually changes toward the end portion 65b.
  • the continuous direction SD is a direction in which the first wall surface 63 and the second wall surface 64 are alternately arranged one by one.
  • the gradual change referred to here includes a stepwise change for each region described below and a slope-like change that gradually changes for each wall surface.
  • the wall surface structure 462 has a plurality of different gradient regions A1 and A2 having different gradient settings.
  • the plurality of different gradient regions A1 and A2 are set to be offset from each other in the continuous direction SD so as to divide the wall surface structure 462 in the continuous direction SD.
  • both the gradient of the first wall surface 63 and the gradient of the second wall surface 64 are set to be different between the different gradient regions A1 and A2.
  • the gradient can be set more appropriately between the plurality of different gradient areas A1 and A2. Therefore, even when the portion 61a where the wall surface structure 462 is provided is in a close distance to the reflecting surface 32 or the dimension of the portion 61a in the connecting direction SD is large, it is more appropriate according to the relative relationship with the reflecting surface 32.
  • the gradient of the first wall surface 63 or the gradient of the second wall surface 64 it is possible to easily enhance the effect of suppressing the secondary reflected light from reaching the eyes of the viewer.
  • the fifth embodiment is a modification of the first embodiment.
  • the fifth embodiment will be described focusing on the points different from the fifth embodiment.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 adjacent to each other have an angular relationship that is slightly different from that of the first embodiment.
  • the reflecting surface 32 of the concave mirror 31 is virtually divided into two regions, a first condition fulfilling region B1 and a second condition fulfilling region B2.
  • the first condition satisfaction area B1 and the second condition satisfaction area B2 may be set in common to all the first wall surfaces 63 and the second wall surfaces 64 that form the wall surface structure 562.
  • the boundaries of the first condition satisfaction region B1 and the second condition satisfaction region B2 may be set to be different individually.
  • the first condition fulfillment region B1 is arranged closer to the reflection surface lower end 32b side than the second condition fulfillment region B2 of the reflection surface 32
  • the second condition fulfillment region B2 is the first condition fulfillment region of the reflection surface 32. It is arranged closer to the upper end 32a of the reflecting surface than B1.
  • the entire reflective surface 32 is occupied by the two regions B1 and B2.
  • an imaginary straight line extending from the upper end B1a of the first condition satisfaction region to the first wall surface 63 is the end reference first straight line L1. Is defined.
  • it is an angle formed by the first wall surface 63 with respect to the end reference first straight line L1, and the end reference is based on the side opposite to the reflection surface upper end 32a sandwiching the first wall surface 63 on the end reference first straight line L1.
  • An angle in which the upper side of the first straight line L1 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for determining positive and negative values), and the angle set on the first wall surface 63 is the end reference first It is defined as the wall angle ⁇ e.
  • a virtual straight line extending from the lower end B1b of the first condition satisfaction area to the second wall surface 64 is defined as an end reference second straight line L2.
  • it is an angle formed by the second wall surface 64 with respect to the end reference second straight line L2, and the end reference is based on the side opposite to the reflection surface lower end 32b sandwiching the second wall surface 64 on the end reference second straight line L2.
  • An angle in which the upper side of the second straight line L2 is positive and the lower side is negative (see also FIGS. 9 and 10 for how to determine the positive and negative values), and the angle set on the second wall surface 64 is the end reference second. It is defined as the wall angle ⁇ e.
  • the visual recognition area first critical angle ⁇ 1, the visual recognition area second critical angle ⁇ 2, the eye lip first critical angle ⁇ 1, and the eye lip second critical angle. ⁇ 2 is defined respectively.
  • the angle setting is set so as to prevent the external light reflected by the region B1 from reaching at least one of the visible region and the eye lip. ..
  • a predetermined point reference first straight line L1f is defined separately from the end reference first straight line L1.
  • the predetermined point reference first straight line L1f is an imaginary line extending from a predetermined first predetermined point on the second condition satisfaction region B2 to a predetermined first wall surface 63 (more specifically, a central portion in the width direction of the first wall surface 63). It is a straight line.
  • the predetermined point reference first wall surface angle ⁇ f is also defined for the straight line L1f just defined.
  • the first wall surface 63 has each predetermined point reference first wall surface angle defined as an arbitrary point on the second condition satisfaction region B2 as a first predetermined point.
  • ⁇ f is set to be larger than +90 degrees and smaller than +180 degrees. That is, the predetermined point reference first wall surface angle ⁇ f establishes the above relationship with respect to all points on the second condition satisfaction region B2.
  • a predetermined point reference second straight line L2f is defined separately from the end reference second straight line L2.
  • the predetermined point reference second straight line L2f is an imaginary line extending from a predetermined second predetermined point on the second condition satisfaction region B2 to a predetermined second wall surface 64 (more specifically, a central portion in the width direction of the second wall surface 64). It is a straight line.
  • the predetermined point reference second wall surface angle ⁇ f is also defined for the straight line L2f just defined, as in the first embodiment.
  • the second wall surface 64 has each predetermined point reference second wall surface angle defined as an arbitrary point on the second condition satisfaction region B2 as the first predetermined point.
  • ⁇ f is set to be larger than ⁇ 90 degrees and smaller than 0 degrees (in other words, larger than +90 degrees and smaller than +180 degrees).
  • the second condition fulfillment region B2 excluding the first condition fulfillment region B1 on the reflecting surface 32 even if the external light reflected by the region B2 is reflected by the first wall face 63, the second wall face 64 is obtained.
  • the angle is set so that there is a high possibility that the light will be reflected toward. Further, with respect to the second condition fulfillment region B2 excluding the first condition fulfillment region B1 on the reflecting surface 32, the angle setting that makes it difficult for the external light reflected by the region B2 to directly reach the second wall surface 64 is set. It has been established.
  • the reflecting surface 32 is divided into two regions B1 and B2, and the angle condition that makes it difficult for the viewer to perceive the glare of external light is provided by the different actions.
  • the areas B1 and B2 are established. Therefore, regardless of the area of the reflecting surface 32, it is possible to easily realize the visibility of the virtual image.
  • a wall surface structure 62 is provided at a portion of the bottom surface 58 of the housing 51 that is exposed upward and faces the windshield 3 through the opening 53. May be formed.
  • a combiner provided separately from the vehicle 1 may be adopted as the projection unit that projects the display light.
  • the wall surface structure 62 can be applied to various shapes of the housing 51. As shown in FIG. 23, the wall surface structure 62 can be arranged on the surface portion of the convex curved plate. As shown in FIG. 24, the wall structure 62 can be arranged on the surface of the concave curved plate. As shown in FIG. 25, the wall surface structure 62 can be arranged on the surface portion of the corner that is bent in a concave shape.
  • At least one of the first wall surface 63 and the second wall surface 64 can be formed into a curved surface shape instead of a flat surface shape.
  • the second wall surface 64 is formed in a planar shape, while the first wall surface 63 is formed in a concavely curved cylindrical surface shape.
  • the first wall surface 63 is formed in a planar shape, while the second wall surface 64 is formed in a concavely curved cylindrical surface shape.
  • the first wall surface 63 is formed in a concavely curved cylindrical surface shape
  • the second wall surface 64 is formed in a convexly curved cylindrical surface shape.
  • the wall surface structure 62 may be provided on a surface portion where external light is supposed to be reflected by the reflecting surface 22 of the flat mirror 21 and reach.
  • three or more reflecting mirrors 91 may be provided as shown in FIG.
  • the reflecting mirrors are numbered as the first mirror 91a, the second mirror 91b, and the third mirror 91c from the opening 53 side of the display optical path OP, various combinations shown in FIG. 30 can be adopted.
  • the angles ⁇ e and ⁇ e are set so that the first, second, and third relationships are satisfied and the fourth and fifth relationships are not satisfied. It may be set. Further, the angles ⁇ e and ⁇ e may be set so as to satisfy the first, fourth and fifth relations and not the second and third relations.
  • the first wall surface 63 and the second wall surface 64 may be connected so as to form an obtuse angle at the exposed-side valley portion of the surface portion.
  • the virtual image display device can be applied to various vehicles such as an aircraft, a ship, or a vehicle that does not move (for example, a game chassis).

Landscapes

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Abstract

虚像表示装置は、虚像として結像される表示光を発する表示器(11)と、表示器から発せられた表示光を反射する反射面(32)を有する反射鏡(31)と、表示器及び反射鏡を収容すると共に、反射鏡に反射された表示光を外部へと射出する開口部(53)を有する筐体(51,251,351)とを備える。筐体は、筐体の外部からの外光が開口部を介して筐体の内部へと入り込み、さらに反射面により反射されて到達することが想定される表面部の部位(61a,261a,261b,361a)において、共通の第1向き(D1)を向く複数の第1壁面(63)と、前記第1向きとは異なる向きであって、共通の第2向き(D2)を向く複数の第2壁面(64)とが設けられた壁面構造(62,262a,262b,362,462,562)を有する。壁面構造は、表面部に沿って、第1壁面と第2壁面とを、1つずつ交互に連ねて形成されている。

Description

虚像表示装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2019年2月1日に出願された日本特許出願番号2019-017227号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
 この明細書による開示は、虚像表示装置に関する。
 従来、虚像を表示する虚像表示装置が知られている。特許文献1に開示の装置では、表示器、反射鏡及び筐体が設けられている。反射鏡は、筐体の外部からの外光を透過光と反射光とに分けるようになっている。筐体の内壁には、鋸歯状の凹凸を有し、光吸収塗料が塗布された放熱部材が設けられており、反射鏡を透過した透過光が放熱部材により効率良く吸収され、熱に変換されるようになっている。そして、変換された熱は、外壁を通じて装置外へ放熱されるようになっている。
特開2014-191321号公報
 しかし、発明者の詳細な検討の結果、外光が反射鏡の反射面に反射された後、筐体に表面部に入射し、さらに当該表面部に二次的に反射されて虚像の視認者の眼に到達してしまうという課題が見出された。外光の二次的な反射光が眼に到達すると、その眩しさから虚像の視認性が低下してしまう。しかしながら、特許文献1の装置では、反射鏡の反射面に反射された反射光については、十分な対策がなされていない。
 開示される目的のひとつは、虚像の視認性に優れた虚像表示装置を提供することにある。
 ここに開示された態様のひとつは、虚像を表示する虚像表示装置であって、
 虚像として結像される表示光を発する表示器と、
 表示器から発せられた表示光を反射する反射面を有する反射鏡と、
 表示器及び反射鏡を収容すると共に、反射鏡に反射された表示光を外部へと射出する開口部を有する筐体と、を備え、
 筐体は、筐体の外部からの外光が開口部を介して筐体の内部へと入り込み、さらに反射面により反射されて到達することが想定される表面部の部位において、共通の第1向きを向く複数の第1壁面と、第1向きとは異なる向きであって、共通の第2向きを向く複数の第2壁面とが設けられた壁面構造を、有し、
 壁面構造は、表面部に沿って、第1壁面と第2壁面とを、1つずつ交互に連ねて形成されている。
 このような態様によると、筐体において、第1壁面と第2壁面とが1つずつ交互に連なった壁面構造が設けられている。この壁面構造は、筐体の表面部のうち、筐体の外部からの外光が開口部を介して内部へと入り込み、さらに反射鏡の反射面へと反射されて到達することが想定される部位に形成されている。したがって、反射面に反射された後、壁面構造に到達した外光について、当該壁面構造によって二次的に虚像の視認者の眼に到達することを抑制することが可能となる。少なくとも全ての二次的な反射光が眼に到達することが抑制される。したがって、視認者が外光の眩しさを感じ難くなる。
 また、第1壁面と第2壁面は、筐体の表面部に沿って配列されている。故に、構造の頂部が大きく突出して、表示器からの表示光による表示光路を阻害することが抑制される。表示光路の阻害の抑制によれば、表示光が良好に視認者の眼に到達し、虚像として結像される。以上により、虚像の視認性に優れた虚像表示装置を提供することができる。
 加えて、開示された態様の他のひとつは、虚像が視認可能となる空間領域を、視認領域と定義し、
 反射面の一端から第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線と定義し、
 端基準第1直線に対して第1壁面がつくる角度であり、端基準第1直線での第1壁面を挟んだ反射面の一端とは反対側を基準とし端基準第1直線より表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度と定義し、
 端基準第1直線に対して第1壁面がつくる角度であり、端基準第1直線での第1壁面を挟んだ反射面の一端とは反対側を基準とし端基準第1直線より表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、反射面の一端から端基準第1直線に沿って第1壁面に入射する光線が、第1壁面に反射された後、視認領域の一端に到達するように、第1壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第1臨界角度と定義し、
 反射面の他端から第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線と定義し、
 端基準第2直線に対して第2壁面がつくる角度であり、端基準第2直線での第2壁面を挟んだ反射面の他端とは反対側を基準とし端基準第2直線より表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度と定義し、
 端基準第2直線に対して第2壁面がつくる角度であり、端基準第2直線での第2壁面を挟んだ反射面の他端とは反対側を基準とし端基準第2直線より表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、反射面の他端から端基準第2直線に沿って第2壁面に入射する光線が、第2壁面に反射された後、視認領域の他端に到達するように、第2壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第2臨界角度と定義すると、
 各第1壁面及び各第2壁面において、端基準第1壁面角度は、端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、端基準第1壁面角度は、視認領域第1臨界角度よりも大きく、かつ、端基準第2壁面角度は、視認領域第2臨界角度よりも小さいという条件が成立する。
 このような態様によると、上述の条件を満たすことにより、外光が反射面から壁面構造に到達して反射されることによる反射光は、視認領域の内部に到達し難くなるため、虚像の視認と同時に、外光の二次的な反射光が眼に到達することが抑制される。したがって、視認者が虚像の視認時に外光の眩しさを感じ難くなり、当該虚像の視認性が高まる。
第1実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の車両への搭載状態を示す図である。 第1実施形態の壁面構造を拡大して示す図であって、端基準第1壁面角度及び端基準第2壁面角度を説明するための図である。 第1実施形態の視認領域第1臨界角度を説明するための図である。 第1実施形態の視認領域第2臨界角度を説明するための図である。 図4のV部を拡大して示す図である。 第1実施形態のアイリプス第1臨界角度を説明するための図である。 第1実施形態のアイリプス第2臨界角度を説明するための図である。 図7のVIII部を拡大して示す図である。 第1実施形態の角度の定義等を説明するための図である。 第1実施形態の角度の定義等を説明するための図である。 第1実施形態において、第1壁面に反射された外光が第2壁面に到達することを説明するための図である。 第2実施形態における図1に対応する図である。 第2実施形態の壁面構造を拡大して示す図である。 第3実施形態における図1に対応する図である。 図14のXV-XV断面を示す断面図である。 図15のXVI部を拡大して示す図であって、端基準第1壁面角度及び端基準第2壁面角度を説明するための図である。 図15のXVII部を拡大して示す図であって、所定点基準第1壁面角度及び所定点基準第2壁面角度を説明するための図である。 図15のXVIII部を拡大して示す図であって、端基準第1壁面角度及び端基準第2壁面角度を説明するための図である。 図15のXIX部を拡大して示す図であって、所定点基準第1壁面角度及び所定点基準第2壁面角度を説明するための図である。 第4実施形態の壁面構造を拡大して示す図である。 第5実施形態の第1条件成立領域と壁面構造との関係を示す図である。 第5実施形態の第2条件成立領域と壁面構造との関係を示す図である。 変形例3における一具体例を示す図である。 変形例3における一具体例を示す図である。 変形例3における一具体例を示す図である。 変形例4における一具体例を示す図である。 変形例4における一具体例を示す図である。 変形例4における一具体例を示す図である。 変形例6を示す図である。 反射鏡の組み合わせ例を示す表である。
 以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
 (第1実施形態)
 図1に示すように、本開示の第1実施形態による虚像表示装置は、乗り物又は移動体としての車両1に用いられ、当該車両1のインストルメントパネル2に収容されるように構成されているヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)10である。
 HUD装置10は、車両1のウインドシールド3へ向けて表示光を投影する。これによりHUD装置10は、車両1の乗員により視認可能な虚像を表示する。すなわち、ウインドシールド3にて反射される表示光が、車両1の室内に設定された視認領域EBに到達する。これにより、インストルメントパネル2とは対向して配置される座席に着座し、視認領域EBにアイポイントEPが位置する乗員は、当該表示光が結像されることによる虚像を知覚する。そして、乗員は、虚像として表示される各種情報を認識することができる。虚像表示される各種情報としては、例えば車速、燃料残量等の車両の状態を示す情報、又は視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報が挙げられる。
 以下において、特に断り書きがない限り、前、後、上、下、左及び右が示す各方向は、水平面上の車両1を基準として表記される。
 車両1のウインドシールド3は、例えばガラスないし合成樹脂により透光性の板状に形成され、インストルメントパネル2よりも上方に配置されている。ウインドシールド3は、前方から後方へ向かう程、インストルメントパネル2に対して離間するように傾斜して配置されている。ウインドシールド3は、車両1の室内側に、滑らかな凹面状又は平面状に形成された板面3aを、有している。こうしたウインドシールド3は、HUD装置10から表示光が投影される投影部として機能する。
 視認領域EBは、HUD装置10により表示される虚像が視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。ここでいう視認可能とは、例えば虚像全体が所定の輝度以上となり、表示内容を認識可能な状態を意味する。視認領域EBは、典型的には、車両1に設定されたアイリプスELと重なるように設定される。アイリプスELは、車種ごとに規定される仮想的な空間領域であり、乗員のアイポイントEPの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、仮想の楕円体状に設定されている(JISD0021:1998も参照)。例えばアイリプスELは、座席のヘッドレスト近傍に位置する。
 アイリプスELとしては、90パーセンタイルアイリプス、95パーセンタイルアイリプス、99パーセンタイルアイリプス等の、90パーセンタイル以上99パーセンタイル以下のアイリプスの採用が好ましい。本実施形態においては、90パーセンタイルアイリプスが採用されているものとする。
 このようなHUD装置10の具体的構成を、図1,2を用いつつ、以下に説明する。HUD装置10は、表示器11、平面鏡21、凹面鏡31、制御ユニット41及び筐体51等により構成されている。
 表示器11は、例えば透過型の液晶式の表示器である。表示器11は、液晶パネル及びバックライトをケーシングに収容して形成されている。表示器11は、バックライトにより液晶パネルの画面12を透過照明することで、後に虚像として結像される表示光を発するようになっている。なお、表示器11としては、反射型の液晶式の表示器、エレクトロルミネッセンスを用いて自発光するEL表示器、レーザスキャナ方式の表示器、DMD(Digital Micromirror Device)を用いたDLP(Digital Light Processing;登録商標)方式の表示器等を採用することもできる。表示器11における画面12は、例えば上方を向き、表示光が上方へ向けて発せられる。
 平面鏡21及び凹面鏡31は、表示器11から発せられた表示光を、ウインドシールド3へと導光する反射鏡である。平面鏡21は、例えば合成樹脂ないしはガラスにより、矩形板状に形成されている。平面鏡21は、その表面にアルミニウム等の金属膜を蒸着させること等により形成された反射面22を有している。反射面22は、滑らかな平面状に形成されている。平面鏡21は、表示器11に対して上方に位置し、反射面22は、前方かつ後方の斜め方向を向いている。表示器11から平面鏡21に入射した表示光は、反射面22により凹面鏡31へ向けて反射される。
 凹面鏡31は、例えば合成樹脂ないしガラスにより、矩形板状に形成されている。凹面鏡31は、その表面にアルミニウム等の金属膜を蒸着させること等により形成された反射面32を有している。反射面32は、中央部が凹むように湾曲することで、滑らかな凹面状に形成されている。凹面鏡31は、平面鏡21に対して前方に位置し、反射面32は、後方かつ上方の斜め方向を向いている。平面鏡21から凹面鏡31に入射した表示光は、反射面32により上方に位置するウインドシールド3へ向けて反射される。ここで、反射面32での反射によって、表示光は集光され、虚像は拡大される。
 より詳細に、ウインドシールド3での表示光の反射角は、フレネルの式を考慮して、45度よりも大きなブリュースター角近傍に設定されることが好ましい。故に、凹面鏡31の反射面32に反射された表示光の進行方向は、後方かつ上方の斜め方向に設定される。すなわち、凹面鏡31からウインドシールド3へ至る表示光路OPは、凹面鏡31を起点として上方かつ後方の斜め方向へ直線的に進行するように構成される。
 制御ユニット41は、調整スイッチ(図示しない)及び制御回路42等により構成されている。調整スイッチは、筐体51の外部の、例えば車両1のステアリングハンドル等に設置され、乗員により操作可能となっている。
 制御回路42は、少なくとも1つのプロセッサ、メモリ装置(例えば半導体メモリ)、入出力インターフェース等を基板上に実装した電子回路となっている。
 制御回路42は、表示器11を制御する。また制御回路42は、調整スイッチの操作に応じて、凹面鏡31及びその反射面32を、左右方向に延伸する回転軸31aのまわりに、所定の角度範囲に回動させることが可能となっている。こうした回動によって、反射面32による反射方向が調整される。すなわち表示光路OPの方向が若干変更されると共に、視認領域EB及び虚像が上下に移動するようになっている。
 筐体51は、例えば合成樹脂ないし金属により、遮光性を有する中空の箱状に形成されている。筐体51は、表示器11、平面鏡21及び凹面鏡31を内部に収容している。なお、制御回路42は、当該筐体51に対して例えば下方から組付けられる回路ケース43の内部に収容されている。
 筐体51は、底面部58とは内部の空間を挟んで反対側の天井部52にて、ウインドシールド3の位置する方向である上方に光学的に開口する開口部53を有している。開口部53は、筐体51の天井部52のうち一部分であって、比較的前方、すなわち凹面鏡31に対する上方に設けられている。これにより、開口部53は、凹面鏡31により反射された表示光を通過させて、筐体51の外部へと射出することが可能となっている。なお、開口部53は、透光性の薄板状に形成された防塵シートにより塞がれていてもよい。
 筐体51の天井部52のうち開口部53よりも後方においては、平面鏡21を上方から覆うように配置された天井壁54が形成されている。天井壁54は、斜め方向に構成された表示光路OPとの干渉を避けるように、当該表示光路OPに略並行して延伸している。
 こうした筐体51において内部又は外部に露出する表面部が形成されている。表面部のうち天井壁54により構成される部位には、筐体51の外部に露出してウインドシールド3と対向する部位61aが含まれている。
 こうした部位61aには、凹面鏡31の反射面32に反射された外光の到達が想定されている。例えば、筐体51の外部に配置されたウインドシールド3において、表示光が投影される部分よりも後方にずれた位置から、太陽光等の外光が当該ウインドシールド3を透過して前方かつ下方の斜め方向に進行し得る。こうした外光は、開口部53を介して筐体51の内部へと入り込み、凹面鏡31の反射面32にて反射される。そうすると、外光の反射面32における反射角は、表示光の反射角よりも小さいため、表示光路OPから若干下方にずれた部位61aに、当該外光が到達し得るのである。
 仮に、部位61aが単一の鏡面状に形成されていると、部位61aに到達した外光が当該部位61aに二次的に反射され、直接的に又はさらにウインドシールド3に反射されて、視認領域EBに到達してしまう可能性がある。そこで本実施形態では、図2に示すように、部位61aにおいて、反射方向を制御可能な壁面構造62が形成されている。壁面構造62は、表示光路OPに略並行して延伸する表面部の部位61aに沿って、第1壁面63と第2壁面64とを、1つずつ交互に連ねて、ジグザグに(鋸刃状に)形成されている。なお、交互に連なることとは、第1壁面63及び第2壁面64の対が2対以上存在することを意味する。
 複数の第1壁面63は、共通の第1向きD1を向いている。これに対して複数の第2壁面64は、第1向きD1とは異なる向きであって、共通の第2向きD2を向いている。ここで共通の向きの意義は、概念的に共通と捉えることが可能であればよく、同じ壁面構造62中の第1壁面63の勾配同士又は第2壁面64の勾配同士が厳密に一致していることを要求するものではない。すなわち、各第1壁面63が例えば凹面鏡31側を向いていて、各第2壁面64が例えばウインドシールド3側を向いているなどと、概念的に捉えることが可能であればよい。
 各壁面63,64は、部位61aに並行する表示光路OPとは交差する方向、すなわち左右方向に延伸することで、平面状かつ細長いストライプ状を呈している。第1壁面63における、延伸方向に垂直な方向の幅及び第2壁面64における、延伸方向に垂直な方向の幅は、凹面鏡31の反射面32の寸法に対して十分小さく設定されており、本実施形態では例えば2cm以下、より好ましくは0.5mm以下に設定されているが、壁面63,64の数を少なくすることで10cm程度に大きく設定することもできる。さらには、各壁面63,64の幅は、互いに同じ幅でもよく、適宜異なっていてもよい。
 また、第1壁面63及び第2壁面64には、外光を吸収する塗膜が形成されている。塗膜を形成する代わりに、第1壁面63及び第2壁面64のエンボス加工等により粗面状に形成してもよい。
 ここで、車両1の縦中心面(直進姿勢にある自動車の左右車輪間の中点を通る鉛直面)に平行な断面上における、各第1壁面63の角度及び各第2壁面64の角度について詳細に説明する。
 まず、反射面上端32aから所定の第1壁面63、より詳細には第1壁面63の幅方向中心部へ向かう仮想の直線は、端基準第1直線L1と定義される。ここでいう幅方向とは、壁面の延伸方向に垂直な方向のことである。次に、端基準第1直線L1に対して第1壁面63がつくる角度であり、端基準第1直線L1での第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし端基準第1直線L1より上側を正、下側を負とした角度(正負の値を決め方は図9,10も参照)であって、第1壁面63に設定されている角度は、端基準第1壁面角度αeと定義される。
 また、反射面下端32bから所定の第2壁面64(より詳細には第2壁面64の幅方向中心部)へ向かう仮想の直線は、端基準第2直線L2と定義される。次に、端基準第2直線L2に対して第2壁面64がつくる角度であり、端基準第2直線L2での第2壁面64を挟んだ反射面下端32bとは反対側を基準とし端基準第2直線L2より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、第2壁面64に設定されている角度は、端基準第2壁面角度βeと定義される。
 ここで、端基準第1直線L1又は端基準第2直線L2より上側は、表面部の部位61aが上側に露出しているので、部位61aの露出側とも称する。また、端基準第1直線L1又は端基準第2直線L2より下側は、表面部の部位61aの構成基材部分である天井壁54が配置されているので、露出側に対する反対側とも称する。
 次に、図3に示される角度θ1が定義される。端基準第1直線L1に対して第1壁面63がつくる角度であり、端基準第1直線L1での第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし端基準第1直線L1より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、反射面上端32aから端基準第1直線L1に沿って第1壁面63に入射する仮想の光線RB1が、第1壁面63に反射された後、視認領域上端EBaに到達するように、第1壁面63に仮想的に設定される角度は、視認領域第1臨界角度θ1と定義される。
 また次に、図4,5に示される角度θ2が定義される。端基準第2直線L2に対して第2壁面64がつくる角度であり、端基準第2直線L2での第2壁面64を挟んだ反射面下端32bとは反対側を基準とし端基準第2直線L2より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、反射面下端32bから端基準第2直線L2に沿って第2壁面64に入射する仮想の光線RB2が、第2壁面64に反射された後、視認領域下端EBbに到達するように、第2壁面64に仮想的に設定される角度は、視認領域第2臨界角度θ2と定義される。
 そうすると、本実施形態の互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64に対しては、第1の関係として、αe>βeが成立している。また各第1壁面63について、第2の関係として、αe>θ1が成立している。また各第2壁面64について、第3の関係として、βe<θ2が成立している。このような第1,2,3の関係を同時に満たすことによって、凹面鏡31の反射面32から部位61aへ到達した外光は、第1壁面63に反射されても視認領域上端EBaよりさらに上方に到達する。また、かかる外光は、第2壁面64に反射されても視認領域下端EBbよりさらに下方に到達する。故に、反射面32により反射された外光が視認領域EBの内部へ到達することを抑制することができる。
 また、図6に示される角度φ1が定義される。端基準第1直線L1に対して第1壁面63がつくる角度であり、端基準第1直線L1での第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし端基準第1直線L1より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、反射面上端32aから端基準第1直線L1に沿って第1壁面63に入射する仮想の光線RL1が、第1壁面63に反射された後、アイリプス上端ELaに到達するように、第1壁面63に仮想的に設定される角度は、アイリプス第1臨界角度φ1と定義される。
 そして、図7,8に示されるか角度φ2が定義される。端基準第2直線L2に対して第2壁面64がつくる角度であり、端基準第2直線L2での第2壁面64を挟んだ反射面下端32bとは反対側を基準とし端基準第2直線L2より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、反射面下端32bから端基準第2直線L2に沿って第2壁面64に入射する仮想の光線RL2が、第2壁面64に反射された後、アイリプス下端ELbに到達するように、第2壁面64に仮想的に設定される角度は、アイリプス第2臨界角度φ2と定義される。
 そうすると、本実施形態の各第1壁面63及び各第2壁面64に対しては、第4の関係として、αe>φ1が成立している。第5の関係として、βe<φ2が成立している。このような第1、4、5の関係を同時に満たすことによって、凹面鏡31の反射面33から部位61aへ到達した外光は、第1壁面63に反射されてもアイリプス上端ELaよりさらに上方に到達する。また、かかる外光は、第2壁面64に反射されてもアイリプス下端ELbよりさらに下方に到達する。故に、反射面32により反射された外光がアイリプスELの内部へ到達することを抑制することができる。
 ここで、端基準第1直線L1とは別に、図9に示すような所定点基準第1直線L1fが定義される。所定点基準第1直線L1fは、反射面32上の所定の第1所定点から所定の第1壁面63(より詳細には第1壁面63の幅方向の中心部)へ向かう仮想の直線である。次に、所定点基準第1直線L1fに対して第1壁面63がつくる角度であり、所定点基準第1直線L1fでの第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし所定点基準第1直線L1fより上側を正、下側を負とした角度であって、第1壁面63に設定されている角度は、所定点基準第1壁面角度αfと定義される。
 そうすると、各第1壁面63に対して、角度αfが90°<αf<180°の式で示される範囲に設定されている第1所定点が、反射面32上に1点以上存在している。1点以上存在している第1所定点は、反射面32上であれば、いずれの箇所に存在していてもよく、第1壁面63毎に異なっていてよい。
 特に本実施形態では、反射面32上の任意の点を第1所定点としてそれぞれ定義される角度αfが、90°<αf<180°の式で示される範囲に設定されている。ただし、任意の点を、仮想的に、反射面上端32aから反射面下端32bへ向けて漸次移動させていった場合に、αfは、離散的な値を取らず、かつ、極値を有しないのであることが通常である。故に、反射面上端32aを第1所定点として所定点基準第1直線L1fを定義し、角度αfが90°<αf<180°の式で示される範囲に設定され、かつ、反射面下端32bを第1所定点として所定点基準第1直線L1fを定義し、角度αfが90°<αf<180°の式で示される範囲に設定されていれば、任意の点でも条件が成立するとみなすことができる。
 またここで、端基準第2直線L2とは別に、図10に示すような所定点基準第2直線L2fが定義される。所定点基準第2直線L2fは、反射面32上の所定の第2所定点から所定の第2壁面64(より詳細には第2壁面64の幅方向の中心部)へ向かう仮想の直線である。次に、所定点基準第2直線L2fに対して第2壁面64がつくる角度であり、所定点基準第2直線L2fでの第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし所定点基準第2直線L2fより上側を正、下側を負とした角度であって、第2壁面64に設定されている角度は、所定点基準第2壁面角度βfと定義される。
 そうすると、各第2壁面64に対して、角度βfが-90°<βf<0°の式で示される範囲に設定されている第2所定点が、反射面32上に1点以上存在している。1点以上存在している第2所定点は、反射面32上であれば、いずれの箇所に存在していてもよく、第1壁面63毎に異なっていてよい。
 特に本実施形態では、反射面32上の任意の点を第2所定点としてそれぞれ定義される角度βfが、-90°<βf<0°の式で示される範囲に設定されている。ただし、任意の点を、仮想的に、反射面上端32aから反射面下端32bへ向けて漸次移動させていった場合に、βfは、離散的な値を取らず、かつ、極値を有しないのであることが通常である。故に、反射面上端32aを第2所定点として所定点基準第2直線L2fを定義し、角度βfが-90°<βf<0°の式で示される範囲に設定され、かつ、反射面下端32bを第1所定点として所定点基準第1直線L1fを定義し、角度βfが-90°<βf<0°の式で示される範囲に設定されていれば、任意の点でも条件が成立するとみなすことができる。
 図11に示すように、第1壁面63と第2壁面64とが露出側(換言すると筐体51の外部側)の谷部に、鋭角γを形成するように連なっている。そして、部位61aに設けられた壁面構造62においては、凹面鏡31の反射面32により反射されて第1壁面63に到達する外光が当該第1壁面63にさらに反射されると、当該外光は、当該第1壁面63とは反射面32側に隣接して鋭角γを形成している第2壁面64へ到達する。また、上述のβfの範囲の設定により、反射面32により反射された外光は、第2壁面64へ直接入射することはない。
 また、壁面構造62にて各第1壁面63は、実質的に同じ勾配に形成されると共に、各第2壁面64は、実質的に同じ勾配に形成されている。なお、本実施形態に「勾配」と記載した物理量は、水平面状の車両1を基準とした座標系における各壁面63,64の傾き度合として定義される。
 これに対し、αe,αf,βe,θ1,θ2,φ1,φ2等の「角度」と記載した物理量は、各第1壁面63及び各第2壁面64それぞれの反射面32に対する相対位置に対応して、定義が異なる端基準第1直線L1又は端基準第2直線L2を基準とするものである。故に、仮に同じ角度αeをそれぞれの第1壁面63に適用したとしても、それぞれの第1壁面63に対応する角度の基準線が異なるので、同じ勾配にならないことに注意されたい。角度βeの第2壁面64への適用についても同様である。
 また、本実施形態では、反射面上端32aが「反射面の一端」に対応し、反射面下端32bが「反射面の他端」に対応している。「反射面の一端」と「反射面の他端」とは、当該反射面を挟んで対向するように配置されている。なお、鏡面状の反射面32が凹面鏡31の縁まで形成されていれば、反射面上端32a、反射面下端32bは凹面鏡31の上端、下端と実質的に一致する。鏡面状の反射面32が例えば遮光性の合成樹脂等からなる外枠部に囲まれていれば、当該外枠部を除外した鏡面状部分の上端が反射面上端32aであり、鏡面状部分の下端が反射面下端32bである。
 さらに本実施形態では、視認領域上端EBaが「視認領域の一端」に対応し、視認領域下端EBbが「視認領域の他端」に対応している。「視認領域の一端」と「視認領域の他端」とは、当該視認領域を挟んで対向するように配置されている。
 加えて本実施形態では、アイリプス上端ELaが「アイリプスの一端」に対応し、アイリプス下端ELbが「アイリプスの他端」に対応している。「アイリプスの一端」と「アイリプスの他端」とは、当該アイリプスを挟んで対向するように配置されている。
 (作用効果)
 以上説明した第1実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。
 第1実施形態によると、筐体51において、第1壁面63と第2壁面64とが1つずつ交互に連なった壁面構造62が設けられている。この壁面構造62は、筐体51の表面部のうち、筐体51の外部からの外光が開口部53を介して内部へと入り込み、さらに凹面鏡31の反射面32へと反射されて到達することが想定される部位61aに形成されている。したがって、反射面32に反射された後、壁面構造62に到達した外光について、当該壁面構造62によって二次的に虚像の視認者の眼に到達することを抑制することが可能となる。具体的に、第1壁面63及び第2壁面64は、互いに異なる向きD1,D2を向いているから、外光が第1壁面63と第2壁面64とで別方向に反射されるので、少なくとも全ての二次的な反射光が眼に到達することが抑制される。したがって、視認者が外光の眩しさを感じ難くなる。
 また、第1壁面63と第2壁面64は、筐体51の表面部に沿って配列されている。故に、構造62の頂部が大きく突出して、表示器11からの表示光による表示光路OPを阻害することが抑制される。表示光路OPの阻害の抑制によれば、表示光が良好に視認者の眼に到達し、虚像として結像される。以上により、虚像の視認性に優れたHUD装置10を提供することができる。
 また、第1実施形態によると、端基準第1壁面角度αeは、端基準第2壁面角度βeよりも大きく、かつ、端基準第1壁面角度αeは、視認領域第1臨界角度θ1よりも大きく、かつ、端基準第2壁面角度βeは、視認領域第2臨界角度θ2よりも小さい。このような条件を満たすことにより、外光が反射面32から壁面構造62に到達して反射されることによる反射光は、視認領域EBの内部に到達し難くなるため、虚像の視認と同時に、外光の二次的な反射光が眼に到達することが抑制される。したがって、視認者が虚像の視認時に外光の眩しさを感じ難くなり、当該虚像の視認性が高まる。
 また、第1実施形態によると、端基準第1壁面角度αeは、端基準第2壁面角度βeよりも大きく、かつ、端基準第1壁面角度αeは、アイリプス第1臨界角度φ1よりも大きく、かつ、端基準第2壁面角度βeは、アイリプス第2臨界角度φ2よりも小さい。このような条件を満たすことにより、外光が反射面32から壁面構造62に到達して反射することによる反射光は、アイリプスELの内部に到達し難くなるため、視認者に想定される通常のアイポイントEPにおいて、外光の二次的な反射光が眼に到達することが抑制される。したがって、視認者が外光の眩しさを感じ難くなり、虚像の視認性が高まる。
 また、第1実施形態によると、所定点基準第1壁面角度αfは、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さく設定される。このようにすると、反射面32に反射された外光が第1壁面63に反射されても、第2壁面64側へ向けて反射する可能性が高くなるため、視認者の眼に到達することを抑制することができる。
 また、第1実施形態によると、所定点基準第2壁面角度βfは、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さく設定される。このようにすると、反射面32に反射された外光が直接的に第2壁面64に到達することが抑制される。
 また、第1実施形態によると、壁面構造62は、反射面32により反射されて第1壁面63に到達する外光が第1壁面63にさらに反射されると、第2壁面64へ到達するように構成されている。外光は、反射する毎に、筐体51の材料による吸収又は表面部での拡散等により、強度が低下していくので、当該外光を壁面構造62にて複数回反射させることにより、外光の強度を累積的に低下させることができる。故に、視認者が虚像の視認時に外光の眩しさを感じ難くなり、当該虚像の視認性が高まる。
 また、第1実施形態によると、壁面構造62は、表面部のうち、ウインドシールド3と対向する部位61aに設けられている。こうした部位61aで壁面構造62により反射方向が制御されることで、ウインドシールド3に二次的な反射光が入射することが抑制され、延いてはウインドシールド3から視認者の眼に二次的な反射光が到達することを抑制することができる。
 また、第1実施形態によると、筐体51の外部に露出してウインドシールド3と対向している部位61aに、壁面構造62が設けられている。こうした壁面構造62が表面部に沿っているから、二次的な反射光の眼への到達だけでなく、筐体51の外部にて当該筐体51が表示光路OPと干渉してしまう事態を抑制することができる。すなわち、開口部53から外部へと射出される表示光の表示光路OPの設計自由度が向上するので、虚像の高い視認性を容易に実現することができる。
 (第2実施形態)
 図12,13に示すように、第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態について、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。
 第2実施形態の制御ユニット241の制御回路242は、図12に示すように、筐体251の内部に収容され、表示器11と凹面鏡31との間に形成された空間に配置されている。
 これに対応して、第2実施形態の筐体251は、その内部において、制御回路242と凹面鏡31との間を区画する区画部55を有している。区画部55は、略板状に形成された区画板56を有している。
 区画板56は、並行部56a及び折曲部56bを有している。並行部56aは、平面鏡21と凹面鏡31との間の表示光路OPよりも下方において、当該表示光路OPと略並行して延伸している。折曲部56bは、区画板56において最前方に配置され、並行部56aに対して下方に折り曲げられて形成されている。
 表面部のうち区画板56により構成される部位は、並行部56aから上方に露出し、開口部53を介してウインドシールド3と対向する部位261a、及び折曲部56bから後方に露出して凹面鏡31と対向する部位261bを含んでいる。
 部位261a,261bには、凹面鏡31の反射面32に反射された外光の到達が想定されている。例えば、筐体251の外部に配置されたウインドシールド3において、表示光が投影される部分よりも少し前方にずれた位置から、太陽光等の外光が当該ウインドシールド3を透過して下方に進行し得る。こうした外光は、開口部53を介して筐体251の内部へと入り込み、凹面鏡31の反射面32にて反射される。そうすると、外光の反射面32における反射角は、表示光の反射角よりも大きいため、平面鏡21と凹面鏡31との間の表示光路OPから若干下方にずれた部位261a,261bに、当該外光が到達し得るのである。
 したがって、第2実施形態では、図13に示すように、部位261aに反射方向を制御する壁面構造262aが設けられ、部位261bに反射方向を制御するまた別の壁面構造262bが設けられている。各壁面構造262a,262bでは、第1,2実施形態と同様の関係を満たすように第1壁面63及び第2壁面64の角度が設定されている。ただし、壁面構造262aと壁面構造262bとの間では、凹面鏡31との相対的な位置が異なっているため、その具体的な形状が違って観察され得る。
 以上説明した第2実施形態によると、筐体251の内部において、開口部53を介してウインドシールド3と対向している部位261aに、壁面構造262aが設けられている。こうした壁面構造262aが表面部に沿っているから、二次的な反射光の眼への到達だけでなく、筐体251の内部にて当該筐体251が表示光路OPと干渉してしまう事態を抑制することができる。すなわち、筐体251の内部での表示器11及び凹面鏡31等の部材の配置の自由度が向上するので、虚像の高い視認性を容易に実現することができる。
 (第3実施形態)
 図14~19に示すように、第3実施形態は第2実施形態の変形例である。第3実施形態について、第2実施形態とは異なる点を中心に説明する。
 第3実施形態において第1壁面63及び第2壁面64を1つずつ交互に連ねた壁面構造362は、表面部のうち、筐体351の内部にて左側を向くように露出する部位であって、筐体351の側壁部57により形成された部位361aに設けられている。
 図14,15に示すように、側壁部57は、底面部58ないし天井部52に対して略垂直に起立した板状に形成されている。また、部位361aは、平面鏡21の反射面22に対する斜め方向に延伸し、当該平面鏡21に隣接した位置に配置されている。特に本実施形態では、部位361aは、平面鏡21を左右に挟んだ両側に、それぞれ配置されている。
 こうした部位361aには、凹面鏡31の反射面32に反射された外光の到達が想定されている。例えば、早朝又は夕方において車両1に斜め入射する太陽光等の外光が、開口部53を介して筐体351の内部へと入り込み、凹面鏡31の反射面32にて反射される。そうすると、部位361aに到達することがある。当該外光が部位361aに反射され、それが平面鏡21に反射され、さらに凹面鏡31に反射され、ウインドシールド3に反射されることによって、視認領域EBないしアイリプスELへと到達する場合がある。
 こうした部位361aに設けられた壁面構造362では、図16~19に示すように、第1壁面63及び第2壁面64は、上下方向に延伸した細長いストライプ状を呈している。第1実施形態とは延伸方向が異なるので、αe,αf,βe,βf,θ1,θ2,φ1,φ2等の角度の定義も、車両1の縦中心面に平行な断面上から、水平面上に置き換えて理解することができる。また、第1実施形態の「反射面上端32a」「上方」を「反射面左端32c」「左方」に、「反射面下端32b」「下方」を「反射面右端32d」「右方」に、それぞれ置き換えて理解することができる。外光の反射方向との関係に応じて、さらに左右を逆にして理解することができる。このように、角度が定義される断面は、鉛直面に限られず、第1壁面63及び第2壁面64の連なり方向を含む断面として理解することができる。
 以上説明した第3実施形態によると、壁面構造362は、表面部のうち、側壁部57により形成された部位361aに設けられている。こうした部位361aでの反射方向が制御されることにより、二次的な反射光が視認者の眼へ到達することの抑制効果は、比較的に高まる。
 (第4実施形態)
 図20に示すように、第4実施形態は第1実施形態の変形例である。第4実施形態について、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。
 第4実施形態の部位61aに設けられた壁面構造462における第1壁面63の勾配及び第2壁面64の勾配のうち少なくとも一方は、連なり方向SDに沿って当該壁面構造462の一端部65aから他端部65bへ向かうに従って、漸次変化している。連なり方向SDとは、第1壁面63と第2壁面64とが1つずつ交互に連なっている方向である。また、ここでいう漸次変化には、以下に述べる領域毎の階段的な変化の他、壁面1つ毎に少しずつ変化するスロープ的な変化が含まれる。
 特に本実施形態では、壁面構造462は、勾配の設定が互いに異なる複数の異勾配領域A1,A2を有している。複数の異勾配領域A1,A2は、壁面構造462を連なり方向SDに分割するように、互いに連なり方向SDにずれて設定されている。本実施形態では、異勾配領域A1,A2間において、第1壁面63の勾配及び第2壁面64の勾配の両方が異なるように設定されている。
 以上説明した第4実施形態によると、複数の異勾配領域A1,A2間において、勾配をより適切に設定することができる。したがって、壁面構造462を設ける部位61aが反射面32と至近距離に存在したり、当該部位61aの連なり方向SDの寸法が大きい場合であっても、反射面32との相対関係に応じてより適切な第1壁面63の勾配又は第2壁面64の勾配を設定し、二次的な反射光が視認者の眼へ到達することの抑制効果を容易に高めることができる。
 (第5実施形態)
 図21,22に示すように、第5実施形態は第1実施形態の変形例である。第5実施形態について、第5実施形態とは異なる点を中心に説明する。
 第5実施形態の部位61aに設けられた壁面構造562において、互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64については、第1実施形態とは若干異なる角度関係が成立している。
 具体的に、凹面鏡31の反射面32は、第1条件成立領域B1及び第2条件成立領域B2の2つの領域に仮想的に分割されている。この第1条件成立領域B1及び第2条件成立領域B2は、壁面構造562を構成する全ての第1壁面63及び第2壁面64に対して共通に設定されていてもよい。あるいは、互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64の各対に対して、第1条件成立領域B1及び第2条件成立領域B2の境界が個別に異なるように設定されていてもよい。
 例えば、第1条件成立領域B1は、反射面32のうち第2条件成立領域B2よりも反射面下端32b側に配置され、第2条件成立領域B2は、反射面32のうち第1条件成立領域B1よりも反射面上端32a側に配置されている。2つの領域B1,B2により反射面32の全体が占有されている。
 ここで、互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64の1つの対について、車両1の縦中心面に平行な断面上における、各第1壁面63の角度及び各第2壁面64の角度を詳細に説明する。
 まず、図21に示すように、第1条件成立領域上端B1aから第1壁面63(より詳細には第1壁面63の幅方向中心部)へ向かう仮想の直線は、端基準第1直線L1と定義される。次に、端基準第1直線L1に対して第1壁面63がつくる角度であり、端基準第1直線L1での第1壁面63を挟んだ反射面上端32aとは反対側を基準とし端基準第1直線L1より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、第1壁面63に設定されている角度は、端基準第1壁面角度αeと定義される。
 また、第1条件成立領域下端B1bから第2壁面64(より詳細には第2壁面64の幅方向中心部)へ向かう仮想の直線は、端基準第2直線L2と定義される。次に、端基準第2直線L2に対して第2壁面64がつくる角度であり、端基準第2直線L2での第2壁面64を挟んだ反射面下端32bとは反対側を基準とし端基準第2直線L2より上側を正、下側を負とした角度(正負の値の決め方は図9,10も参照)であって、第2壁面64に設定されている角度は、端基準第2壁面角度βeと定義される。
 そして、今定義された直線L1,L2に基づいて、第1実施形態と同様に、視認領域第1臨界角度θ1、視認領域第2臨界角度θ2、アイリプス第1臨界角度φ1、アイリプス第2臨界角度φ2が、それぞれ定義される。
 そうすると、αe>βeが成立し、また、αe>θ1、βe<θ2が成立し、また、αe>φ1、βe<φ2が成立している。すなわち、反射面32の一部分である第1条件成立領域B1に対しては、当該領域B1に反射された外光の視認領域及びアイリプスのうち少なくとも一方への到達を抑制する角度設定となっている。
 また、図22に示すように、端基準第1直線L1とは別に、所定点基準第1直線L1fが定義される。所定点基準第1直線L1fは、第2条件成立領域B2上の所定の第1所定点から所定の第1壁面63(より詳細には第1壁面63の幅方向の中心部)へ向かう仮想の直線である。今定義された直線L1fに対しても、第1実施形態と同様に、所定点基準第1壁面角度αfが定義される。
 そうすると、互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64のうち第1壁面63は、第2条件成立領域B2上の任意の点を第1所定点としてそれぞれ定義される各所定点基準第1壁面角度αfが、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなるように設定されている。すなわち、第2条件成立領域B2上のあらゆる点に対して、所定点基準第1壁面角度αfが、上記関係を成立させる。
 また、端基準第2直線L2とは別に、所定点基準第2直線L2fが定義される。所定点基準第2直線L2fは、第2条件成立領域B2上の所定の第2所定点から所定の第2壁面64(より詳細には第2壁面64の幅方向の中心部)へ向かう仮想の直線である。今定義された直線L2fに対しても、第1実施形態と同様に、所定点基準第2壁面角度βfが定義される。
 そうすると、互いに隣接する第1壁面63及び第2壁面64のうち第2壁面64は、第2条件成立領域B2上の任意の点を第1所定点としてそれぞれ定義される各所定点基準第2壁面角度βfが、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さくなる(換言すると、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなる)ように設定されている。
 したがって、反射面32にて第1条件成立領域B1を除く第2条件成立領域B2に対しては、当該領域B2に反射された外光が第1壁面63に反射されても、第2壁面64へ向けて反射する可能性が高い角度設定が成立している。また、反射面32にて第1条件成立領域B1を除く第2条件成立領域B2に対しては、当該領域B2に反射された外光が直接的に第2壁面64に到達し難い角度設定が成立している。
 以上説明した第5実施形態によると、反射面32を2つの領域B1,B2に分割して、互いに異なる作用を以って、視認者が外光の眩しさを感じ難くなるような角度条件を各領域B1,B2に成立させている。したがって、反射面32の面積に関わらず、虚像の視認性を高めることを容易に実現することができる。
 (他の実施形態)
 以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
 具体的に第1,4,5実施形態に関する変形例1としては、筐体51の底面部58において、上方に露出し、開口部53を介してウインドシールド3と対向する部位に、壁面構造62が形成されていてもよい。
 変形例2としては、表示光が投影される投影部として、車両1とは別体に設けられたコンバイナが採用されてもよい。
 変形例3としては、壁面構造62は、筐体51における各種形状部分に適用することができる。図23に示すように、壁面構造62は、凸状曲板の表面部に配置することができる。図24に示すように、壁面構造62は、凹状曲板の表面部に配置することができる。図25に示すように、壁面構造62は、凹状に折れ曲がるコーナーの表面部に配置することができる。
 変形例4としては、第1壁面63及び第2壁面64のうち少なくとも一方は、平面状ではなく曲面状に形成することができる。図26の例では、第2壁面64が平面状に形成されている一方、第1壁面63は、凹状に湾曲した円筒面状に形成されている。図27の例では、第1壁面63が平面状に形成されている一方、第2壁面64は、凹状に湾曲した円筒面状に形成されている。図28の例では、第1壁面63が凹状に湾曲した円筒面状に形成され、第2壁面64が凸状に湾曲した円筒面状に形成されている。
 変形例5としては、壁面構造62は、外光が平面鏡21の反射面22により反射されて到達することが想定される表面部に、設けられてもよい。
 変形例6としては、反射鏡91は、図29に示すように3つ以上設けられてもよい。反射鏡について、表示光路OPの開口部53側から第1ミラー91a、第2ミラー91b、第3ミラー91cと付番した場合、図30に示す各種組み合わせを採用することができる。
 変形例7としては、第1実施形態に示した第1~5の関係のうち、第1,2,3の関係を満たし、第4,5の関係を満たさないように、角度αe,βeが設定されていてもよい。また、第1,4,5の関係を満たし、第2,3の関係を満たさないように、角度αe,βeが設定されていてもよい。
 変形例8としては、第1壁面63と第2壁面64とは、表面部の露出側谷部に、鈍角を形成するように連なっていてもよい。
 変形例9としては、虚像表示装置は、航空機、船舶、あるいは移動しない乗り物(例えばゲーム筐体)等の各種の乗り物に適用することができる。

 

Claims (19)

  1.  虚像を表示する虚像表示装置であって、
     前記虚像として結像される表示光を発する表示器(11)と、
     前記表示器から発せられた前記表示光を反射する反射面(32)を有する反射鏡(31)と、
     前記表示器及び前記反射鏡を収容すると共に、前記反射鏡に反射された前記表示光を外部へと射出する開口部(53)を有する筐体(51,251,351)と、を備え、
     前記筐体は、前記筐体の外部からの外光が前記開口部を介して前記筐体の内部へと入り込み、さらに前記反射面により反射されて到達することが想定される表面部の部位(61a,261a,261b,361a)において、共通の第1向き(D1)を向く複数の第1壁面(63)と、前記第1向きとは異なる向きであって、共通の第2向き(D2)を向く複数の第2壁面(64)とが設けられた壁面構造(62,262a,262b,362,462,562)を、有し、
     前記壁面構造は、前記表面部に沿って、前記第1壁面と前記第2壁面とを、1つずつ交互に連ねて形成されている虚像表示装置。
  2.  前記虚像が視認可能となる空間領域を、視認領域(EB)と定義し、
     前記反射面の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記反射面の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記反射面の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記反射面の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RB1)が、前記第1壁面に反射された後、前記視認領域の一端(EBa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第1臨界角度(θ1)と定義し、
     前記反射面の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記反射面の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記反射面の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記反射面の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RB2)が、前記第2壁面に反射された後、前記視認領域の他端(EBb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第2臨界角度(θ2)と定義すると、
     各前記第1壁面及び各前記第2壁面に対して、前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記視認領域第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記視認領域第2臨界角度よりも小さいという条件が成立する請求項1に記載の虚像表示装置。
  3.  視認者の眼の位置の分布に基づき予め規定される仮想の空間領域として、アイリプス(EL)を定義し、
     前記反射面の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記反射面の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記反射面の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記反射面の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RL1)が、前記第1壁面に反射された後、前記アイリプスの一端(ELa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第1臨界角度(φ1)と定義し、
     前記反射面の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記反射面の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記反射面の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記反射面の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RL2)が、前記第2壁面に反射された後、前記アイリプスの他端(ELb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第2臨界角度(φ2)と定義すると、
     各前記第1壁面及び各前記第2壁面に対して、前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記アイリプス第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記アイリプス第2臨界角度よりも小さいという条件が成立する請求項1に記載の虚像表示装置。
  4.  前記反射面上の所定の第1所定点から前記第1壁面へ向かう直線を、所定点基準第1直線(L1f)と定義し、
     前記所定点基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、所定点基準第1壁面角度(αf)と定義すると、
     各前記第1壁面に対して、前記所定点基準第1壁面角度が+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さく設定されている前記第1所定点は、前記反射面上に1点以上存在する請求項1から3のいずれか1項に記載の虚像表示装置。
  5.  各前記第1壁面は、前記反射面上の任意の点を前記第1所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第1壁面角度が、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなるように設定されている請求項4に記載の虚像表示装置。
  6.  前記反射面上の所定の第2所定点から前記第2壁面へ向かう直線を、所定点基準第2直線(L2f)と定義し、
     前記所定点基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第2所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、所定点基準第2壁面角度(βf)と定義すると、
     各前記第2壁面に対して、前記所定点基準第2壁面角度が-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さく設定されている前記第2所定点は、前記反射面上に1点以上存在する請求項2から4のいずれか1項に記載の虚像表示装置。
  7.  各前記第2壁面は、前記反射面上の任意の点を前記第2所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第2壁面角度が、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さくなるように設定されている請求項6に記載の虚像表示装置。
  8.  前記壁面構造は、前記反射面により反射されて前記第1壁面に到達する前記外光が前記第1壁面にさらに反射されると、前記第2壁面へ到達するように構成されている請求項1から7のいずれか1項に記載の虚像表示装置。
  9.  前記反射面は、第1条件成立領域及び第2条件成立領域の2つの領域に仮想的に分割され、
     前記虚像が視認可能となる空間領域を、視認領域(EB)と定義し、
     前記第1条件成立領域の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RB1)が、前記第1壁面に反射された後、前記視認領域の一端(EBa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第1臨界角度(θ1)と定義し、
     前記反射面の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RB2)が、前記第2壁面に反射された後、前記視認領域の他端(EBb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第2臨界角度(θ2)と定義し、
     前記第2条件成立領域上の所定の第1所定点から前記第1壁面へ向かう直線を、所定点基準第1直線(L1f)と定義し、
     前記所定点基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、所定点基準第1壁面角度(αf)と定義すると、
     前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記視認領域第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記視認領域第2臨界角度よりも小さいという条件を成立させつつ、互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面が存在し、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第1壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第1所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第1壁面角度が、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなるように設定されている請求項1に記載の虚像表示装置。
  10.  前記反射面は、第1条件成立領域及び第2条件成立領域の2つの領域に仮想的に分割され、
     前記虚像が視認可能となる空間領域を、視認領域(EB)と定義し、
     前記第1条件成立領域の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RB1)が、前記第1壁面に反射された後、前記視認領域の一端(EBa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第1臨界角度(θ1)と定義し、
     前記反射面の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RB2)が、前記第2壁面に反射された後、前記視認領域の他端(EBb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、視認領域第2臨界角度(θ2)と定義し、
     前記第2条件成立領域上の所定の第2所定点から前記第2壁面へ向かう直線を、所定点基準第2直線(L2f)と定義し、
     前記所定点基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第2所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、所定点基準第2壁面角度(βf)と定義すると、
     前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記視認領域第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記視認領域第2臨界角度よりも小さいという条件を成立させつつ、互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面が存在し、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第2壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第2所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第2壁面角度が、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さくなるように設定されている請求項1に記載の虚像表示装置。
  11.  前記反射面は、第1条件成立領域及び第2条件成立領域の2つの領域に仮想的に分割され、
     視認者の眼の位置の分布に基づき予め規定される仮想の空間領域として、アイリプス(EL)を定義し、
     前記第1条件成立領域の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RL1)が、前記第1壁面に反射された後、前記アイリプスの一端(ELa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第1臨界角度(φ1)と定義し、
     前記第1条件成立領域の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RL2)が、前記第2壁面に反射された後、前記アイリプスの他端(ELb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第2臨界角度(φ2)と定義し、
     前記第2条件成立領域上の所定の第1所定点から前記第1壁面へ向かう直線を、所定点基準第1直線(L1f)と定義し、
     前記所定点基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、所定点基準第1壁面角度(αf)と定義すると、
     前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記アイリプス第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記アイリプス第2臨界角度よりも小さいという条件を成立させつつ、互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面が存在し、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第1壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第1所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第1壁面角度が、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなるように設定されている請求項1に記載の虚像表示装置。
  12.  前記反射面は、第1条件成立領域及び第2条件成立領域の2つの領域に仮想的に分割され、
     視認者の眼の位置の分布に基づき予め規定される仮想の空間領域として、アイリプス(EL)を定義し、
     前記第1条件成立領域の一端(32a)から前記第1壁面へ向かう直線を、端基準第1直線(L1)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、端基準第1壁面角度(αe)と定義し、
     前記端基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記端基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の一端とは反対側を基準とし前記端基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の一端から前記端基準第1直線に沿って前記第1壁面に入射する光線(RL1)が、前記第1壁面に反射された後、前記アイリプスの一端(ELa)に到達するように、前記第1壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第1臨界角度(φ1)と定義し、
     前記第1条件成立領域の他端(32b)から前記第2壁面へ向かう直線を、端基準第2直線(L2)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、端基準第2壁面角度(βe)と定義し、
     前記端基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記端基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第1条件成立領域の他端とは反対側を基準とし前記端基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1条件成立領域の他端から前記端基準第2直線に沿って前記第2壁面に入射する光線(RL2)が、前記第2壁面に反射された後、前記アイリプスの他端(ELb)に到達するように、前記第2壁面に仮想的に設定される角度を、アイリプス第2臨界角度(φ2)と定義し、
     前記第2条件成立領域上の所定の第2所定点から前記第2壁面へ向かう直線を、所定点基準第2直線(L2f)と定義し、
     前記所定点基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第2所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、所定点基準第2壁面角度(βf)と定義すると、
     前記端基準第1壁面角度は、前記端基準第2壁面角度よりも大きく、かつ、前記端基準第1壁面角度は、前記アイリプス第1臨界角度よりも大きく、かつ、前記端基準第2壁面角度は、前記アイリプス第2臨界角度よりも小さいという条件を成立させつつ、互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面が存在し、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第2壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第2所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第2壁面角度が、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さくなるように設定されている請求項1に記載の虚像表示装置。
  13.  前記第2条件成立領域上の所定の第2所定点から前記第2壁面へ向かう直線を、所定点基準第2直線(L2f)と定義し、
     前記所定点基準第2直線に対して前記第2壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第2直線での前記第2壁面を挟んだ前記第2所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第2直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第2壁面に設定されている角度を、所定点基準第2壁面角度(βf)と定義すると、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第2壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第2所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第2壁面角度が、-90度よりも大きく、かつ、0度よりも小さくなるように設定されている請求項9又は11に記載の虚像表示装置。
  14.  前記第2条件成立領域上の所定の第1所定点から前記第1壁面へ向かう直線を、所定点基準第1直線(L1f)と定義し、
     前記所定点基準第1直線に対して前記第1壁面がつくる角度であり、前記所定点基準第1直線での前記第1壁面を挟んだ前記第1所定点とは反対側を基準とし前記所定点基準第1直線より前記表面部の部位の露出側を正、その反対側を負とした角度であって、前記第1壁面に設定されている角度を、所定点基準第1壁面角度(αf)と定義すると、
     前記互いに隣接する前記第1壁面及び前記第2壁面のうち前記第1壁面は、前記第2条件成立領域上の任意の点を前記第1所定点としてそれぞれ定義される各前記所定点基準第1壁面角度が、+90度よりも大きく、かつ、+180度よりも小さくなるように設定されている請求項10又は12に記載の虚像表示装置。
  15.  前記壁面構造は、前記第1壁面及び前記第2壁面が連なる連なり方向(SD)にずれた複数の異勾配領域(A1,A2)を有し、
     前記複数の異勾配領域間において、前記第1壁面の勾配及び前記第2壁面の勾配のうち少なくとも一方は、互いに異なるように設定されている請求項1から14のいずれか1項に記載の虚像表示装置。
  16.  前記筐体の外部に配置されている投影部(3)へと、前記反射鏡に反射された前記表示光を投影して、前記虚像を結像させる虚像表示装置であって、
     前記壁面構造が設けられた前記部位には、前記表面部のうち、前記投影部と対向する部位が含まれている請求項1から15のいずれか1項に記載の虚像表示装置。
  17.  前記壁面構造が設けられた前記部位には、前記筐体の外部に露出して前記投影部と対向している部位が含まれている請求項16に記載の虚像表示装置。
  18.  前記壁面構造が設けられた前記部位には、前記筐体の内部において、前記開口部を介して前記投影部と対向している部位が含まれている請求項16又は17に記載の虚像表示装置。
  19.  前記壁面構造が設けられた前記部位には、前記表面部のうち、側壁部(57)により形成された部位が含まれている請求項1から18のいずれか1項に記載の虚像表示装置。

     
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