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JP7110968B2 - head-up display device - Google Patents

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JP7110968B2
JP7110968B2 JP2018235560A JP2018235560A JP7110968B2 JP 7110968 B2 JP7110968 B2 JP 7110968B2 JP 2018235560 A JP2018235560 A JP 2018235560A JP 2018235560 A JP2018235560 A JP 2018235560A JP 7110968 B2 JP7110968 B2 JP 7110968B2
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Description

この明細書による開示は、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The disclosure of this specification relates to a head-up display device that displays a virtual image.

従来、車両のウィンドシールド等に表示像を投影し、投影された表示像の虚像を、運転者等の視認者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置(以下、「HUD装置」)が知られている。例えば特許文献1のHUD装置は、第一表示器及び第二表示器と、これら表示器を収容する筐体とを備えている。HUD装置は、第一表示器及び第二表示器から射出される光により、ウィンドシールドから互いに異なる距離に近虚像及び遠虚像を表示する。 Conventionally, a head-up display device (hereinafter referred to as “HUD device”) is known that projects a display image onto a windshield of a vehicle or the like and allows a viewer such as a driver to view a virtual image of the projected display image. For example, the HUD device of Patent Literature 1 includes a first display, a second display, and a housing that accommodates these displays. The HUD device displays a near virtual image and a far virtual image at different distances from the windshield using light emitted from the first display and the second display.

特開2018‐136420号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-136420

特許文献1のようなHUD装置に対しては、虚像の表示面積を大きくしたいという要望がある。しかし、虚像の表示面積を大きくするには、筐体に区画される光路及び光学系等の拡大が必要となる。そのため、虚像の表示面積の拡大は、筐体、ひいてはHUD装置の大型化が不可避であった。 There is a demand to increase the display area of the virtual image in the HUD device as disclosed in Patent Document 1. However, in order to increase the display area of the virtual image, it is necessary to enlarge the optical path and the optical system defined by the housing. Therefore, enlarging the display area of the virtual image inevitably leads to an increase in the size of the housing and thus the HUD device.

本開示は、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置の提供を目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a HUD device capable of enlarging the display area of a virtual image while avoiding an increase in size.

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、投影部材(WS)に表示光(27,37)を投影し、投影部材から互いに異なる距離にある遠表示域(63)及び近表示域(62)に、アイボックス(EB)から視認可能な表示光の虚像(29,39)を表示するHUD装置であって、表示光として、近表示域に結像される近表示像(26)の近表示光と、遠表示域に結像される遠表示像の遠表示光とを射出する少なくとも一つの表示器(20,220,230)と、表示器から射出される近表示光及び遠表示光を反射によって広げつつ投影部材に投影し、近表示域及び遠表示域を投影部材と共に規定する拡大光学素子(40)と、投影部材の下方に位置する上面に投影窓(51)を形成し、表示器及び拡大光学素子を収容し、表示器から射出される近表示光及び遠表示光について、拡大光学素子を経て、投影部材へ向けて射出されるまでの光路が内部に区画される筐体(50)と、を備え、投影窓は、遠表示光の光路を遮蔽しないサイズとされ、拡大光学素子及び表示器は、近表示光の光路を遠表示光の光路内に収めつつ、アイボックスから見た少なくとも一つの側において、近表示域の近画角(ωnc,ωnc1,ωnc2)遠表示域の遠画角(ωfc,ωfc1,ωfc2)よりも大きくするHUD装置とされる。 To achieve the above objectives, one aspect disclosed projects display light (27, 37) onto a projection member (WS) such that far viewing zone (63) and near viewing zone (63) are at different distances from the projection member. (62) is a HUD device that displays a virtual image (29, 39) of display light visible from an eyebox (EB) , and a near display image (26) formed in a near display area as the display light. and far display light of a far display image formed in the far display area; A magnifying optical element (40) that spreads the display light by reflection and is projected onto the projection member to define a near display area and a far display area together with the projection member, and a projection window (51) are formed on the upper surface located below the projection member. A display unit and a magnifying optical element are accommodated therein, and an optical path is defined inside for the near display light and the far display light emitted from the display unit to be emitted toward the projection member via the magnifying optical element. a housing (50), wherein the projection window has a size that does not block the optical path of the far display light; A HUD device in which the near view angle (ωnc, ωnc1, ωnc2) of the near display region is larger than the far view angle (ωfc, ωfc1, ωfc2) of the far display region on at least one side viewed from the eyebox. .

この態様では、近表示域が遠表示域よりも投影部材に近いため、近画角を遠画角より大きくしても、近表示域に虚像表示される表示光の光路は、遠表示域に虚像表示される表示光の光路からはみ出し難い。故に、光路を区画する筐体の体格を維持しつつ、近画角を遠画角よりも大きく確保して、近表示域を広げることが可能になる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置が実現される。 In this aspect, since the near display area is closer to the projection member than the far display area, even if the near angle of view is larger than the far angle of view, the optical path of the display light for virtual image display in the near display area is not in the far display area. It is difficult to protrude from the optical path of display light for virtual image display. Therefore, it is possible to widen the near display area by securing a larger near angle of view than the far angle of view while maintaining the size of the housing that defines the optical path. Therefore, a HUD device capable of enlarging the display area of a virtual image while avoiding an increase in size is realized.

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 It should be noted that the reference numbers in parentheses above merely indicate an example of correspondence with specific configurations in the embodiments described later, and do not limit the technical scope in any way.

第一実施形態によるHUD装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the HUD apparatus by 1st embodiment. HUD装置の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing an electrical configuration of the HUD device. 仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角の各位置を示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected onto the virtual plane and the eyebox, and showing the respective positions of the far angle of view and the near angle of view. 図3の矢印IVの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス中央から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 4 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow IV in FIG. 3 and schematically showing the display viewed from the center of the eyebox. 図3の矢印Vの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス左端から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 4 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow V in FIG. 3 , and is a diagram schematically showing the display viewed from the left end of the eyebox. 図3の矢印VIの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス右端から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 4 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow VI in FIG. 3 , and schematically shows the display viewed from the right end of the eyebox. 遠表示域の水平画角に対して拡張可能となる近表示域の水平画角を、一覧にて例示する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating, in a list, a horizontal angle of view of a near display area that can be expanded with respect to a horizontal angle of view of a far display area; 第二実施形態によるHUD装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the HUD apparatus by 2nd embodiment. HUD装置の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing an electrical configuration of the HUD device. 図11の矢印Xの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス中央から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 12 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of the arrow X in FIG. 11 and schematically showing the display viewed from the center of the eyebox. 水平仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角となる箇所を示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected onto the horizontal virtual plane and the eyebox, and showing the locations of the far angle of view and the near angle of view. 鉛直仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角の各位置を示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected on the vertical virtual plane and the eyebox, and showing the respective positions of the far angle of view and the near angle of view. 第三実施形態によるHUD装置において、水平仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角となる箇所を示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected onto the horizontal virtual plane and the eyebox in the HUD device according to the third embodiment, and shows the locations of the far angle of view and the near angle of view. It is a diagram. 図13の矢印XIVの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス中央から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 14 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow XIV in FIG. 13, and is a diagram schematically showing the display viewed from the center of the eyebox. 図13の矢印XVの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス左端から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 14 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow XV in FIG. 13, and is a diagram schematically showing the display viewed from the left end of the eyebox. 図13の矢印XVIの方向に近表示域及び遠表示域を見た図であって、アイボックス右端から見た表示を模式的に示す図である。FIG. 14 is a view of the near display area and the far display area viewed in the direction of arrow XVI in FIG. 13, and is a diagram schematically showing the display viewed from the right end of the eyebox. 第四実施形態によるHUD装置の表示を、図18の矢印XVIIの方向に見た場合を示す図である。FIG. 19 is a view showing the display of the HUD device according to the fourth embodiment when viewed in the direction of arrow XVII in FIG. 18; 水平仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角となる箇所を示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected onto the horizontal virtual plane and the eyebox, and showing the locations of the far angle of view and the near angle of view. 第四実施形態によるHUD装置の表示を、図20の矢印XIXの方向に見た場合を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing the display of the HUD device according to the fourth embodiment when viewed in the direction of arrow XIX in FIG. 20; 水平仮想面に投影した近表示域及び遠表示域とアイボックスとの関係を模式的に示す図であって、遠画角及び近画角となる箇所を示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the near display area and the far display area projected onto the horizontal virtual plane and the eyebox, and showing the locations of the far angle of view and the near angle of view. 正面から見た変形例1によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the display of the HUD device according to Modification 1 viewed from the front; 正面から見た変形例2によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a display of the HUD device according to modification 2 as viewed from the front; 正面から見た変形例3によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 3 viewed from the front; 正面から見た変形例4によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 4 viewed from the front; 正面から見た変形例5によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to modification 5 viewed from the front; 正面から見た変形例6によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 6 viewed from the front; 正面から見た変形例7によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 7 viewed from the front; 正面から見た変形例8によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 8 viewed from the front; 正面から見た変形例9によるHUD装置の表示を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a display of the HUD device according to Modification 9 viewed from the front;

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、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わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。 A plurality of embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings. Note that redundant description may be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of other embodiments previously described can be applied to other portions of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly specified in the description of each embodiment, but also configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified as long as there is no problem with the combination. Also, unspecified combinations of configurations described in a plurality of embodiments and modifications are also disclosed by the following description.

(第一実施形態)
図1に示す本開示の第一実施形態によるHUD装置100は、車両Aにおいて用いられる車載表示器である。HUD装置100は、車両Aに搭載され、車両Aに関連する各種の情報を、運転者等の視認者に提示する。HUD装置100は、運転席の前方に配置されており、車両Aのインスツルメントパネルに収容されている。尚、本説明における前後、上下、左右等の方向に関する表現は、水平面に置かれた車両Aを基準として定義される。右及び左は、運転席に着座した運転者を基準に定義される。
(First embodiment)
A HUD device 100 according to the first embodiment of the present disclosure shown in FIG. 1 is an in-vehicle display used in a vehicle A. FIG. The HUD device 100 is mounted on the vehicle A and presents various types of information related to the vehicle A to a viewer such as a driver. The HUD device 100 is arranged in front of the driver's seat and housed in the instrument panel of the vehicle A. As shown in FIG. In this description, expressions relating to directions such as front-rear, up-down, left-right, etc. are defined with reference to the vehicle A placed on a horizontal plane. Right and left are defined with reference to the driver seated in the driver's seat.

HUD装置100は、虚像として結像される表示光を、ウィンドシールドWSの投影領域PAに投影する。ウィンドシールドWSに投影された表示光は、投影領域PAによって運転席側へ向けて反射され、運転者の頭部周辺に位置するよう予め規定されたアイボックスEBに到達する。アイボックスEBにアイポイントEPを位置させた運転者は、表示光を前景に重畳された虚像として視認できる。運転者は、虚像を知覚することで、各種の情報を認識する。 The HUD device 100 projects display light formed as a virtual image onto the projection area PA of the windshield WS. The display light projected onto the windshield WS is reflected toward the driver's seat side by the projection area PA and reaches an eyebox EB that is defined in advance to be positioned around the driver's head. A driver who positions the eyepoint EP in the eyebox EB can visually recognize the display light as a virtual image superimposed on the foreground. A driver recognizes various kinds of information by perceiving a virtual image.

HUD装置100によって表示される虚像には、近虚像29及び遠虚像39が含まれている。近虚像29及び遠虚像39は、車両Aの前後方向において、互いに異なる位置に結像される。近虚像29は、遠虚像39よりもウィンドシールドWSに近い位置、具体的には、アイポイントEPから車両Aの前方に1~3メートル程度の空間中に結像される。遠虚像39は、近虚像29よりもウィンドシールドWSから遠い位置、具体的には、アイポイントEPから車両Aの前方に5~20メートル程度の空間中に結像される。 A virtual image displayed by the HUD device 100 includes a near virtual image 29 and a far virtual image 39 . The near virtual image 29 and the far virtual image 39 are formed at different positions in the longitudinal direction of the vehicle A. As shown in FIG. The near virtual image 29 is formed at a position closer to the windshield WS than the far virtual image 39, specifically, in a space about 1 to 3 meters ahead of the vehicle A from the eye point EP. The far virtual image 39 is formed in a space about 5 to 20 meters in front of the vehicle A at a position farther from the windshield WS than the near virtual image 29, specifically, from the eye point EP.

近虚像29及び遠虚像39の結像位置は、運転者からの視認上において、上下(鉛直)方向にもずらされている(図4等も参照)。近虚像29の結像位置は、アイポイントEPよりも僅かに下方となるように設定されている。例えば車速、インジケータ、及びアイコン等が近虚像29として表示される。遠虚像39の結像位置は、アイポイントと概ね同程度の高さとなるように設定されている。遠虚像39は、運転者の見かけ上で路面等の特定の重畳対象に重畳されることで、拡張現実(Augmented Reality,以下「AR」)表示として機能する。例えば、右左折を指示する矢印等が遠虚像39としてAR表示される。 The imaging positions of the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are also shifted in the up-down (vertical) direction when visually recognized by the driver (see also FIG. 4 and the like). The imaging position of the near virtual image 29 is set to be slightly below the eyepoint EP. For example, vehicle speed, indicators, icons, and the like are displayed as the near virtual image 29 . The imaging position of the far virtual image 39 is set to be approximately the same height as the eye point. The distant virtual image 39 functions as an augmented reality (hereinafter “AR”) display by being superimposed on a specific superimposition target such as a road surface in the driver's view. For example, an arrow or the like instructing a right or left turn is displayed as the distant virtual image 39 by AR.

こうした虚像表示を行うHUD装置100は、図1及び図2に示すように、LCD(Liquid Crystal Display)プロジェクタ20、拡大光学素子40、表示制御回路90及び筐体50等によって構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the HUD device 100 that displays such a virtual image includes an LCD (Liquid Crystal Display) projector 20, an enlarging optical element 40, a display control circuit 90, a housing 50, and the like.

LCDプロジェクタ20は、虚像として結像される表示光を、拡大光学素子40へ向けて射出する表示構成である。LCDプロジェクタ20は、虚像として結像される画像を発光表示する表示面23を有している。LCDプロジェクタ20は、表示面23を拡大光学素子40へ向けた姿勢にて、筐体50に固定されている。LCDプロジェクタ20は、LCDパネル21及びバックライト22等によって構成されている。 The LCD projector 20 has a display configuration in which display light formed as a virtual image is emitted toward the magnifying optical element 40 . The LCD projector 20 has a display surface 23 that emits light to display an image formed as a virtual image. The LCD projector 20 is fixed to the housing 50 with the display surface 23 facing the magnifying optical element 40 . The LCD projector 20 is composed of an LCD panel 21, a backlight 22, and the like.

LCDパネル21は、表示面23を形成している。表示面23は、実質的に湾曲の無い平面状であって、横長の四辺形状に形成されている。表示面23には、多数の画素が2次元状に配列されている。各画素には、赤色、緑色、及び青色のサブ画素が設けられている。LCDパネル21は、各サブ画素の光の透過率を制御することにより、表示面23に種々の画像をカラー表示する。 LCD panel 21 forms display surface 23 . The display surface 23 is substantially flat and has a horizontally long quadrilateral shape. A large number of pixels are arranged two-dimensionally on the display surface 23 . Each pixel is provided with red, green, and blue sub-pixels. The LCD panel 21 displays various images in color on the display surface 23 by controlling the light transmittance of each sub-pixel.

表示面23には、近虚像29として結像される近表示像26と、遠虚像39として結像される遠表示像36とが表示される。近表示像26の表示範囲は、遠表示像36の表示範囲よりも、後述する凸面鏡41に近接している。加えて、近表示像26の表示範囲の横幅は、遠表示像36の表示範囲の横幅よりも広くされている。即ち、表示面23は、横長の台形状となっている。 A near display image 26 formed as a near virtual image 29 and a far display image 36 formed as a far virtual image 39 are displayed on the display surface 23 . The display range of the near display image 26 is closer to the later-described convex mirror 41 than the display range of the far display image 36 is. In addition, the width of the display range of the near display image 26 is wider than the width of the display range of the far display image 36 . That is, the display surface 23 has a horizontally long trapezoidal shape.

バックライト22は、白色の光源光を放射する複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードから放射された光をLCDパネル21へ導光するプリズム等とによって構成されている。各発光ダイオードから放射された光は、表示面23の裏面側に導光され、表示面23に描画された近表示像26及び遠表示像36を透過照明しつつ、凸面鏡41へ向けて射出される。 The backlight 22 is composed of a plurality of light-emitting diodes that emit white light source light, and a prism or the like that guides the light emitted from each light-emitting diode to the LCD panel 21 . The light emitted from each light-emitting diode is guided to the back side of the display surface 23 and emitted toward the convex mirror 41 while transmitting and illuminating the near display image 26 and the far display image 36 drawn on the display surface 23 . be.

拡大光学素子40は、表示面23から射出された近表示像26及び遠表示像36の各表示光(以下、「近表示光27」及び「遠表示光37」)を、反射によって広げつつ、投影領域PAに投影する。拡大光学素子40では、遠表示像36に対する遠虚像39の拡大率が、近表示像26に対する近虚像29の拡大率よりも大きく設定されている。 The magnifying optical element 40 spreads the respective display lights of the near display image 26 and the far display image 36 (hereinafter referred to as "near display light 27" and "far display light 37") emitted from the display surface 23 by reflection, Project on the projection area PA. In the magnifying optical element 40 , the magnification of the far virtual image 39 with respect to the far display image 36 is set larger than the magnification of the near virtual image 29 with respect to the near display image 26 .

拡大光学素子40は、凸面鏡41及び凹面鏡42等によって構成されている。凸面鏡41及び凹面鏡42は、合成樹脂又はガラス等からなる無色透明の基材の表面に、アルミニウム等の金属を蒸着させた反射鏡である。 The magnifying optical element 40 is composed of a convex mirror 41, a concave mirror 42, and the like. The convex mirror 41 and the concave mirror 42 are reflecting mirrors formed by vapor-depositing a metal such as aluminum on the surface of a colorless and transparent substrate made of synthetic resin, glass, or the like.

凸面鏡41は、凹面鏡42よりも小さい矩形板状に形成されている。凸面鏡41の反射面は、凸面状となるように湾曲している。凸面鏡41は、凹面鏡42の後方に位置している。凸面鏡41は、表示面23及び凹面鏡42に凸状の反射面を対向させた姿勢にて、筐体50に直接的又は間接的に保持されている。凸面鏡41は、表示面23から射出された近表示光27及び遠表示光37を、凹面鏡42へ向けて反射する。尚、凸面鏡41に替えて又は凸面鏡41と共に、平面鏡や凹面鏡が、拡大光学素子40に含まれていてもよい。即ち、拡大光学素子40は、凸面-凹面の組み合わせに限定されず、凹面-凹面の組み合わせや、平面-凹面の組み合わせであってもよい。 The convex mirror 41 is shaped like a rectangular plate that is smaller than the concave mirror 42 . The reflecting surface of the convex mirror 41 is curved to be convex. The convex mirror 41 is positioned behind the concave mirror 42 . The convex mirror 41 is directly or indirectly held by the housing 50 in a posture in which the convex reflecting surface faces the display surface 23 and the concave mirror 42 . The convex mirror 41 reflects the near display light 27 and the far display light 37 emitted from the display surface 23 toward the concave mirror 42 . Instead of the convex mirror 41 or together with the convex mirror 41, the magnifying optical element 40 may include a plane mirror or a concave mirror. That is, the magnifying optical element 40 is not limited to a convex-concave combination, and may be a concave-concave combination or a plane-concave combination.

凹面鏡42は、凸面鏡41よりも大型な横長の矩形板状に形成されている。凹面鏡42の反射面は、凹面状となるように湾曲している。凹面鏡42は、投影領域PAの下方、且つ、凸面鏡41の前方に位置している。凹面鏡42は、投影領域PA及び凸面鏡41に凹状の反射面を対応させた姿勢にて、筐体50に直接的又は間接的に保持されている。凹面鏡42は、凸面鏡41より入射する近表示光27及び遠表示光37を、上方のウィンドシールドWSへ向けて反射する。 The concave mirror 42 is shaped like a horizontally long rectangular plate that is larger than the convex mirror 41 . The reflecting surface of the concave mirror 42 is curved to be concave. The concave mirror 42 is positioned below the projection area PA and in front of the convex mirror 41 . The concave mirror 42 is directly or indirectly held by the housing 50 in a posture in which the concave reflecting surface corresponds to the projection area PA and the convex mirror 41 . The concave mirror 42 reflects the near display light 27 and the far display light 37 incident from the convex mirror 41 upward toward the windshield WS.

表示制御回路90は、HUD装置100による近虚像29及び遠虚像39の表示を制御する回路である。表示制御回路90は、プロセッサ、RAM、及び記憶媒体等を有するマイクロコントローラを主体に構成されている。表示制御回路90は、LCDプロジェクタ20に加えて、車両Aに搭載された描画ECU(Electronic Control Unit)98等と電気的に接続されている。 The display control circuit 90 is a circuit that controls display of the near virtual image 29 and the far virtual image 39 by the HUD device 100 . The display control circuit 90 is mainly composed of a microcontroller having a processor, a RAM, a storage medium, and the like. In addition to the LCD projector 20, the display control circuit 90 is electrically connected to a drawing ECU (Electronic Control Unit) 98 mounted on the vehicle A and the like.

描画ECU98は、HUD装置100の表示内容を決定し、HUD装置100へ向けて映像データを逐次出力する。描画ECU98は、車載ネットワークの通信バス99と電気接続されており、映像データの生成に必要なデータを、車載ネットワークから取得する。描画ECU98は、車載ネットワーク等から取得した情報を用いて、近表示像26及び遠表示像36を各フレーム画像に含んだ映像データを生成し、表示制御回路90へ向けて逐次出力する。 The drawing ECU 98 determines the display contents of the HUD device 100 and sequentially outputs video data to the HUD device 100 . The drawing ECU 98 is electrically connected to the communication bus 99 of the in-vehicle network, and acquires data necessary for generating video data from the in-vehicle network. The drawing ECU 98 uses information obtained from an in-vehicle network or the like to generate video data including the near display image 26 and the far display image 36 in each frame image, and sequentially outputs the video data to the display control circuit 90 .

表示制御回路90は、描画ECU98から伝送される映像データに基づき、LCDパネル21及びバックライト22を制御する。具体的に、表示制御回路90は、各フレーム画像の画像データに基づき、表示面23に近表示像26及び遠表示像36を描画する。加えて表示制御回路90は、各フレーム画像の内容に応じてバックライト22を部分駆動し、近表示像26及び遠表示像36の位置するエリアを選択的に透過照明する。 The display control circuit 90 controls the LCD panel 21 and the backlight 22 based on video data transmitted from the drawing ECU 98 . Specifically, the display control circuit 90 draws the near display image 26 and the far display image 36 on the display surface 23 based on the image data of each frame image. In addition, the display control circuit 90 partially drives the backlight 22 according to the content of each frame image, and selectively transilluminates the areas where the near display image 26 and the far display image 36 are located.

筐体50は、アルミニウム等の軽量な金属材料又は樹脂材料等により、全体として容器状に形成されている。筐体50は、LCDプロジェクタ20、凸面鏡41及び凹面鏡42等の光学要素を収容しており、これらの相対的な位置関係を高精度に規定している。筐体50の内部には、表示面23から射出される近表示光27及び遠表示光37について、凸面鏡41及び凹面鏡42を経て、ウィンドシールドWSへ向けて射出されるまでの各光路が区画されている。 The housing 50 is made of a lightweight metal material such as aluminum, a resin material, or the like, and is formed into a container shape as a whole. The housing 50 accommodates optical elements such as the LCD projector 20, the convex mirror 41 and the concave mirror 42, and defines the relative positional relationship of these with high accuracy. Inside the housing 50, the near display light 27 and the far display light 37 emitted from the display surface 23 pass through the convex mirror 41 and the concave mirror 42, and each optical path is defined toward the windshield WS. ing.

筐体50にて、投影領域PAの下方に位置する上面には、投影窓51が形成されている。投影窓51は、凹面鏡42にて反射された近表示光27及び遠表示光37の各光路を避ける形状にて、筐体50の上面に開口している。投影窓51は、防塵カバー53によって物理的に塞がれている。防塵カバー53は、透光性の合成樹脂材料によって形成されており、投影領域PAへ向かう近表示光27及び遠表示光37を透過させることができる。 A projection window 51 is formed on the upper surface of the housing 50 located below the projection area PA. The projection window 51 opens on the upper surface of the housing 50 in a shape that avoids the optical paths of the near display light 27 and the far display light 37 reflected by the concave mirror 42 . The projection window 51 is physically closed by a dustproof cover 53 . The dustproof cover 53 is made of a translucent synthetic resin material, and can transmit the near display light 27 and the far display light 37 toward the projection area PA.

次に、HUD装置100の光学設計の詳細であり、アイボックスEB、近表示域62及び遠表示域63の詳細な位置関係を、図3~図6に基づき、図1を参照しつつ、さらに説明する。 Next, regarding the details of the optical design of the HUD device 100, the detailed positional relationship between the eyebox EB, the near display area 62, and the far display area 63 will be described based on FIGS. 3 to 6 and with reference to FIG. explain.

アイボックスEBは、上下方向の高さと、左右方向の幅を有する横長矩形状且つ2次元状の覗き窓である。アイボックスEBの幅は、ヒトの左右の目の間隔(約65mm)の2倍よりもやや大きな値とされ、具体的には130~150mm程度に設定される。アイボックスEBは、上述したように、近虚像29及び遠虚像39を運転者が適正に視認できる範囲である。そのため、前景へ向かう視線がアイボックスEBを通過するアイポイントEPである場合、運転者は、完全な表示状態の近虚像29及び遠虚像39を視認できる。対して、前景へ向かう視線がアイボックスEBから外れるようなアイポイントEPである場合、近虚像29及び遠虚像39の少なくとも一方には、顕著な輝度低下及び見切れ等が生じる。 The eyebox EB is a horizontally long rectangular two-dimensional observation window having a height in the vertical direction and a width in the horizontal direction. The width of the eyebox EB is slightly larger than twice the distance between the left and right human eyes (about 65 mm), specifically about 130 to 150 mm. The eyebox EB is a range within which the driver can properly view the near virtual image 29 and the far virtual image 39, as described above. Therefore, when the line of sight toward the foreground is the eyepoint EP passing through the eyebox EB, the driver can visually recognize the near virtual image 29 and the far virtual image 39 in a perfect display state. On the other hand, if the line of sight toward the foreground is at an eyepoint EP that deviates from the eyebox EB, at least one of the near virtual image 29 and the far virtual image 39 suffers from a noticeable decrease in luminance, out-of-sight, and the like.

近表示域62は、近虚像29を表示可能な空間中の領域である。一方、遠表示域63は、遠虚像39を表示可能な空間中の領域である。近表示域62及び遠表示域63は、共にHUD装置100の一つの結像面60に含まれている。結像面60は、投影領域PA及び拡大光学素子40による表示面23の拡大反射像である。そのため、結像面60の形状及び姿勢は、表示面23の形状及び姿勢等によって規定される。 The near display area 62 is a space area in which the near virtual image 29 can be displayed. On the other hand, the far display area 63 is an area in space where the far virtual image 39 can be displayed. Both the near viewing zone 62 and the far viewing zone 63 are included in one imaging plane 60 of the HUD device 100 . The imaging plane 60 is an enlarged reflected image of the display surface 23 by the projection area PA and the magnifying optical element 40 . Therefore, the shape and orientation of the imaging plane 60 are defined by the shape and orientation of the display surface 23 and the like.

結像面60は、鉛直面よりも水平面に近い傾斜姿勢とされている。結像面60は、上方へ向かうに従い、前方に大きく傾斜している。結像面60の上縁60b及び下縁60aは、左右方向に沿っている。結像面60の幅は、拡大光学素子40による拡大作用により、上方へ向かうに従って拡大している。そのため、上縁60bは、下縁60aよりも長くなっている(図3等参照)。 The imaging plane 60 is inclined to be closer to the horizontal plane than to the vertical plane. The imaging plane 60 is greatly inclined forward as it goes upward. An upper edge 60b and a lower edge 60a of the imaging plane 60 extend in the horizontal direction. The width of the imaging plane 60 increases upward due to the magnifying action of the magnifying optical element 40 . Therefore, the upper edge 60b is longer than the lower edge 60a (see FIG. 3, etc.).

結像面60では、近表示域62から遠表示域63へと、ウィンドシールドWSからの距離が連続的に変わっている。近表示域62は、結像面60の下側に位置し、下縁60aを含む範囲に規定されている。遠表示域63は、結像面60の上側に位置し、上縁60bを含む範囲に規定されている。遠表示域63の面積は、近表示域62の面積よりも広い。 On the imaging plane 60 , the distance from the windshield WS changes continuously from a near display area 62 to a far display area 63 . The near display area 62 is positioned below the imaging plane 60 and is defined in a range including the lower edge 60a. The far display area 63 is located above the imaging plane 60 and is defined to include the upper edge 60b. The area of the far display area 63 is larger than the area of the near display area 62 .

以上の結像面60を、アイボックスEBを通して見たとき、結像面60の形状は、アイポイントEPの左右方向の位置に応じて変化する。具体的に、アイボックスEBの中央Ceから結像面60を見た場合、遠近法のため、遠くの上縁60bが、近くの下縁60aよりも短く視認される(図4参照)。また、アイボックスEBの左端から結像面60を見た場合、中央Ceから見たときよりも、結像面60は、遠表示域63が近表示域62に対して左側に寄った形状に変形して視認される(図5参照)。一方、アイボックスEBの右端から結像面60を見た場合、中央Ceから見たときよりも、結像面60は、遠表示域63が近表示域62に対して右側に寄った形状に変形して視認される(図6参照)。 When the imaging plane 60 described above is viewed through the eyebox EB, the shape of the imaging plane 60 changes according to the position of the eyepoint EP in the horizontal direction. Specifically, when the imaging plane 60 is viewed from the center Ce of the eyebox EB, the distant top edge 60b is viewed shorter than the near bottom edge 60a due to perspective (see FIG. 4). Further, when the imaging plane 60 is viewed from the left end of the eyebox EB, the imaging plane 60 has a shape in which the far display area 63 is shifted to the left with respect to the near display area 62 compared to when viewed from the center Ce. It is visually recognized as being deformed (see FIG. 5). On the other hand, when the imaging plane 60 is viewed from the right end of the eyebox EB, the imaging plane 60 has a shape in which the far display area 63 is closer to the right side than the near display area 62 when viewed from the center Ce. It is visually recognized as being deformed (see FIG. 6).

HUD装置100では、アイボックスEBから見た左右の両側において、図3に示す近画角ωncが遠画角ωfcよりも大きくされている。詳しく説明するため、アイボックスEBと交差(直交)する仮想の水平面を、仮想面VPとして定義する。そして、近表示域62及び遠表示域63を含む結像面60を、仮想面VPの直交方向、即ち鉛直方向に沿って、仮想面VPに投影する。こうしてアイボックスEB及び結像面60を仮想面VPに投影した状態が、これらを上面視した図3には示されている。以上の仮想面VPにて、基準中心線OLc、遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn及び外縁結合線OLeをさらに定義する。 In the HUD device 100, the near angle of view ωnc shown in FIG. 3 is made larger than the far angle of view ωfc on both the left and right sides as viewed from the eyebox EB. For the sake of detailed explanation, a virtual horizontal plane intersecting (perpendicular to) the eyebox EB is defined as a virtual plane VP. Then, the imaging plane 60 including the near display area 62 and the far display area 63 is projected onto the virtual plane VP along the direction orthogonal to the virtual plane VP, that is, along the vertical direction. A state in which the eyebox EB and the imaging plane 60 are thus projected onto the virtual plane VP is shown in FIG. A reference center line OLc, a far outer edge ray OLf, a near outer edge ray OLn, and an outer edge coupling line OLe are further defined on the above virtual plane VP.

基準中心線OLcは、仮想面VP上にて、アイボックスEBの中央Ceと遠表示域63の中央Cfとを結ぶ仮想線である。遠外縁光線OLfは、仮想面VP上にて、アイボックスEBの中央Ceと遠表示域63の端部63eとを結ぶ仮想線である。近外縁光線OLnは、仮想面VP上にて、アイボックスの中央Ceと近表示域62の端部62eとを結ぶ仮想線である。外縁結合線OLeは、仮想面VP上にて、遠表示域63及びアイボックスEBの各端部63e,61eのうちで基準中心線OLcに対し同じ側(図3では左側)にある端部同士を結ぶ仮想線である。外縁結合線OLeは、遠表示光37の光路の最外縁を示す仮想線である。 The reference center line OLc is a virtual line connecting the center Ce of the eyebox EB and the center Cf of the far display area 63 on the virtual plane VP. The far edge ray OLf is a virtual line connecting the center Ce of the eyebox EB and the end 63e of the far display area 63 on the virtual plane VP. The near-outer edge ray OLn is a virtual line that connects the center Ce of the eyebox and the edge 62e of the near display area 62 on the virtual plane VP. The outer edge connecting line OLe is formed between the ends 63e and 61e of the far viewing area 63 and the eyebox EB that are on the same side (the left side in FIG. 3) with respect to the reference center line OLc on the virtual plane VP. is a virtual line connecting The outer edge coupling line OLe is a virtual line indicating the outermost edge of the optical path of the far display light 37 .

以上の仮想面VPには、上述の遠画角ωfc及び近画角ωncがさらに定義できる。遠画角ωfcは、遠外縁光線OLfと基準中心線OLcとの間に規定される角度である。遠画角ωfcは、遠表示域63の水平方向における全画角の半値となる。近画角ωncは、近外縁光線OLnと基準中心線OLcとの間に規定される角度である。近画角ωncは、近表示域62の水平方向における全画角の半値となる。近表示域62の端部62eは、遠外縁光線OLfよりも外側に位置しており、具体的には、外縁結合線OLe上に位置している。そのため、近画角ωncは、遠画角ωfcよりも大きな値となっている。 The above-described far angle of view ωfc and near angle of view ωnc can be further defined on the virtual plane VP. The far angle of view ωfc is the angle defined between the far edge ray OLf and the reference center line OLc. The far angle of view ωfc is half the total angle of view of the far display area 63 in the horizontal direction. The near angle of view ωnc is an angle defined between the near edge ray OLn and the reference centerline OLc. The near angle of view ωnc is half the full angle of view of the near display area 62 in the horizontal direction. An end portion 62e of the near display area 62 is positioned outside the far outer edge ray OLf, and more specifically, is positioned on the outer edge coupling line OLe. Therefore, the near angle of view ωnc has a larger value than the far angle of view ωfc.

尚、仮想面VP上におけるアイボックスEB及び結像面60は、基準中心線OLcに対し左右対称である。故に、図3にて基準中心線OLcの左側に規定された遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn及び外縁結合線OLeは、基準中心線OLcの右側に規定されてよい。同様に、遠画角ωfc及び近画角ωncも、基準中心線OLcの右側に規定されてよい。 The eyebox EB and the imaging plane 60 on the virtual plane VP are symmetrical with respect to the reference center line OLc. Therefore, the far outer edge ray OLf, the near outer edge ray OLn, and the outer edge coupling line OLe defined on the left side of the reference center line OLc in FIG. 3 may be defined on the right side of the reference center line OLc. Similarly, the far angle of view ωfc and the near angle of view ωnc may also be defined on the right side of the reference center line OLc.

ここまで説明したHUD装置100において、拡大光学素子40、防塵カバー53及び投影窓51等の物理的なサイズは、遠表示光37の光路を基準に設定される。特に、防塵カバー53及び投影窓51のサイズSaは、遠表示光37の光路を遮蔽しないように、当該光路の最外縁を示す外縁結合線OLeを避けるようにして、決定される。 In the HUD device 100 described so far, the physical sizes of the magnifying optical element 40, the dustproof cover 53, the projection window 51, etc. are set based on the optical path of the far display light 37. FIG. In particular, the size Sa of the dustproof cover 53 and the projection window 51 is determined so as not to block the optical path of the far display light 37 and to avoid the outer edge coupling line OLe indicating the outermost edge of the optical path.

そのため、仮に近画角ωncを遠画角ωfcと同じにした場合、近表示域62(下縁60aの端部)と外縁結合線OLeとの間には、拡張代Wexが発生する。この拡張代Wexは、アイボックス半値EBh、遠表示距離Lf及び近表示距離Lnに基づき、下記の数式(1)によって求めることができる。

Figure 0007110968000001
尚、上記の数式(1)にて、アイボックス半値EBhは、上述のアイボックスEBにおける全幅の半分の値である。遠表示距離Lfは、基準中心線OLcに沿ったアイボックスEB及び上縁60b間の距離であり、近表示距離Lnは、基準中心線OLcに沿ったアイボックスEB及び下縁60a間の距離である。 Therefore, if the near angle of view ωnc is the same as the far angle of view ωfc, an expansion allowance Wex is generated between the near display area 62 (the end of the lower edge 60a) and the outer edge coupling line OLe. This expansion margin Wex can be obtained by the following formula (1) based on the eyebox half value EBh, the far display distance Lf, and the near display distance Ln.
Figure 0007110968000001
In the above formula (1), the eyebox half value EBh is a value that is half the full width of the eyebox EB. The far viewing distance Lf is the distance between the eyebox EB and the upper edge 60b along the reference centerline OLc, and the near viewing distance Ln is the distance between the eyebox EB and the lower edge 60a along the reference centerline OLc. be.

そして、近画角ωncを遠画角ωfcと同じ角度に仮定した場合の近表示域62の横幅半値Wbは、下記の数式(2)によって算出される。

Figure 0007110968000002
The half width Wb of the near display area 62 when the near field angle ωnc is assumed to be the same angle as the far field angle ωfc is calculated by the following formula (2).
Figure 0007110968000002

以上により、近表示域62の片側における横幅Wnは、下記の数式(3)に示すサイズまで拡大可能である。即ち、近画角ωncは、近表示域62の片側が横幅Wn以下となる値まで、遠画角ωfcよりも大きくすることができる。そして、近画角ωncの拡大によっても、近表示光27の光路は、遠表示光37の光路内に収まり得る。故に、筐体50、防塵カバー53及び拡大光学素子40を変えることなく、近表示域62の表示画角を広げることができる。

Figure 0007110968000003
As described above, the width Wn on one side of the near display area 62 can be increased up to the size shown in the following formula (3). That is, the near field angle ωnc can be made larger than the far field angle ωfc until one side of the near display area 62 is equal to or less than the horizontal width Wn. Also, the optical path of the near display light 27 can be accommodated within the optical path of the far display light 37 by increasing the near angle of view ωnc. Therefore, the display angle of view of the near display area 62 can be widened without changing the housing 50 , the dustproof cover 53 and the magnifying optical element 40 .
Figure 0007110968000003

こうした表示画角の拡大効果が、図7に示す具体的な数値例に示されている。図7の数値例では、一例として、遠表示距離Lfが15mに設定され、近表示距離Lnが2mに設定されている。さらに、アイボックスEBの幅は、上述の150mmに設定されている。 Such an effect of widening the display angle of view is shown in concrete numerical examples shown in FIG. In the numerical example of FIG. 7, as an example, the far display distance Lf is set to 15 m, and the near display distance Ln is set to 2 m. Furthermore, the width of the eyebox EB is set to 150 mm as described above.

遠表示域63の水平画角(遠画角ωfcの2倍に相当)が20°である場合、近表示域62の水平画角(近画角ωncの2倍に相当)は、23.6°となる。また、遠表示域63の水平画角が15°である場合、近表示域62の水平画角は、18.6°まで拡大できる。さらに、遠表示域63の水平画角が12°である場合、近表示域62の水平画角は、15.7°まで拡大できる。同様に、遠表示域63の水平画角が10°である場合、近表示域62の水平画角は13.7°まで確保でき、遠表示域63の水平画角が8°である場合、近表示域62の水平画角は11.7°まで確保できる。 When the horizontal angle of view of the far display area 63 (corresponding to twice the far angle of view ωfc) is 20°, the horizontal angle of view of the near display area 62 (corresponding to twice the near angle of view ωnc) is 23.6. °. Further, when the horizontal angle of view of the far display area 63 is 15°, the horizontal angle of view of the near display area 62 can be increased to 18.6°. Furthermore, when the horizontal angle of view of the far display area 63 is 12°, the horizontal angle of view of the near display area 62 can be increased to 15.7°. Similarly, when the horizontal angle of view of the far viewing area 63 is 10°, the horizontal viewing angle of the near viewing area 62 can be secured up to 13.7°, and when the horizontal viewing angle of the far viewing area 63 is 8°, The horizontal angle of view of the near display area 62 can be secured up to 11.7°.

ここまで説明したように、第一実施形態では、近表示域62が遠表示域63よりもウィンドシールドWSに近いため、近画角ωncを遠画角ωfcより大きくしても、近表示光27の光路は、遠表示光37の光路からはみ出し難い。故に、光路を区画している筐体50の体格を維持しつつ、近画角ωncを遠画角ωfcよりも大きく確保して、近表示域62を広げることが可能になる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置100が実現される。 As described above, in the first embodiment, since the near display area 62 is closer to the windshield WS than the far display area 63, the near display light 27 is is less likely to protrude from the optical path of the far display light 37 . Therefore, it is possible to widen the near display area 62 by ensuring that the near angle of view ωnc is larger than the far angle of view ωfc while maintaining the size of the housing 50 that defines the optical path. Therefore, the HUD device 100 capable of enlarging the display area of the virtual image while avoiding an increase in size is realized.

加えて第一実施形態での近表示域62の端部62eは、外縁結合線OLe上から内側に位置している。こうした光学設計であれば、近表示光27の光路は、遠表示光37の光路内に確実に収まり得る。故に、筐体50内の光路を拡張する必要がなくなるため、HUD装置100の大型化は、いっそう生じ難くなる。さらに、近表示域62の端部62eを外縁結合線OLe上に位置させれば、光路拡張を回避可能な範囲で、近表示域62は、最大限拡大され得る。 In addition, the end portion 62e of the near display area 62 in the first embodiment is positioned inside from the outer edge coupling line OLe. With such an optical design, the optical path of the near display light 27 can reliably fit within the optical path of the far display light 37 . Therefore, since there is no need to extend the optical path in the housing 50, it becomes more difficult for the HUD device 100 to become larger. Furthermore, by locating the end 62e of the near display area 62 on the outer edge coupling line OLe, the near display area 62 can be maximized within a range where expansion of the optical path can be avoided.

また第一実施形態では、水平面に沿った近画角ωncが、水平面に沿った遠画角ωfcよりも大きくされているため、近表示域62は、左右方向に拡大され得る。以上によれば、HUD装置100は、ワイド化された近表示域62を活用し、近虚像29によって提示する情報量を増やすことができる。 Further, in the first embodiment, since the near field angle ωnc along the horizontal plane is set larger than the far field angle ωfc along the horizontal plane, the near display area 62 can be expanded in the horizontal direction. According to the above, the HUD device 100 can utilize the widened near display area 62 and increase the amount of information presented by the near virtual image 29 .

さらに第一実施形態では、近表示域62から遠表示域63へと距離を連続的に変化させる結像面60が規定されている。こうした形態では、一つのLCDプロジェクタ20を用いて、近虚像29及び遠虚像39の両方が表示可能である。そのためHUD装置100は、近虚像29及び遠虚像39の表示に別々の表示器を用いる形態よりも、小型化可能になる。 Furthermore, in the first embodiment, the imaging plane 60 is defined such that the distance continuously changes from the near display area 62 to the far display area 63 . In such a configuration, one LCD projector 20 can be used to display both the near virtual image 29 and the far virtual image 39 . Therefore, the HUD device 100 can be made smaller than a form using separate displays for displaying the near virtual image 29 and the far virtual image 39 .

加えて第一実施形態での結像面60は、鉛直面よりも水平面に近い傾斜姿勢とされている。故に、近表示域62及び遠表示域63の両方が結像面60に含まれていても、遠虚像39及び近虚像29の距離差が確保され得る。その結果、近表示域62の拡張代Wexも、いっそう確保され易くなる(数式(1)参照)。 In addition, the imaging plane 60 in the first embodiment is inclined toward the horizontal plane rather than the vertical plane. Therefore, even if both the near display area 62 and the far display area 63 are included in the imaging plane 60, the distance difference between the far virtual image 39 and the near virtual image 29 can be secured. As a result, the extension margin Wex of the near display area 62 is also more likely to be secured (see formula (1)).

また第一実施形態では、結像面60の下側に近表示域62が配置され、結像面60の上側に遠表示域63が配置されている。故に、HUD装置100は、アイポイントEPからの俯角が概ねゼロ近傍となる範囲に遠虚像39をAR表示させて、運転者に情報を分かり易く提示できる。 Further, in the first embodiment, the near display area 62 is arranged below the imaging plane 60 and the far display area 63 is arranged above the imaging plane 60 . Therefore, the HUD device 100 can AR-display the distant virtual image 39 in a range where the depression angle from the eye point EP is approximately zero, thereby presenting information to the driver in an easy-to-understand manner.

尚、第一実施形態では、ウィンドシールドWSが「投影部材」に相当し、LCDプロジェクタ20が「表示器」に相当し、近表示光27及び遠表示光37が「表示光」に相当し、近虚像29及び遠虚像39が「虚像」に相当する。 In the first embodiment, the windshield WS corresponds to the "projection member", the LCD projector 20 corresponds to the "display", the near display light 27 and the far display light 37 correspond to the "display light", The near virtual image 29 and the far virtual image 39 correspond to "virtual images".

(第二実施形態)
図8~図12に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態によるHUD装置200は、図8及び図9に示すように、拡大光学素子40、表示制御回路90及び筐体50等の構成に加えて、第一プロジェクタ220及び第二プロジェクタ230を備えている。第一プロジェクタ220及び第二プロジェクタ230は、第一実施形態のLCDプロジェクタ20(図1参照)に替わる表示器として、HUD装置200に設けられており、表示制御回路90によって制御される。
(Second embodiment)
The second embodiment of the present disclosure, shown in FIGS. 8-12, is a modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 8 and 9, the HUD device 200 according to the second embodiment includes a first projector 220 and a second projector 230 in addition to the configurations of the magnifying optical element 40, the display control circuit 90, the housing 50, and the like. I have. The first projector 220 and the second projector 230 are provided in the HUD device 200 as display devices replacing the LCD projector 20 (see FIG. 1) of the first embodiment, and are controlled by the display control circuit 90 .

第一プロジェクタ220は、近表示像26を表示する表示面223を有している。第一プロジェクタ220は、凸面鏡41の後方に位置し、表示面223を凹面鏡42へ向けた姿勢にて、筐体50に固定されている。第一プロジェクタ220は、表示面223を形成するLCDパネル221と、表示面223を透過照明するバックライト222等とによって構成されている。表示面223から射出される近表示光27は、凸面鏡41に形成された透過部41aを透過し、凹面鏡42に入射する。 The first projector 220 has a display surface 223 that displays the near display image 26 . The first projector 220 is positioned behind the convex mirror 41 and fixed to the housing 50 with the display surface 223 facing the concave mirror 42 . The first projector 220 is composed of an LCD panel 221 that forms a display surface 223, a backlight 222 that illuminates the display surface 223, and the like. The near display light 27 emitted from the display surface 223 is transmitted through the transmitting portion 41 a formed on the convex mirror 41 and enters the concave mirror 42 .

第二プロジェクタ230は、遠表示像36を表示する表示面233を有している。第二プロジェクタ230は、表示面233を凸面鏡41へ向けた姿勢にて、筐体50に固定されている。第二プロジェクタ230は、表示面233を形成するLCDパネル231と、表示面233を透過照明するバックライト232等とによって構成されている。表示面233から射出される遠表示光37は、凸面鏡41の凸状反射面によって反射され、凹面鏡42に入射する。 The second projector 230 has a display surface 233 that displays the far display image 36 . The second projector 230 is fixed to the housing 50 with the display surface 233 facing the convex mirror 41 . The second projector 230 is composed of an LCD panel 231 that forms a display surface 233, a backlight 232 that illuminates the display surface 233, and the like. The far display light 37 emitted from the display surface 233 is reflected by the convex reflecting surface of the convex mirror 41 and enters the concave mirror 42 .

図8及び図10に示すように、HUD装置200での近表示域62は、投影領域PA及び拡大光学素子40による表示面223の拡大反射像である。同様に、遠表示域63は、投影領域PA及び拡大光学素子40による表示面233の拡大反射像である。故に、HUD装置200での近表示域62及び遠表示域63は、前景中にて互いに独立した位置に設定されている。近表示域62及び遠表示域63は、アイボックスEBに沿った鉛直姿勢となっている。 As shown in FIGS. 8 and 10 , the near display area 62 in the HUD device 200 is an enlarged reflected image of the display surface 223 by the projection area PA and the enlargement optical element 40 . Similarly, the far display area 63 is an enlarged reflected image of the display surface 233 by the projection area PA and the magnifying optical element 40 . Therefore, the near display area 62 and the far display area 63 in the HUD device 200 are set at mutually independent positions in the foreground. The near display area 62 and the far display area 63 are in a vertical orientation along the eyebox EB.

HUD装置200では、近表示域62が、遠表示域63の中心に対して、下側且つ左側にずれて位置している。そして、アイボックスEBの中央Ce(図11参照)から見たとき、左側及び下側において、それぞれの近画角ωnc1,ωnc2が遠画角ωfc1,ωfc2よりも大きくされている(図11及び図12参照)。そのため、近表示域62の下縁62aは、遠表示域63の下縁63aよりも下方に視認される。近表示域62の左縁62cは、遠表示域63の左縁63cよりも左方に視認される。 In the HUD device 200 , the near display area 62 is positioned below and to the left with respect to the center of the far display area 63 . When viewed from the center Ce (see FIG. 11) of the eyebox EB, the near field angles .omega.nc1 and .omega.nc2 are set larger than the far field angles .omega.fc1 and .omega.fc2 on the left side and the bottom side (FIG. 11 and FIG. 11). 12). Therefore, the lower edge 62 a of the near display area 62 is visible below the lower edge 63 a of the far display area 63 . The left edge 62c of the near display area 62 is visible to the left of the left edge 63c of the far display area 63. FIG.

以上の構成において、アイボックスEBと交差(直交)する仮想の水平面及び鉛直面が、それぞれ水平仮想面VP1及び鉛直仮想面VP2として定義される。水平仮想面VP1には、近表示域62及び遠表示域63が、水平仮想面VP1と直交する鉛直方向に沿って投影される。図11に示す水平仮想面VP1への投影図は、近表示域62及び遠表示域63を含む横断面(図10 VP1参照)の断面図と概ね同一となる。 In the above configuration, a virtual horizontal plane and a vertical plane intersecting (perpendicular to) the eyebox EB are defined as a horizontal virtual plane VP1 and a vertical virtual plane VP2, respectively. A near display area 62 and a far display area 63 are projected onto the horizontal virtual plane VP1 along the vertical direction orthogonal to the horizontal virtual plane VP1. The projection view onto the horizontal virtual plane VP1 shown in FIG. 11 is substantially the same as the cross-sectional view of the cross section (see FIG. 10 VP1) including the near display area 62 and the far display area 63. FIG.

水平仮想面VP1には、第一実施形態と同様に、基準中心線OLc、遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn及び外縁結合線OLeが定義される。加えて、遠外縁光線OLfと基準中心線OLcとの間には水平方向での遠画角ωfc1が規定され、近外縁光線OLnと基準中心線OLcとの間には水平方向での近画角ωnc1が規定される。水平方向における近画角ωnc1は、遠画角ωfc1よりも大きな値となっている。近表示域62は、水平方向の拡張代Wex1を最大限利用し、左方の端部62eを外縁結合線OLe上に位置させている。このような水平方向の拡張代Wex1は、アイボックス半値EBh1、遠表示距離Lf及び近表示距離Lnに基づき、下記の数式(4)によって求めることができる。

Figure 0007110968000004
A reference center line OLc, a far outer edge ray OLf, a near outer edge ray OLn, and an outer edge coupling line OLe are defined on the horizontal virtual plane VP1 as in the first embodiment. In addition, a horizontal far angle of view ωfc1 is defined between the far outer edge ray OLf and the reference center line OLc, and a horizontal near angle of view is defined between the near outer edge ray OLn and the reference center line OLc. ωnc1 is defined. The near field angle ωnc1 in the horizontal direction has a larger value than the far field angle ωfc1. The near display area 62 makes maximum use of the horizontal expansion allowance Wex1, and positions the left end 62e on the outer edge connecting line OLe. Such a horizontal expansion margin Wex1 can be obtained by the following formula (4) based on the eyebox half value EBh1, the far display distance Lf and the near display distance Ln.
Figure 0007110968000004

さらに、アイボックスEBの右方の端部61e及び近表示域62の右方の端部62eを通過する近外縁光線OLn1と、アイボックスEBの左方の端部61e及び近表示域62の右方の端部62eを通過する近外縁光線OLn2とを、さらに定義する。近外縁光線OLn1と遠表示域63との交点を第一交点P1とすると、第一交点P1よりも左側の遠表示域63は、近表示域62によって遮蔽されて、運転者から視認不可となる範囲VA0となる。また、近外縁光線OLn2と遠表示域63との交点を第二交点P2とすると、第一交点P1及び第二交点P2の間は、片目でしか視認できない範囲VA1となる(図10のドット範囲も参照)。そして、第二交点P2よりも右側の近表示域62が、両目で視認できる範囲VA2となる。 Furthermore, the near outer edge ray OLn1 passing through the right end 61e of the eyebox EB and the right end 62e of the near display area 62, and the left end 61e of the eyebox EB and the right of the near display area 62 A near-edge ray OLn2 passing through the other end 62e is further defined. Assuming that the intersection point between the near-edge ray OLn1 and the far display area 63 is a first intersection point P1, the far display area 63 on the left side of the first intersection point P1 is shielded by the near display area 62 and is invisible to the driver. Range VA0. Further, if the intersection point of the near-outer edge ray OLn2 and the far display area 63 is defined as a second intersection point P2, the area between the first intersection point P1 and the second intersection point P2 becomes a range VA1 that can be visually recognized only with one eye (the dot range in FIG. 10 see also). Then, the near display area 62 on the right side of the second intersection point P2 becomes the range VA2 that can be visually recognized with both eyes.

一方、鉛直仮想面VP2には、近表示域62及び遠表示域63が、鉛直仮想面VP2に直交する左右方向に沿って投影される。図12に示す鉛直仮想面VP2への投影図は、近表示域62及び遠表示域63を含む縦断面(図10 VP2参照)での断面図と概ね同一となる。 On the other hand, a near display area 62 and a far display area 63 are projected onto the vertical virtual plane VP2 along the horizontal direction orthogonal to the vertical virtual plane VP2. The projection view onto the vertical virtual plane VP2 shown in FIG. 12 is substantially the same as the cross-sectional view of the vertical cross section (see FIG. 10 VP2) including the near display area 62 and the far display area 63. FIG.

鉛直仮想面VP2にも、水平仮想面VP1と同様に、基準中心線OLc、遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn及び外縁結合線OLeが定義される。遠外縁光線OLfは、鉛直仮想面VP2上にて、アイボックスEBの中央Ceと遠表示域63の下方の端部163eとを結ぶ仮想線である。近外縁光線OLnは、鉛直仮想面VP2上にて、アイボックスの中央Ceと近表示域62の下方の端部162eとを結ぶ仮想線である。外縁結合線OLeは、鉛直仮想面VP2上にて、遠表示域63及びアイボックスEBの各下方の端部163e,161e同士を結ぶ仮想線である。 Similarly to the horizontal virtual plane VP1, a reference center line OLc, a far outer edge ray OLf, a near outer edge ray OLn, and an outer edge coupling line OLe are also defined on the vertical virtual plane VP2. The far edge ray OLf is a virtual line connecting the center Ce of the eyebox EB and the lower end 163e of the far display area 63 on the vertical virtual plane VP2. The near-edge ray OLn is a virtual line connecting the center Ce of the eyebox and the lower end 162e of the near display area 62 on the vertical virtual plane VP2. The outer edge connecting line OLe is an imaginary line that connects the lower ends 163e and 161e of the far viewing area 63 and the eyebox EB on the vertical imaginary plane VP2.

さらに、遠外縁光線OLfと基準中心線OLcとの間には鉛直方向での遠画角ωfc2が規定され、近外縁光線OLnと基準中心線OLcとの間には鉛直方向での近画角ωnc2が規定される。鉛直方向における近画角ωnc2は、遠画角ωfc2よりも大きな値となっている。近表示域62は、鉛直方向の拡張代Wex2を最大限利用し、下方の端部162eを外縁結合線OLe上に位置させている。このような鉛直方向の拡張代Wex2は、アイボックス半値EBh2、遠表示距離Lf及び近表示距離Lnに基づき、下記の数式(5)によって求めることができる。

Figure 0007110968000005
Further, a far angle of view ωfc2 in the vertical direction is defined between the far outer edge ray OLf and the reference center line OLc, and a near angle of view ωnc2 in the vertical direction is defined between the near outer edge ray OLn and the reference center line OLc. is defined. The near angle of view ωnc2 in the vertical direction is larger than the far angle of view ωfc2. The near display area 62 makes maximum use of the vertical expansion allowance Wex2, and positions the lower end 162e on the outer edge coupling line OLe. Such a vertical expansion margin Wex2 can be obtained by the following formula (5) based on the eyebox half value EBh2, the far display distance Lf, and the near display distance Ln.
Figure 0007110968000005

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、各近画角ωnc1,ωnc2を各遠画角ωfc1,ωfc2よりも大きく確保して、近表示域62を縦横に広げることが可能になる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置200が実現される。 In the second embodiment described so far, the same effects as in the first embodiment are obtained, and the near field angles ωnc1 and ωnc2 are secured larger than the far field angles ωfc1 and ωfc2, and the near display area 62 is vertically and horizontally can be expanded. Therefore, the HUD device 200 capable of enlarging the display area of the virtual image while avoiding an increase in size is realized.

加えて第二実施形態では、水平仮想面VP1にて、近表示域62の中央は、基準中心線に対して左側にずれて位置している。そして、基準中心線OLcの左側における近画角ωnc1が遠画角ωfc1よりも大きくされている。このように、近表示域62の中央を基準中心線OLcに対して特定側にずらす光学構成であれば、遠表示域63のうちで、近表示域62によって隠されることなく両目で視認可能となる範囲VA2が拡大する。以上によれば、拡大された表示面積のより広い範囲につて、良好な視認性が確保可能になる。 In addition, in the second embodiment, on the horizontal virtual plane VP1, the center of the near display area 62 is shifted to the left with respect to the reference center line. The near angle of view ωnc1 on the left side of the reference center line OLc is made larger than the far angle of view ωfc1. Thus, with an optical configuration in which the center of the near display area 62 is shifted to a specific side with respect to the reference center line OLc, the far display area 63 can be viewed with both eyes without being hidden by the near display area 62. range VA2 is expanded. According to the above, good visibility can be ensured for a wider range of the enlarged display area.

また第二実施形態では、近表示域62が左方向だけでなく、下方向にも拡張される。こうした直交する2方向への近表示域62の拡張によれば、近虚像29の表示面積は、いっそう拡大可能となる。 Further, in the second embodiment, the near display area 62 is expanded not only in the left direction but also in the downward direction. By expanding the near display area 62 in two orthogonal directions, the display area of the near virtual image 29 can be further expanded.

尚、第二実施形態では、第一プロジェクタ220及び第二プロジェクタ230がそれぞれ「表示器」に相当する。また、水平仮想面VP1及び鉛直仮想面VP2がそれぞれ「仮想面」に相当する。 Incidentally, in the second embodiment, the first projector 220 and the second projector 230 each correspond to a "display device". Also, the horizontal virtual plane VP1 and the vertical virtual plane VP2 each correspond to a "virtual plane".

(第三実施形態)
図13~図16に示す本開示の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態の結像面360は、第一実施形態と同様に、近表示域62及び遠表示域63を共に含んでいる。結像面360でも、近表示域62から遠表示域63へと、ウィンドシールドからの距離が連続的に変わっている。結像面360は、鉛直面よりも水平面に近い傾斜姿勢とされており、上方へ向かうに従い、後方に大きく傾斜している。結像面360の幅は、上縁60bから下縁60aに向かうに従って拡大している。近表示域62は、結像面360の上側に位置し、上縁60bを含む範囲に規定されている。遠表示域63は、結像面360の下側に位置し、下縁60aを含む範囲に規定されている。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present disclosure, shown in FIGS. 13-16, is another variation of the first embodiment. The imaging plane 360 of the third embodiment includes both a near viewing zone 62 and a far viewing zone 63, as in the first embodiment. The imaging plane 360 also continuously changes in distance from the windshield from the near viewing area 62 to the far viewing area 63 . The imaging plane 360 has an inclined posture closer to the horizontal plane than the vertical plane, and is greatly inclined rearward as it goes upward. The width of the imaging plane 360 increases from the upper edge 60b toward the lower edge 60a. The near display area 62 is located above the imaging plane 360 and is defined in a range including the upper edge 60b. The far display area 63 is positioned below the imaging plane 360 and is defined to include the lower edge 60a.

以上の結像面360をアイボックスEBの中央Ceから見た場合、ウィンドシールドの近傍となる上縁60bが、下縁60aよりも長く視認される(図14参照)。また、アイボックスEBの左端から結像面360を見た場合、中央Ceから見たときよりも、結像面360は、下方の遠表示域63が上方の近表示域62に対し、左側に寄った形状に変形して視認される(図15参照)。一方、アイボックスEBの右端から結像面360を見た場合、中央Ceから見たときよりも、結像面360は、下方の遠表示域63が上方の近表示域62に対して右側に寄った形状に変形して視認される(図16参照)。 When the imaging plane 360 is viewed from the center Ce of the eyebox EB, the upper edge 60b near the windshield is visible longer than the lower edge 60a (see FIG. 14). Also, when the imaging plane 360 is viewed from the left end of the eyebox EB, the imaging plane 360 is such that the lower far display area 63 is to the left of the upper near display area 62 than when viewed from the center Ce. It is visually recognized as deformed into a closer shape (see FIG. 15). On the other hand, when the image plane 360 is viewed from the right end of the eyebox EB, the image plane 360 is such that the lower far display area 63 is to the right of the upper near display area 62 than when viewed from the center Ce. It is visually recognized as deformed into a closer shape (see FIG. 16).

ここまで説明した第三実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、防塵カバー及び投影窓等のサイズSaを維持したまま、拡張代Wex(数式(1)参照)の分だけ、近画角ωncを遠画角ωfcよりも大きく確保できる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置が実現される。 Even in the third embodiment described so far, the same effect as in the first embodiment is obtained, and while maintaining the size Sa of the dustproof cover and the projection window, etc. The angle of view ωnc can be ensured to be larger than the far angle of view ωfc. Therefore, a HUD device capable of enlarging the display area of a virtual image while avoiding an increase in size is realized.

加えて第三実施形態では、結像面360の上側に近表示域62が配置され、結像面360の下側に遠表示域63が配置されている。こうした近表示域62及び遠表示域63の配置でも、運転者への分かり易い情報提示が可能である。 In addition, in the third embodiment, the near display area 62 is arranged above the image plane 360 and the far display area 63 is arranged below the image plane 360 . Even with such an arrangement of the near display area 62 and the far display area 63, it is possible to present information to the driver in an easy-to-understand manner.

(第四実施形態)
図17及び図18に示す本開示の第四実施形態は、第二実施形態の変形例である。第四実施形態では、近虚像29を表示する近表示域62が、左右の二箇所に別々に設定されている。二つの近表示域62は、基準中心線OLcに対して左右対称に設けられている。アイボックスEBの中央Ceから見たとき、一方の近表示域62は、遠表示域63の中心に対して、下側且つ左側にずれて位置している。また他方の近表示域62は、遠表示域63の中心に対して、下側且つ右側にずれて位置している。そのため、各近表示域62の下縁62aは、遠表示域63の下縁63aよりも下方に視認される。加えて、左側の近表示域62の左縁62cは、遠表示域63の左縁63cよりも左方に視認され、右側の近表示域62の右縁62dは、遠表示域63の右縁63dよりも右方に視認される。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 17 and 18 is a modification of the second embodiment. In the fourth embodiment, the near display areas 62 for displaying the near virtual image 29 are separately set at two positions on the left and right. The two near display areas 62 are provided symmetrically with respect to the reference center line OLc. When viewed from the center Ce of the eyebox EB, one near display area 62 is positioned below and to the left with respect to the center of the far display area 63 . The other near display area 62 is positioned below and to the right with respect to the center of the far display area 63 . Therefore, the lower edge 62a of each near display area 62 is visible below the lower edge 63a of the far display area 63. As shown in FIG. In addition, the left edge 62c of the left near display area 62 is visible to the left of the left edge 63c of the far display area 63, and the right edge 62d of the right near display area 62 is visible to the right of the far display area 63. It is visually recognized to the right of 63d.

図18に示す水平仮想面VP1には、二つの近表示域62と一つの遠表示域63が鉛直方向に沿って投影されている。水平仮想面VP1には、基準中心線OLcに加えて、左右一対の遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn,OLn1,OLn2及び外縁結合線OLeが定義される。加えて、水平方向における遠画角ωfc1及び近画角ωnc1が、左右それぞれに規定される。 Two near display areas 62 and one far display area 63 are projected along the vertical direction on the horizontal virtual plane VP1 shown in FIG. In addition to the reference center line OLc, a pair of left and right far edge rays OLf, near edge rays OLn, OLn1, and OLn2, and an edge coupling line OLe are defined on the horizontal virtual plane VP1. In addition, a far angle of view ωfc1 and a near angle of view ωnc1 in the horizontal direction are defined on the left and right, respectively.

以上の光学構成において、遠表示域63における各第一交点P1の外側は、各近表示域62によって遮蔽される視認不可の範囲VA0となる。また、各近表示域62の内側であり、第一交点P1及び第二交点P2の各間には、片目でしか視認できない範囲VA1が生じる(図17のドット範囲も参照)。そして、二つの第二交点P2の間が、両目で視認できる範囲VA2となる。 In the above optical configuration, the outer side of each first intersection point P1 in the far display area 63 becomes an invisible range VA0 shielded by each near display area 62 . Also, a range VA1 visible only with one eye is generated inside each near display area 62 and between each of the first intersection point P1 and the second intersection point P2 (see also the dot range in FIG. 17). The area between the two second intersections P2 is the range VA2 that can be visually recognized with both eyes.

ここまで説明した第四実施形態では、左側の近表示域62は、水平方向の拡張代Wex1(数式(4)参照)を最大限利用し、左縁62c(端部62e)が左側の外縁結合線OLe上に位置するまで、左方に拡張されている。同様に、右側の近表示域62も、水平方向の拡張代Wex1を最大限利用し、右縁62d(端部62e)が右側の外縁結合線OLe上に位置するまで、右方に拡張されている。さらに、二つの近表示域62は、鉛直方向の拡張代Wex2(図12参照)もそれぞれ最大限利用し、下方への拡張を実現させている。 In the fourth embodiment described so far, the left near display area 62 makes maximum use of the horizontal expansion margin Wex1 (see Equation (4)), and the left edge 62c (end 62e) is the left outer edge coupling It is extended to the left until it lies on line OLe. Similarly, the right near display area 62 is also expanded rightward by making maximum use of the horizontal expansion margin Wex1 until the right edge 62d (end 62e) is positioned on the right outer edge connecting line OLe. there is Furthermore, the two near display areas 62 are extended downward by making maximum use of the vertical extension margin Wex2 (see FIG. 12).

以上によれば第四実施形態でも第二実施形態と同様の効果を奏し、防塵カバー及び投影窓等のサイズSaを維持したまま、各近画角ωnc1を遠画角ωfc1よりも大きく確保して、近表示域62を広げることが可能になる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置が実現される。 According to the above, the fourth embodiment has the same effects as the second embodiment, and each near angle of view ωnc1 is ensured to be larger than the far angle of view ωfc1 while maintaining the size Sa of the dustproof cover and the projection window. , the near viewing area 62 can be widened. Therefore, a HUD device capable of enlarging the display area of a virtual image while avoiding an increase in size is realized.

(第五実施形態)
図19及び図20に示す本開示の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態にて、近虚像29を表示する近表示域62は、アイボックスEBの中央Ceから見たとき、遠表示域63の下方に位置している。具体的には、近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の下縁63aよりも下方に視認される。加えて、近表示域62の左縁62cは、遠表示域63の左縁63cよりも左方に視認される。さらに、近表示域62の右縁62dは、遠表示域63の右縁63dよりも右方に視認される。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present disclosure, shown in FIGS. 19 and 20, is a modification of the fourth embodiment. In the fifth embodiment, the near display area 62 displaying the near virtual image 29 is positioned below the far display area 63 when viewed from the center Ce of the eyebox EB. Specifically, the upper edge 62b of the near display area 62 is visible below the lower edge 63a of the far display area 63 . In addition, the left edge 62c of the near display area 62 is visible to the left of the left edge 63c of the far display area 63. FIG. Furthermore, the right edge 62 d of the near display area 62 is visible to the right of the right edge 63 d of the far display area 63 .

図20に示す水平仮想面VP1には、近表示域62及び遠表示域63が、鉛直方向に沿って投影されている。水平仮想面VP1には、基準中心線OLcに加えて、左右一対の遠外縁光線OLf、近外縁光線OLn及び外縁結合線OLeが定義される。加えて、水平方向における遠画角ωfc1及び近画角ωnc1が、左右それぞれに規定される。 A near display area 62 and a far display area 63 are projected along the vertical direction on the horizontal virtual plane VP1 shown in FIG. In addition to the reference center line OLc, a pair of left and right far edge rays OLf, near edge rays OLn, and an edge coupling line OLe are defined on the horizontal virtual plane VP1. In addition, a far angle of view ωfc1 and a near angle of view ωnc1 in the horizontal direction are defined on the left and right, respectively.

ここまで説明した第五実施形態の近表示域62は、左右両側における水平方向の拡張代Wex1(数式(4)参照)を最大限利用し、左縁62c及び右縁62d(各端部62e)が左右の各外縁結合線OLe上に位置するまで、左右に拡張されている。故に、第四実施形態と同様の効果を奏し、防塵カバー及び投影窓等のサイズSaを維持したまま、左右の近画角ωnc1を遠画角ωfc1よりも大きく確保して、近表示域62を広げることが可能になる。したがって、大型化を避けつつ虚像の表示面積を拡大可能なHUD装置が実現される。 The near display area 62 of the fifth embodiment described so far makes maximum use of the horizontal expansion margin Wex1 (see formula (4)) on both the left and right sides, and the left edge 62c and the right edge 62d (each end 62e) are located on the left and right outer edge coupling lines OLe. Therefore, the same effect as in the fourth embodiment is obtained, and the near display area 62 is secured by ensuring the left and right near angle of view ωnc1 to be larger than the far angle of view ωfc1 while maintaining the size Sa of the dustproof cover and the projection window. can be expanded. Therefore, a HUD device capable of enlarging the display area of a virtual image while avoiding an increase in size is realized.

(他の実施形態)
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記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。
(Other embodiments)
A plurality of embodiments of the present disclosure have been described above, but the present disclosure is not to be construed as being limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments and combinations within the scope of the present disclosure. can do.

図21に示す上記第二実施形態の変形例1では、鉛直方向の拡張代Wex2(図12参照)を利用した近表示域62の下方への拡張が実施されていない。そのため、アイボックス中央から近虚像29及び遠虚像39を視認すると、上下方向における近表示域62の下縁62aの位置は、遠表示域63の下縁63aの位置と概ね一致している。 In Modified Example 1 of the second embodiment shown in FIG. 21, downward expansion of the near display area 62 using the vertical expansion margin Wex2 (see FIG. 12) is not performed. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are viewed from the center of the eyebox, the position of the lower edge 62a of the near display area 62 and the position of the lower edge 63a of the far display area 63 in the vertical direction generally match.

一方で、変形例1でも、水平仮想面VP1における近画角ωnc1が遠画角ωfcよりも大きくされている(図11参照)。故に、近表示域62は、水平方向の拡張代Wex1(図11参照)を利用した左側への拡張により、遠表示域63の左縁63c(端部63e)よりも左側に、左縁62c(端部62e)を位置させている。 On the other hand, also in Modification 1, the near angle of view ωnc1 on the horizontal virtual plane VP1 is made larger than the far angle of view ωfc (see FIG. 11). Therefore, the near display area 62 is expanded to the left using the horizontal expansion margin Wex1 (see FIG. 11), so that the left edge 62c ( The end 62e) is positioned.

図22に示す上記第四実施形態の変形例2でも、鉛直方向の拡張代Wex2(図12参照)を利用した各近表示域62の下方への拡張が実施されていない。そのため、アイボックス中央から各近虚像29及び遠虚像39を視認すると、各近表示域62の下縁62aの位置は、遠表示域63の下縁63aの位置と概ね一致している。 In the modification 2 of the fourth embodiment shown in FIG. 22 as well, downward expansion of each near display area 62 using the vertical expansion allowance Wex2 (see FIG. 12) is not performed. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are visually recognized from the center of the eyebox, the position of the lower edge 62a of each near display area 62 substantially matches the position of the lower edge 63a of the far display area 63 .

一方で、変形例2でも、水平仮想面VP1における近画角ωnc1が、左右両側において、遠画角ωfcよりも大きくされている(図18参照)。故に、左側の近表示域62は、水平方向の拡張代Wex1(図18参照)を利用した左側への拡張により、遠表示域63の左縁63c(端部63e)よりも左側に、左縁62c(端部62e)を位置させている。同様に、右側の近表示域62も、拡張代Wex1を利用した右側への拡張により、遠表示域63の右縁63d(端部63e)よりも右側に、右縁62d(端部62e)を位置させている。 On the other hand, also in Modification 2, the near angle of view ωnc1 on the horizontal virtual plane VP1 is made larger than the far angle of view ωfc on both the left and right sides (see FIG. 18). Therefore, the left near display area 62 is extended to the left side using the horizontal extension margin Wex1 (see FIG. 18), and the left edge 62c (end 62e) is positioned. Similarly, the right near display area 62 is also expanded to the right using the expansion margin Wex1, so that the right edge 62d (end 62e) of the far display area 63 is positioned to the right of the right edge 63d (end 63e). are positioned.

図23に示す上記第五実施形態の変形例3では、水平方向の拡張代Wex1(図20参照)を最大限利用して、近表示域62は、左右両側に拡張されている。加えて変形例3では、鉛直方向の拡張代Wex2(図12参照)の一部のみを利用して、近表示域62は、下方向に拡張されている。即ち、鉛直仮想面VP2における近表示域62の下方の端部162eは、遠外縁光線OLfよりも外側(下側)であり、且つ、外縁結合線OLeの内側(上側)に位置している(図12参照)。以上により、アイボックス中央から各近虚像29及び遠虚像39を視認すると、近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の下縁63aよりも僅かに上方に位置している。 In Modified Example 3 of the fifth embodiment shown in FIG. 23, the near display area 62 is expanded to both the left and right sides by making maximum use of the horizontal expansion margin Wex1 (see FIG. 20). In addition, in Modification 3, the near display area 62 is expanded downward using only a portion of the vertical expansion margin Wex2 (see FIG. 12). That is, the lower end portion 162e of the near display area 62 on the vertical virtual plane VP2 is positioned outside (below) the far outer edge ray OLf and inside (upper) the outer edge coupling line OLe ( See Figure 12). As described above, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are viewed from the center of the eyebox, the upper edge 62b of the near display area 62 is located slightly above the lower edge 63a of the far display area 63. FIG.

図24に示す上記第五実施形態の変形例4では、水平方向の拡張代Wex1(図20参照)を利用した近表示域62の横方向の拡張が実施されていない。そのため、アイボックス中央から近虚像29及び遠虚像39を視認すると、近表示域62の左縁62c及び右縁62dの各位置は、遠表示域63の左縁63c及び右縁63dよりも、それぞれ内側に位置している。 In the modification 4 of the fifth embodiment shown in FIG. 24, the horizontal expansion of the near display area 62 using the horizontal expansion margin Wex1 (see FIG. 20) is not performed. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are visually recognized from the center of the eyebox, the positions of the left edge 62c and the right edge 62d of the near display area 62 are higher than the left edge 63c and the right edge 63d of the far display area 63, respectively. located inside.

一方で、変形例4では、鉛直方向の拡張代Wex2(図12参照)が部分的に利用されており、近表示域62は、下方向に拡張されている。変形例4でも、変形例3と同様に、鉛直仮想面VP2における近表示域62の下方の端部162eは、遠外縁光線OLfよりも外側(下側)であり、且つ、外縁結合線OLeの内側(上側)に位置している(図12参照)。そのため、近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の下縁63aよりも僅かに上方に位置している。 On the other hand, in Modification 4, the vertical extension margin Wex2 (see FIG. 12) is partially used, and the near display area 62 is extended downward. In Modified Example 4, as in Modified Example 3, the lower end portion 162e of the near display area 62 on the vertical virtual plane VP2 is outside (below) the far outer edge ray OLf, and is located on the outer edge coupling line OLe. It is located inside (upper side) (see FIG. 12). Therefore, the upper edge 62 b of the near display area 62 is positioned slightly above the lower edge 63 a of the far display area 63 .

図25及び図26に示す上記第二実施形態の別の変形例5,6にて、近表示域62は、遠表示域63の中心に対して、上側且つ左側にずれて位置している。図25に示す変形例5では、鉛直方向における拡張代は、近表示域62を上方へ拡張させるために利用されている。即ち、鉛直仮想面VP2における近表示域62の上方の端部162eは、遠外縁光線よりも外側(上側)であり、且つ、外縁結合線の内側(下側)に位置している。そのため、アイボックス中央から近虚像29及び遠虚像39を視認すると、近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の上縁63bよりも上方に位置している。 In modifications 5 and 6 of the second embodiment shown in FIGS. 25 and 26, the near display area 62 is positioned above and to the left with respect to the center of the far display area 63 . In Modified Example 5 shown in FIG. 25, the expansion margin in the vertical direction is used to expand the near display area 62 upward. That is, the upper end 162e of the near display area 62 on the vertical virtual plane VP2 is positioned outside (upper) the far outer edge ray and inside (lower) the outer edge coupling line. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are viewed from the center of the eyebox, the upper edge 62b of the near display area 62 is located above the upper edge 63b of the far display area 63. FIG.

一方で、図26に示す変形例6では、変形例5とは異なり、鉛直方向の拡張代を利用した近表示域62の上方への拡張が実施されていない。そのため、アイボックス中央から近虚像29及び遠虚像39を視認すると、近表示域62の上縁62bの位置は、遠表示域63の上縁63bの位置と概ね一致している。尚、変形例5,6の近表示域62は、水平方向の拡張代を利用した左側への拡張により、遠表示域63の左縁63cよりも左側に、左縁62cを位置させている。 On the other hand, in Modification 6 shown in FIG. 26, unlike Modification 5, the near display area 62 is not expanded upward using the vertical expansion allowance. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are visually recognized from the center of the eyebox, the position of the upper edge 62b of the near display area 62 substantially matches the position of the upper edge 63b of the far display area 63 . Note that the near display area 62 of Modifications 5 and 6 is expanded to the left using a horizontal expansion margin, so that the left edge 62c is positioned to the left of the left edge 63c of the far display area 63. FIG.

図27及び図28に示す上記第四実施形態の別の変形例7,8にて、左右の二箇所に別々に設けられる二つの近表示域62は、遠表示域63の中心に対して上側に位置している。図27に示す変形例7では、鉛直方向における拡張代は、各近表示域62をそれぞれ上方へ拡張させるために利用されている。そのため、アイボックス中央から各近虚像29及び遠虚像39を視認すると、各近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の上縁63bよりも上方に位置している。 In modifications 7 and 8 of the fourth embodiment shown in FIGS. 27 and 28, the two near display areas 62 separately provided on the left and right sides are arranged above the center of the far display area 63. located in In Modification 7 shown in FIG. 27, the expansion margin in the vertical direction is used to expand each near display area 62 upward. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are viewed from the center of the eyebox, the upper edge 62b of each near display area 62 is located above the upper edge 63b of the far display area 63. FIG.

一方で、図28に示す変形例8では、変形例7とは異なり、鉛直方向の拡張代を利用した各近表示域62の上方への拡張が実施されていない。そのため、アイボックス中央から近虚像29及び遠虚像39を視認すると、各近表示域62の上縁62bの位置は、遠表示域63の上縁63bの位置と概ね一致している。尚、変形例7,8にて、各左側の近表示域62は、水平方向の拡張代を利用した左側への拡張により、遠表示域63の左縁63cよりも左側に、左縁62cを位置させている。同様に、各右側の近表示域62は、水平方向の拡張代を利用した右側への拡張により、遠表示域63の右縁63dよりも右側に、右縁62dを位置させている。 On the other hand, in Modification 8 shown in FIG. 28, unlike Modification 7, each near display area 62 is not expanded upward using the vertical expansion allowance. Therefore, when the near virtual image 29 and the far virtual image 39 are visually recognized from the center of the eyebox, the position of the upper edge 62b of each near display area 62 and the position of the upper edge 63b of the far display area 63 substantially match. In Modifications 7 and 8, each left near display area 62 is expanded leftward using a horizontal expansion margin, so that the left edge 62c is positioned to the left of the left edge 63c of the far display area 63. are positioned. Similarly, each right near viewing zone 62 has right edge 62d located to the right of right edge 63d of far viewing zone 63 by rightward expansion using a horizontal expansion margin.

図29に示す上記第五実施形態の別の変形例9でも、近表示域62は、遠表示域63の中心に対して、上側に位置している。変形例9では、鉛直方向の拡張代の少なくとも一部を利用した近表示域62の上方向への拡張が実施されている。故に、近表示域62の上縁62bは、遠表示域63の上縁63bよりも上方に位置している。また変形例9では、水平方向の拡張代を最大限利用した近表示域62の左右両側への拡張が実施されている。そのため、近表示域62の左縁62c及び右縁62dは、遠表示域63の左縁63c及び右縁63dよりも、それぞれ左右の外側に位置している。 In another modified example 9 of the fifth embodiment shown in FIG. 29 as well, the near display area 62 is positioned above the center of the far display area 63 . In Modification 9, the near display area 62 is expanded upward using at least part of the vertical expansion margin. Therefore, the upper edge 62b of the near display area 62 is located above the upper edge 63b of the far display area 63. As shown in FIG. Further, in the ninth modification, the near display area 62 is expanded to both the left and right sides by making maximum use of the expansion margin in the horizontal direction. Therefore, the left edge 62c and the right edge 62d of the near display area 62 are positioned outside the left and right edges 63c and 63d of the far display area 63, respectively.

虚像を空中表示させるHUD装置の具体的な表示器(プロジェクタ)の構成は、適宜変更されてよい。例えば変形例10のHUD装置には、LCD及びバックライトに替えて、EL(Electro Luminescence)パネルが設けられている。さらに、ELパネルに替えて、プラズマディスプレイパネル、ブラウン管及びLED等の表示器を用いたプロジェクタがHUDには採用可能である。 The specific configuration of the display (projector) of the HUD device that displays the virtual image in the air may be changed as appropriate. For example, the HUD device of Modification 10 is provided with an EL (Electro Luminescence) panel instead of the LCD and the backlight. Furthermore, instead of the EL panel, a projector using a display device such as a plasma display panel, a cathode ray tube, and an LED can be used for the HUD.

また変形例11のHUD装置には、LCD及びバックライトに替えて、レーザモジュール(以下「LSM」)及びスクリーンが設けられている。LSMは、例えばレーザ光源及びMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)スキャナ等を含む構成である。スクリーンは、例えばマイクロミラーアレイ又はマイクロレンズアレイである。変形例11のHUD装置では、LSMから照射されるレーザ光の走査により、スクリーンに表示像が描画される。HUD装置は、スクリーンに描画された表示像を、拡大光学素子によってウィンドシールドに投影し、虚像を空中表示させる。 Further, the HUD device of Modification 11 is provided with a laser module (hereinafter "LSM") and a screen instead of the LCD and backlight. The LSM has a configuration including, for example, a laser light source and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) scanner. The screen is for example a micromirror array or a microlens array. In the HUD device of Modification 11, a display image is drawn on the screen by scanning laser light emitted from the LSM. A HUD device projects a display image drawn on a screen onto a windshield using a magnifying optical element to display a virtual image in mid-air.

また変形例12のHUD装置には、DLP(Digital Light Processing,登録商標)プロジェクタが設けられている。DLPプロジェクタは、多数のマイクロミラーが設けられたデジタルミラーデバイス(以下、「DMD」)と、DMDに向けて光を投射する投射光源とを有している。DLPプロジェクタは、DMD及び投射光源を連携させた制御により、表示像をスクリーンに描画する。さらに、変形例13のHUD装置では、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いたプロジェクタが採用されている。 Further, the HUD device of Modification 12 is provided with a DLP (Digital Light Processing, registered trademark) projector. A DLP projector has a digital mirror device (hereinafter “DMD”) provided with a large number of micromirrors and a projection light source that projects light toward the DMD. A DLP projector renders a display image on a screen through coordinated control of the DMD and the projection light source. Furthermore, the HUD device of Modification 13 employs a projector using LCOS (Liquid Crystal On Silicon).

上記実施形態の仮想面は、水平方向又は鉛直方向に沿って規定されていた。しかし、仮想面の姿勢は、水平方向又は鉛直方向に対して、僅かに傾斜した姿勢であってもよい。この場合でも、近表示域及び遠表示域は、仮想面に対して垂直方向に投影されることが望ましい。また、アイボックスが3次元形状に定義される場合、仮想面は、その前面と交差するように規定される。 The virtual planes in the above embodiments were defined along the horizontal or vertical direction. However, the orientation of the virtual plane may be slightly inclined with respect to the horizontal or vertical direction. Even in this case, it is desirable that the near display area and the far display area are projected in the direction perpendicular to the virtual plane. Also, if the eyebox is defined to be a three-dimensional shape, a virtual plane is defined to intersect its front surface.

近表示光及び遠表示光は、ウィンドシールドとは別の車載構成に投影されてもよい。例えば、ウィンドシールドとは別体で設けられたコンバイナが投影部材として採用可能である。また、近表示域及び遠表示域を共に含む結像面は、アイボックスに沿った鉛直姿勢であってもよい。 The near display light and the far display light may be projected onto an in-vehicle configuration separate from the windshield. For example, a combiner provided separately from the windshield can be employed as the projection member. Also, the imaging plane containing both the near and far display areas may be in a vertical orientation along the eyebox.

HUD装置は、車両以外の船舶、航空機、及び輸送機器等の移動体に、表示器として搭載されてよい。加えて、HUD装置による虚像表示は、運転者以外の乗員によって視認されてもよい。さらに、HUD装置は、レジャー施設等に設置されたアミューズメント機器等の非移動体に搭載され、アトラクション及びゲーム等の映像表示に利用されてもよい。 The HUD device may be mounted as a display on mobile objects other than vehicles, such as ships, aircraft, and transportation equipment. In addition, the virtual image display by the HUD device may be viewed by passengers other than the driver. Furthermore, the HUD device may be mounted on a non-moving object such as an amusement machine installed in a leisure facility or the like, and used to display images of attractions, games, and the like.

Ce アイボックスの中央、Cf 遠表示域の中央、EB アイボックス、OLc 基準中心線、OLe 外縁結合線、OLf 遠外縁光線、OLn 近外縁光線、VP 仮想面、VP1 水平仮想面(仮想面)、VP2 鉛直仮想面(仮想面)、WS ウィンドシールド(投影部材)、ωfc,ωfc1,ωfc2 遠画角、ωnc,ωnc1,ωnc2 近画角、20 LCDプロジェクタ(表示器)、220 第一プロジェクタ(表示器)、230 第二プロジェクタ(表示器)、27 近表示光(表示光)、29 近虚像(虚像)、37 遠表示光(表示光)、39 遠虚像(虚像)、50 筐体、60,360 結像面、62 近表示域、62e,162e 端部、63 遠表示域、63e,163e 端部、100,200 HUD装置(ヘッドアップディスプレイ装置) Ce center of eye box, Cf center of far view area, EB eye box, OLc reference center line, OLe outer edge coupling line, OLf far outer edge ray, OLn near outer edge ray, VP virtual plane, VP1 horizontal virtual plane (virtual plane), VP2 vertical virtual plane (virtual plane), WS windshield (projection member), ωfc, ωfc1, ωfc2 far angle of view, ωnc, ωnc1, ωnc2 near angle of view, 20 LCD projector (display), 220 first projector (display) ), 230 second projector (display), 27 near display light (display light), 29 near virtual image (virtual image), 37 far display light (display light), 39 far virtual image (virtual image), 50 housing, 60,360 Imaging plane 62 near display area 62e, 162e end 63 far display area 63e, 163e end 100, 200 HUD device (head-up display device)

Claims (10)

投影部材(WS)に表示光(27,37)を投影し、前記投影部材から互いに異なる距離にある遠表示域(63)及び近表示域(62)に、アイボックス(EB)から視認可能な前記表示光の虚像(29,39)を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示光として、前記近表示域に結像される近表示像(26)の近表示光と、前記遠表示域に結像される遠表示像の遠表示光とを射出する少なくとも一つの表示器(20,220,230)と、
前記表示器から射出される前記近表示光及び前記遠表示光を反射によって広げつつ前記投影部材に投影し、前記近表示域及び前記遠表示域を前記投影部材と共に規定する拡大光学素子(40)と、
前記投影部材の下方に位置する上面に投影窓(51)を形成し、前記表示器及び前記拡大光学素子を収容し、前記表示器から射出される前記表示光及び前記遠表示光について、前記拡大光学素子を経て、前記投影部材へ向けて射出されるまでの光路が内部に区画される筐体(50)と、を備え、
前記投影窓は、前記遠表示光の光路を遮蔽しないサイズとされ、
前記拡大光学素子及び前記表示器は、前記近表示光の光路を前記遠表示光の光路内に収めつつ、前記アイボックスから見た少なくとも一つの側において、前記近表示域の近画角(ωnc,ωnc1,ωnc2)前記遠表示域の遠画角(ωfc,ωfc1,ωfc2)よりも大きくするヘッドアップディスプレイ装置。
Projecting display light (27, 37) onto the projection member (WS) and visible from the eyebox (EB) into a far viewing zone (63) and a near viewing zone (62) at different distances from said projection member. A head-up display device that displays virtual images (29, 39) of the display light,
At least one display that emits , as the display light, near display light of a near display image (26) formed in the near display area and far display light of a far display image formed in the far display area. a vessel (20, 220, 230);
an enlarging optical element (40) projecting the near display light and the far display light emitted from the display onto the projection member while widening them by reflection, and defining the near display area and the far display area together with the projection member; When,
A projection window (51) is formed on an upper surface located below the projection member, and accommodates the display and the magnifying optical element , and the near display light and the far display light emitted from the display are a housing (50) in which an optical path is defined inside until it is emitted toward the projection member through the magnifying optical element ;
The projection window has a size that does not block the optical path of the far display light,
The magnifying optical element and the display have a near view angle (ωnc , ωnc1, ωnc2) larger than the far field angle (ωfc, ωfc1, ωfc2) of the far display area.
前記アイボックスと交差する仮想面(VP,VP1,VP2)に前記遠表示域及び前記近表示域を投影し、当該仮想面にて、前記アイボックスの中央(Ce)と前記遠表示域の中央(Cf)とを結ぶ仮想線を基準中心線(OLc)とし、前記アイボックスの中央と前記遠表示域の端部(62e,162e)を結ぶ仮想線を遠外縁光線(OLf)とし、前記アイボックスの中央と前記近表示域の端部(63e,163e)を結ぶ仮想線を近外縁光線(OLn)とすると、
前記拡大光学素子及び前記表示器は、前記近外縁光線と前記基準中心線との間に規定される前記近画角、前記遠外縁光線と前記基準中心線との間に規定される前記遠画角よりも大きくする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
projecting the far viewing area and the near viewing area onto a virtual plane (VP, VP1, VP2) that intersects with the eyebox, and projecting the center (Ce) of the eyebox and the center of the far viewing area on the virtual plane; (Cf) is defined as a reference center line (OLc); Assuming that the virtual line connecting the center of the box and the ends (63e, 163e) of the near display area is the near outer edge ray (OLn),
The magnifying optical element and the display adjust the near angle of view defined between the near peripheral ray and the reference center line to the far angle defined between the far peripheral ray and the reference center line. The head-up display device according to claim 1, wherein the angle of view is larger than the angle of view.
前記仮想面にて、前記遠表示域及び前記アイボックスの各端部のうちで前記基準中心線に対し同じ側にある端部同士を結ぶ仮想線を外縁結合線(OLe)とすると、
前記拡大光学素子及び前記表示器は、前記近表示域の端部、前記遠外縁光線よりも外側であり、且つ、前記外縁結合線上から内側に位置させる請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
If, on the virtual plane, an outer edge connecting line (OLe) is a virtual line that connects the ends of the far viewing area and the eyebox that are on the same side with respect to the reference center line,
3. The head-up display according to claim 2, wherein the magnifying optical element and the display position the end of the near display area outside the far edge ray and inside from the edge coupling line. Device.
前記拡大光学素子及び前記表示器は、
前記仮想面にて、前記近表示域の中央前記基準中心線に対して特定側にずれて位置させ
前記基準中心線の前記特定側における前記近画角前記遠画角よりも大きくする請求項2又は3に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
The magnifying optical element and the indicator are
Positioning the center of the near display area on the virtual plane so as to be shifted to a specific side with respect to the reference center line;
The head-up display device according to claim 2 or 3, wherein the near angle of view on the specific side of the reference center line is made larger than the far angle of view.
前記仮想面は、前記遠表示域及び前記近表示域が鉛直方向に投影される水平面であり、
前記拡大光学素子及び前記表示器は、水平面に沿った前記近画角前記遠画角よりも大きくする請求項2~4のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
the virtual plane is a horizontal plane on which the far display area and the near display area are projected in a vertical direction;
The head-up display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the magnifying optical element and the display make the near angle of view along the horizontal plane larger than the far angle of view.
前記仮想面は、前記遠表示域及び前記近表示域が水平方向に投影される鉛直面であり、
前記拡大光学素子及び前記表示器は、鉛直面に沿った前記近画角前記遠画角よりも大きくする請求項2~4のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
the virtual plane is a vertical plane on which the far display area and the near display area are projected in a horizontal direction;
The head-up display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the magnifying optical element and the display make the near angle of view along the vertical plane larger than the far angle of view.
前記表示器は、前記近表示域から前記遠表示域へと前記投影部材からの距離が連続的に変わる結像面(60,360)、を規定する請求項1~6のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 7. A display according to any preceding claim, wherein said display defines an imaging plane (60, 360) whose distance from said projection member varies continuously from said near viewing zone to said far viewing zone. A head-up display device as described. 前記結像面は、鉛直面よりも水平面に近い傾斜姿勢である請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 8. The head-up display device according to claim 7, wherein the imaging plane has an inclined posture closer to the horizontal plane than to the vertical plane. 前記近表示域は、前記結像面の下側に位置する請求項7又は8に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 7 or 8, wherein the near display area is located below the imaging plane. 前記近表示域は、前記結像面の上側に位置する請求項7又は8に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 7 or 8, wherein the near display area is located above the imaging plane.
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