JP2023055057A - image projection device - Google Patents
image projection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023055057A JP2023055057A JP2021164153A JP2021164153A JP2023055057A JP 2023055057 A JP2023055057 A JP 2023055057A JP 2021164153 A JP2021164153 A JP 2021164153A JP 2021164153 A JP2021164153 A JP 2021164153A JP 2023055057 A JP2023055057 A JP 2023055057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- projection device
- unit
- image projection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 50
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像投影装置に関し、特に虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来から、車両内に各種情報を表示する装置として、アイコンを点灯表示する計器盤が用いられている。また、表示する情報量の増加とともに、計器盤に画像表示装置を埋め込むことや、計器盤全体を画像表示装置で構成することも提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for displaying various types of information in a vehicle, a dashboard that displays icons by lighting has been used. In addition, as the amount of information to be displayed increases, it has been proposed to embed an image display device in the instrument panel or to configure the entire instrument panel with an image display device.
しかし、計器盤は車両のフロントガラス(ウィンドシールド)より下方に位置しているため、計器盤に表示された情報を運転者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があるため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転者が車両の前方を視認したときに情報を読み取れるようにするヘッドアップディスプレイ(以下HUD:Head Up Display)も提案されている(例えば、特許文献1,2を参照)。 However, since the instrument panel is located below the vehicle's windshield (windshield), it is necessary for the driver to move his or her line of sight downward while driving in order to see the information displayed on the instrument panel. I don't like it because Therefore, a head-up display (hereinafter referred to as HUD: Head Up Display) has been proposed that projects an image onto the windshield so that the driver can read information when looking ahead of the vehicle (for example, Patent Document 1). , 2).
図6は、従来から提案されているHUD装置1を用いた情報提示方法を示す模式図であり、図6(a)は車両内部の装置配置を示し、図6(b)はメータ部2に表示される計器類画像2aを示し、図6(c)は虚像3として投影される補助的画像3aを示している。従来の情報提示方法では、HUD装置1とは別にメータ部2を車両内に設置しておき、虚像3をウィンドシールド4を介してHUD装置1から投影する。ここで、法規で定められた計器類についてはメータ部2で計器類画像2aとして表示する。また、運転を支援するための補助的画像3aは虚像3として投影している。近年では、メータ部2として液晶表示装置などを用いて計器類の意匠性を向上させたものも提案されている。
6A and 6B are schematic diagrams showing an information presentation method using a conventionally proposed
図6に示したように、車両の走行中には、水平方向から数度(図6中では4度)下方に虚像3が投影されるため、運転者5が補助的な情報を視認するための視線移動を小さくすることができる。また、さらに下方(図6中では20度)に視線を移動することで、メータ部2に表示された計器類を良好に視認することができる。しかし従来技術では、HUD装置1とメータ部2とをそれぞれ車両のインストルメントパネル内に配置する必要があるため、省スペース化を図ることが困難であった。また、メータ部2を設置する位置は、運転者5が良好に視認できる位置に必然的に定まるため、HUD装置1を配置する際の設計自由度が低いという問題があった。
As shown in FIG. 6, while the vehicle is running, the
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、計器類を表示し、かつ補助的画像を虚像として投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能な画像投影装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to save space and improve the degree of design freedom while displaying instruments and projecting an auxiliary image as a virtual image. It is an object of the present invention to provide an image projection device that is
上記課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、虚像を表示するための表示部に対して投影画像を照射する画像投影装置であって、画像を照射する画像照射部と、前記画像を照射する光を少なくとも第1画像光と第2画像光に分岐する光分岐部と、前記表示部を介して前記第1画像光を前記投影画像として視点方向に照射する第1光学部と、前記表示部を介さずに前記第2画像光を前記視点方向に照射する第2光学部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image projection device according to the present invention is an image projection device for irradiating a projection image onto a display unit for displaying a virtual image, comprising: an image irradiating unit for irradiating an image; a light splitting unit that splits the light that irradiates the light into at least a first image light and a second image light; a first optical unit that irradiates the first image light as the projected image in a viewpoint direction through the display unit; and a second optical unit that irradiates the second image light in the viewpoint direction without passing through the display unit.
このような本発明の画像投影装置では、画像照射部から照射された画像を光分岐部で第1画像光と第2画像光に分岐し、第1画像光を第1光学部で表示部を介して照射し、第2画像光を第2光学部で表示部を介さずに照射する。これにより、第2画像光で計器類を表示し、かつ補助的画像を投影画像(虚像)として第1画像光で投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能である。 In such an image projection apparatus of the present invention, an image emitted from the image irradiation section is split into the first image light and the second image light by the light splitting section, and the first image light is transmitted to the display section by the first optical section. The second image light is emitted by the second optical section without passing through the display section. As a result, it is possible to display instruments with the second image light and project an auxiliary image (virtual image) as a projection image (virtual image) with the first image light, while achieving space saving and an improvement in design freedom. be.
また、本発明の一態様では、前記光分岐部は、前記画像照射部から照射される光の一部の経路上に配置されたプリズムを備える。 Further, in one aspect of the present invention, the light branching section includes a prism arranged on a path of part of the light emitted from the image irradiation section.
また、本発明の一態様では、前記プリズムは、前記第2光学部の一部を構成する。 Moreover, in one aspect of the present invention, the prism constitutes a part of the second optical section.
また、本発明の一態様では、前記プリズムは、前記第1光学部の一部を構成する。 Moreover, in one aspect of the present invention, the prism constitutes a part of the first optical section.
また、本発明の一態様では、前記プリズムは、赤外光吸収材料を含有する。 Moreover, in one aspect of the present invention, the prism contains an infrared light absorbing material.
また、本発明の一態様では、前記第2光学部は、前記第2画像光を円偏光に変換する位相差フィルムを備える。 In one aspect of the present invention, the second optical section includes a retardation film that converts the second image light into circularly polarized light.
また、本発明の一態様では、前記第2光学部は、背面に前記第2画像光が照射される透過型スクリーンを備える。 Moreover, in one aspect of the present invention, the second optical section includes a transmissive screen having a rear surface irradiated with the second image light.
また、本発明の一態様では、前記第2光学部は、前記第2画像光を拡大して照射する拡大光学部を含む。 In one aspect of the invention, the second optical section includes an enlarging optical section that magnifies and irradiates the second image light.
本発明では、計器類を表示し、かつ補助的画像を虚像として投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能な画像投影装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an image projection device capable of saving space and improving the degree of design freedom while displaying instruments and projecting an auxiliary image as a virtual image.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本実施形態に係る画像投影装置100の構成を示す模式図である。図1に示すように画像投影装置100は、画像照射部10と、光分岐部20と、反射鏡31と、自由曲面ミラー32と、自由曲面ミラー33と、直接表示部40と、外光カットフィルタ50を備えており、ウィンドシールド(表示部)60を介して虚像70を投影する。また、画像投影装置100は、各部と情報通信可能に接続されて、各部を制御する制御部を備えている(図示省略)。制御部の構成は限定されないが、一例として情報処理を行うためのCPU(Central Processing Unit)や、メモリ装置、記録媒体、情報通信装置等を備えるものが挙げられる。制御部は、予め定められたプログラムに従って各部の動作を制御し、画像を含んだ情報(画像情報)を画像照射部10に送出する。
(First embodiment)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent constituent elements, members, and processes shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and duplication of description will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
画像照射部10は、制御部からの画像情報に基づいて、画像を含んだ光照射する部分である。画像照射部10の具体的構成は限定されず、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置、レーザ光源と光変調素子の組み合わせ等の従来公知のものを用いることができる。図1に示した例では、液晶表示装置の背面側から発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)により光を照射するものを用いている。後述するように、画像照射部10は、第1画像と第2画像をそれぞれ表示する第1領域11と第2領域12を含んで構成されている。
The
光分岐部20は、画像照射部10から照射される画像の光を分岐する光学部材であり、少なくとも第1領域11で表示される第1画像を第1画像光とし、第2領域12で表示される第2画像を第2画像光として分岐する。光分岐部20は光を分岐する光学部材であれば構造は限定されず、プリズムを用いるとしてもよく、反射鏡で光の入射角と反射角を異ならせる等の手法を用いるとしてもよい。図1に示した例では光分岐部20としてプリズムを用い、プリズムを画像照射部10の第2領域に重ねて配置している。したがって、第1領域11から照射された第1画像光は反射鏡31に到達し、第2領域12から照射された第2画像光は光分岐部20によって第1画像光とは異なる経路で自由曲面ミラー33に到達する。
The
ここで、光分岐部20を画像照射部10に重ねて配置するとは、平面視において光分岐部20を配置した領域が画像照射部10の画像表示領域と重複することを意味している。また、光分岐部20と画像照射部10が接触している場合も非接触の場合も重ねて配置に含まれるものとする。また、光分岐部20と画像照射部10の間に光を透過する光学部材や、両者の間隔を維持するための保持部材を介在させている場合も、重ねて配置に含まれる。
Here, arranging the
反射鏡31は、画像照射部10から照射された第1画像光が入射し、第1画像光を自由曲面ミラー32方向に反射する光学部材である。図1に示した例では、反射鏡31として平板状のミラーを示しているが、第1画像光を虚像70として投影するために必要な光学設計されたものを用いることができ、必要に応じて凹面鏡、凸面鏡、自由曲面ミラー等を用いることができる。また、反射鏡31を省略して、画像照射部10からの第1画像光が自由曲面ミラー32に直接入射するとしてもよい。
The reflecting
自由曲面ミラー32は、反射鏡31で反射された第1画像光が入射し、ウィンドシールド60方向に第1画像光を反射する凹面鏡である。自由曲面ミラー32の反射面は、ウィンドシールド60を介して虚像70として投影するために、運転者の視点方向に光径が拡大するように設計されている。ここで、視点方向に光径が拡大するとは、反射後に光径が一貫して拡大する場合だけでなく、光径が縮小して中間地点において結像した後に拡大する場合も含む。
The free-
自由曲面ミラー33は、光分岐部20を介して第2画像光が入射し、第2画像光を直接表示部40方向に反射する光学部材である。自由曲面ミラー33は、反射した第2画像光の光径を拡大しながら直接表示部40に到達させる拡大光学部を構成することで、画像照射部10上での第2領域の面積よりも大きな面積で第2画像を直接表示部40に表示することができる。
The free-
直接表示部40は、自由曲面ミラー33で反射された第2画像光が入射し、第2画像光を運転者に直接視認させるための光学部材である。直接表示部40の構成は、直接表示部40に到達した第2画像光を運転者が視認できれば限定されず、可視光を透過する板状ガラス、位相差フィルム、透過型スクリーン等を用いることができる。直接表示部40として透過型スクリーンを用いる場合には、背面に照射された第2画像光が透過型スクリーンで拡散されるため、偏光眼鏡を介した視認や斜め方向からの視認でも視認性を向上させることができる。直接表示部40として位相差フィルムを用いる場合には、第2画像光の偏光面と位相差フィルムのファースト軸とを所定角度(代表的には45度)異ならせることが好ましい。ファースト軸を偏光面と異ならせることで、第2画像光は円偏光に変換されて視点方向に進行するため、運転者が偏光眼鏡を用いた場合でも視認性を向上させることができる。
The
外光カットフィルタ50は、画像照射部10とウィンドシールド60の間において、第1画像光の経路上に配置され、赤外光および/または紫外光を遮断して可視光を透過する波長特性を有する光学部材である。図1では、外光カットフィルタ50をウィンドシールド60と自由曲面ミラー32との間に配置した例を示しているが、画像照射部10に入射する外光をカットすることが出来れば配置場所は限定されない。外光カットフィルタ50が配置されていることで、ウィンドシールド60の上方から入射してくる太陽光などの外光に含まれる赤外光および/または紫外光を遮断する。これにより、太陽光が自由曲面ミラー32、反射鏡31を介して画像照射部10の画像表示領域に到達した場合の温度上昇や表示面の劣化を抑制することができる。また、外光カットフィルタ50は可視光を透過するため、第1画像光は外光カットフィルタ50を良好に透過し、虚像70の投影には影響しない。
The external light cut
ウィンドシールド60は、車両の運転席前方に設けられて可視光を透過する部材である。ウィンドシールド60は、車両の内側面では自由曲面ミラー32から入射した第1画像光を視点方向に対して反射し、車両の外部からの光を視点方向に対して透過するため、本発明における表示部に相当している。ここでは表示部としてウィンドシールド60を用いた例を示したが、ウィンドシールド60とは別に表示部としてコンバイナーを用意し、自由曲面ミラー32からの光を視点方向に反射するとしてもよい。また、車両の前方に位置するものに限定されず、搭乗者の視点に対して画像を投影するものであれば側方や後方に配置するとしてもよい。
The
虚像70は、ウィンドシールド60で反射された第1画像光が運転者等の視点(アイボックス)に到達した際に、空間中に結像されたように表示される画像である。虚像70が結像される位置は、画像照射部10から照射された光が、反射鏡31、自由曲面ミラー32、およびウィンドシールド60で反射された後に視点方向に進行する際の拡がり角度によって決まる。
The
図1に示した例では、反射鏡31、自由曲面ミラー32および外光カットフィルタ50の組み合わせが本発明における第1光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介して第1画像光を投影画像として視点方向に照射する。また、光分岐部20、自由曲面ミラー33および直接表示部40の組み合わせが本発明における第2光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介さずに第2画像光を視点方向に照射する。第1光学部や第2光学部には、必要に応じて凸レンズや凹レンズを配置して光径の拡大や縮小をするとしてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the combination of the reflecting
図2は、画像照射部10から照射される画像を示す模式図である。画像照射部10の画像を表示する領域の全体のうち、第1領域11には第1画像が表示され、第2領域12には第2画像が表示されている。図2に示した例では第1領域11に表示される第1画像として、速度と音量インジケータ、進行方向ガイド等の運転に関する補助的な情報を提示している。また、第2領域12に表示される第2画像として、速度計とカーナビゲーション画面、運転モード情報等の計器類を提示している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an image irradiated from the
図1に示した画像投影装置100では、第2領域12に重なる位置に光分岐部20であるプリズムを配置し、第1領域11からの第1画像光と第2領域12からの第2画像光の経路を分岐させている。第1領域11で表示された第1画像は、反射鏡31、自由曲面ミラー32、外光カットフィルタ50およびウィンドシールド60を介して運転者の視点に到達する。前述したように第1画像光は視点方向に光径が拡大して進行するため、運転者はウィンドシールド60よりも遠方に虚像70が投影画像として表示されていると視認する。また、第2領域12で表示された第2画像は、光分岐部20、自由曲面ミラー33および直接表示部40を介して運転者の視点に到達する。これにより、運転者は直接表示部40に第2画像が表示されていると視認する。
In the
図3は、ウィンドシールド60への光の入射角度と反射率の関係を示すグラフである。図3の横軸はウィンドシールド60への光の入射角度を示しており、縦軸は入射角90度を100%とした場合の相対的な反射率を示している。図中における実線と破線はそれぞれP偏光とS偏光の理論値を示し、白抜き丸と黒丸のプロットはそれぞれP偏光とS偏光の実測値を示している。図3に示したように、P偏光はウィンドシールド60への入射角が60度の近傍で反射率が著しく低下するため、入射角度が55度以下または65度以上となる位置に自由曲面ミラー32を配置することが好ましい。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the angle of incidence of light on the
ウィンドシールド60への第1画像光の入射角度が55度以下または65度以上となるように自由曲面ミラー32を配置すると、図3に示したように反射光にP偏光が含まれる比率が高くなる。これにより、運転者が偏光眼鏡を使用し、偏光眼鏡でS偏光がカットされた場合にも、第1画像光で投影された虚像70を視認することができる。
When the free-
上述したように本発明の画像投影装置では、画像照射部10から照射された画像を光分岐部20で第1画像光と第2画像光に分岐し、第1画像光を第1光学部でウィンドシールド60を介して照射し、第2画像光を第2光学部でウィンドシールド60を介さずに照射する。これにより、一つの画像照射部10で第1画像と第2画像を表示して、省スペース化と設計自由度の向上を図ることができる。また、第1画像光で虚像70を投影しつつ、第2画像光を直接表示するため、第2画像光で計器類を表示し、かつ補助的画像を投影画像(虚像)として第1画像光で投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能となる。
As described above, in the image projection apparatus of the present invention, the image projected from the
また、光分岐部20としてプリズムを用いることで、画像照射部10を部分的に覆って一部の光を分岐する際の光学設計が容易となる。また、反射鏡を用いて光を分岐する場合と比較すると、光分岐部20としてプリズムを用いることで、光を分岐するために確保するための容積を小さくして装置の小型化を図ることができる。特に、光分岐部20を第2領域12に重ねて配置する場合には、第1領域11よりも第2領域12のほうが画像照射部10に占める面積比が大きいため、反射鏡を用いるよりもプリズムを用いた小型化に有利である。また、レンズやプリズムを用いると色収差が発生するが、プリズムの色収差は角度をパラメータとして規則性が高く、画像処理により予め色補正をしておくことで収差補正が容易となる。
In addition, by using a prism as the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図4は、本実施形態に係る画像投影装置110の構成を示す模式図である。本実施形態は、光分岐部20を第1光学部に含める点が第1実施形態と異なっている。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The description of the content that overlaps with the first embodiment is omitted. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the
図4に示すように画像投影装置110は、画像照射部10と、光分岐部20と、反射鏡31と、自由曲面ミラー32と、自由曲面ミラー33と、直接表示部40を備えており、ウィンドシールド(表示部)60を介して虚像70を投影する。本実施形態では、画像照射部10と反射鏡31との間に光分岐部20を配置し、光分岐部20をプリズムで構成し、さらにプリズムを構成する材料中に赤外光吸収材料を含有させている。
As shown in FIG. 4, the
図4に示した例では、光分岐部20、反射鏡31および自由曲面ミラー32の組み合わせが本発明における第1光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介して第1画像光を投影画像として視点方向に照射する。また、自由曲面ミラー33および直接表示部40の組み合わせが本発明における第2光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介さずに第2画像光を視点方向に照射する。
In the example shown in FIG. 4, the combination of the
図4に示した画像投影装置110では、第1領域11に重なる位置に光分岐部20であるプリズムを配置し、第1領域11からの第1画像光と第2領域12からの第2画像光の経路を分岐させている。第1領域11で表示された第1画像は、光分岐部20、反射鏡31、自由曲面ミラー32およびウィンドシールド60を介して運転者の視点に到達する。前述したように第1画像光は視点方向に光径が拡大して進行するため、運転者はウィンドシールド60よりも遠方に虚像70が投影画像として表示されていると視認する。また、第2領域12で表示された第2画像は、自由曲面ミラー33および直接表示部40を介して運転者の視点に到達する。これにより、運転者は直接表示部40に第2画像が表示されていると視認する。
In the
光分岐部20を構成するプリズムは、可視光を透過して高い屈折率を有する樹脂やガラスを母材として構成されており、母材中には赤外光を吸収する赤外光吸収材料が含有されている。また、光分岐部20に紫外光吸収材料が含有されているとしてもよい。これにより、画像照射部10とウィンドシールド60の間に配置された光分岐部20で、ウィンドシールド60の上方から入射してくる太陽光などの外光に含まれる赤外光および/または紫外光を遮断し、画像照射部10の温度上昇を抑制することができる。
The prism constituting the
本実施形態の画像投影装置110でも、画像照射部10から照射された画像を光分岐部20で第1画像光と第2画像光に分岐し、第1画像光を第1光学部でウィンドシールド60を介して照射し、第2画像光を第2光学部でウィンドシールド60を介さずに照射する。これにより、第2画像光で計器類を表示し、かつ補助的画像を投影画像(虚像)として第1画像光で投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能である。
Also in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図5を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図5は、本実施形態に係る画像投影装置120の構成を示す模式図である。本実施形態は、光分岐部20を複数備えている点が第1実施形態と異なっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The description of the content that overlaps with the first embodiment is omitted. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the
図5に示すように画像投影装置120は、画像照射部10と、光分岐部20a,20bと、反射鏡31と、自由曲面ミラー32と、自由曲面ミラー33と、反射鏡34と、自由曲面ミラー35と、直接表示部40と、外光カットフィルタ50を備えており、ウィンドシールド(表示部)60を介して虚像70a,70bを投影する。本実施形態では、画像照射部10での表示領域において、第1領域11で第1画像を表示し、第2領域12で第2画像を表示し、第3領域で第3画像を表示する。
As shown in FIG. 5, the
光分岐部20a,20bは、画像照射部10から照射される画像の光を分岐する光学部材である。図5に示した例では光分岐部20a,20bとしてプリズムを用い、プリズムを画像照射部10の第2領域12と第3領域にそれぞれ重ねて配置している。反射鏡34は、画像照射部10から照射された第3画像光が入射し、第3画像光を自由曲面ミラー35方向に反射する光学部材である。自由曲面ミラー35は、反射鏡34で反射された第3画像光が入射し、ウィンドシールド60方向に第3画像光を反射する凹面鏡である。自由曲面ミラー35の反射面は、ウィンドシールド60を介して虚像70bとして投影するために、運転者の視点方向に光径が拡大するように設計されている。
The
図5に示した例では、反射鏡31、自由曲面ミラー32および外光カットフィルタ50の組み合わせが本発明における第1光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介して第1画像光を投影画像として視点方向に照射する。また、光分岐部20a、自由曲面ミラー33および直接表示部40の組み合わせが本発明における第2光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介さずに第2画像光を視点方向に照射する。また、光分岐部20b、反射鏡31、自由曲面ミラー32および外光カットフィルタ50の組み合わせが本発明における第3光学部を構成しており、ウィンドシールド(表示部)60を介して第3画像光を投影画像として視点方向に照射する。ここでは自由曲面ミラー32と自由曲面ミラー35を別体で構成した例を示したが、二つの自由曲面を一体で構成した自由曲面ミラーを用いるとしてもよい。
In the example shown in FIG. 5, the combination of the reflecting
図5に示した画像投影装置120では、第2領域12および第3領域に重なる位置にそれぞれ光分岐部20a,20bであるプリズムを配置し、第1領域11からの第1画像光と第2領域12からの第2画像光と第3領域からの第3画像光の経路を分岐させている。第1領域11で表示された第1画像は、反射鏡31、自由曲面ミラー32、外光カットフィルタ50およびウィンドシールド60を介して運転者の視点に到達する。また、第2領域12で表示された第2画像は、光分岐部20a、自由曲面ミラー33および直接表示部40を介して運転者の視点に到達する。これにより、運転者は直接表示部40に第2画像が表示されていると視認する。また、第3領域で表示された第3画像は、光分岐部20b、反射鏡34、自由曲面ミラー35、外光カットフィルタ50およびウィンドシールド60を介して運転者の視点に到達する。前述したように第1画像光および第3画像光は視点方向に光径が拡大して進行するため、運転者はウィンドシールド60よりも遠方に虚像70a,70bが投影画像として表示されていると視認する。
In the
本実施形態の画像投影装置120でも、画像照射部10から照射された画像を光分岐部20a,20bで第1画像光、第2画像光および第3画像光に分岐し、第1画像光と第3画像光をそれぞれ第1光学部と第3光学部でウィンドシールド60を介して照射し、第2画像光を第2光学部でウィンドシールド60を介さずに照射する。これにより、第2画像光で計器類を表示し、かつ補助的画像を投影画像(虚像)として第1画像光および第3画像光で投影しながらも、省スペース化と設計自由度の向上を図ることが可能である。
In the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
100,110,120…画像投影装置
10…画像照射部
11…第1領域
12…第2領域
20,20a,20b…光分岐部
31,34…反射鏡
32,33,35…自由曲面ミラー
40…直接表示部
50…外光カットフィルタ
60…ウィンドシールド
70,70a,70b…虚像
100, 110, 120...
Claims (8)
画像を照射する画像照射部と、
前記画像を照射する光を少なくとも第1画像光と第2画像光に分岐する光分岐部と、
前記表示部を介して前記第1画像光を前記投影画像として視点方向に照射する第1光学部と、
前記表示部を介さずに前記第2画像光を前記視点方向に照射する第2光学部とを備えることを特徴とする画像投影装置。 An image projection device for projecting a projection image onto a display unit for displaying a virtual image,
an image irradiation unit that irradiates an image;
a light splitting unit that splits the light for irradiating the image into at least first image light and second image light;
a first optical unit that irradiates the first image light as the projected image in a viewpoint direction through the display unit;
and a second optical unit that irradiates the second image light in the viewpoint direction without passing through the display unit.
前記光分岐部は、前記画像照射部から照射される光の一部の経路上に配置されたプリズムを備えることを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to claim 1,
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the light branching section includes a prism arranged on a path of part of the light emitted from the image irradiation section.
前記プリズムは、前記第2光学部の一部を構成することを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to claim 2,
The image projection device, wherein the prism constitutes a part of the second optical section.
前記プリズムは、前記第1光学部の一部を構成することを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to claim 2,
The image projection device, wherein the prism constitutes a part of the first optical section.
前記プリズムは、赤外光吸収材料を含有することを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to claim 4,
The image projection apparatus, wherein the prism contains an infrared light absorbing material.
前記第2光学部は、前記第2画像光を円偏光に変換する位相差フィルムを備えることを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to any one of claims 1 to 5,
The image projection device, wherein the second optical unit includes a retardation film that converts the second image light into circularly polarized light.
前記第2光学部は、背面に前記第2画像光が照射される透過型スクリーンを備えることを特徴とする画像投影装置。 The image projection device according to any one of claims 1 to 5,
The image projection device, wherein the second optical unit has a transmissive screen on the rear surface of which the second image light is irradiated.
前記第2光学部は、前記第2画像光を拡大して照射する拡大光学部を含むことを特徴とする画像投影装置。
The image projection device according to any one of claims 1 to 7,
The image projection device, wherein the second optical section includes an enlarging optical section that magnifies and irradiates the second image light.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021164153A JP2023055057A (en) | 2021-10-05 | 2021-10-05 | image projection device |
EP22878359.3A EP4414770A1 (en) | 2021-10-05 | 2022-09-26 | Image projecting device and image projecting method |
PCT/JP2022/035716 WO2023058488A1 (en) | 2021-10-05 | 2022-09-26 | Image projecting device and image projecting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021164153A JP2023055057A (en) | 2021-10-05 | 2021-10-05 | image projection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023055057A true JP2023055057A (en) | 2023-04-17 |
Family
ID=85986160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021164153A Pending JP2023055057A (en) | 2021-10-05 | 2021-10-05 | image projection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023055057A (en) |
-
2021
- 2021-10-05 JP JP2021164153A patent/JP2023055057A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7643215B2 (en) | Head up display device | |
JP6601431B2 (en) | Head-up display device | |
US11029517B2 (en) | Virtual image display device | |
JP6579180B2 (en) | Virtual image display device | |
CN115128812B (en) | Remote-near view dual-light path system of AR-HUD and AR-HUD | |
CN115032798A (en) | AR-HUD and its long and short sight double optical path system | |
JP2022156070A (en) | image projection device | |
JP2023055057A (en) | image projection device | |
CN113970845B (en) | Multi-focal plane head-up display device | |
JP7373984B2 (en) | image display device | |
JP2018163260A (en) | Image display device, virtual image display device, and movable body | |
WO2023058488A1 (en) | Image projecting device and image projecting method | |
WO2024190460A1 (en) | Image projection device | |
WO2024195752A1 (en) | Optical member and image projection device | |
JP7355630B2 (en) | image display device | |
WO2024195751A1 (en) | Image projection device | |
WO2024190458A1 (en) | Image projection device | |
WO2024142704A1 (en) | Vehicular display device | |
US12033287B2 (en) | Vehicle head-up display device and method | |
CN216848351U (en) | Head-up display device | |
US11993147B2 (en) | Head-up display apparatus | |
US10725294B2 (en) | Virtual image display device | |
WO2024162164A1 (en) | Image projection device | |
WO2023090092A1 (en) | Image projection device | |
JP6593494B1 (en) | Virtual image display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240820 |