JP6822543B2

JP6822543B2 - Head-up display device

Info

Publication number: JP6822543B2
Application number: JP2019206856A
Authority: JP
Inventors: 大山　実; 実大山
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: JP2020042287A

Description

本発明は、虚像を投映し表示するヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に、コンバイナ方式のヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device that projects and displays a virtual image, and more particularly to a combiner-type head-up display device.

例えば、ウインドシールド自体、あるいはコンバイナを用いて、前方に車速やナビゲーション等の運転に必要な主表示情報を表示できる所謂ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）が知られている。 For example, a so-called head-up display (HUD) is known that can display main display information necessary for driving such as vehicle speed and navigation in front of the windshield by using the windshield itself or a combiner.

ここで、コンバイナは、例えば、一定サイズを有する半透明板状部材である。このため、コンバイナの端面を発光させることで、加飾、あるいは簡易的に主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達するヘッドアップディスプレイ装置が提案されている（特許文献１参照）。 Here, the combiner is, for example, a translucent plate-shaped member having a constant size. Therefore, a head-up display device has been proposed in which the end face of the combiner is made to emit light to decorate or simply transmit sub-display information other than the main display information to the user (see Patent Document 1).

特開２０１４−２１１５４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-21152

しかしながら、上記ヘッドアップディスプレイ装置においては、コンバイナの端面を発光させるための光を生成する、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源が別途必要となる。さらに、その光源を制御する制御部や電源も別途必要となる。このため、ヘッドアップディスプレイ装置の構成が複雑化するおそれがある。 However, in the head-up display device, a light source such as an LED (Light Emitting Diode) that generates light for causing the end face of the combiner to emit light is separately required. Further, a control unit and a power supply for controlling the light source are also required separately. Therefore, the configuration of the head-up display device may be complicated.

また、コンバイナを導光板として用いるため、面の厚さ方向には光が概ね閉じ込められるものの、発散光であるＬＥＤ出射光について面内方向の光路制御を行っていない。このため、上記ヘッドアップディスプレイ装置においては、面内方向、ひいてはコンバイナ端面の発光位置の制御や特定が困難であり、例えば、左右中央といったごく大まかな発光位置の制御や特定しかできない。従がって、この端面発光による表現は限定されたものとなっていた。 Further, since the combiner is used as the light guide plate, the light is generally confined in the thickness direction of the surface, but the optical path control in the in-plane direction is not performed for the LED emitted light which is the divergent light. For this reason, in the head-up display device, it is difficult to control and specify the light emitting position in the in-plane direction, and by extension, the end face of the combiner. For example, it is possible to only roughly control and specify the light emitting position such as the center of the left and right. Therefore, the expression by this end face emission was limited.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、端面の発光位置を細分化して主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a head-up display device capable of subdividing the light emitting position of the end face and transmitting sub-display information other than the main display information to the user with a simple configuration. The main purpose is to provide.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部と、板形状であるコンバイナと、前記表示部の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、前記コンバイナの一方の端面に入射させ、前記コンバイナ内で導光された画像表示光を前記コンバイナの他方の端面で結像させる反射導光部と、
前記表示部における前記所定領域以外の領域から出射された画像表示光を反射して、前記コンバイナの反射面に画像表示光を照射する反射部と、前記表示部における所定領域に前記コンバイナの他方の端面の発光位置に基づいた副表示情報を表示させ、前記表示部における所定領域以外の領域に主表示情報を表示させる表示画像データを生成する画像データ生成部と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a display unit that emits image display light based on display image data, a plate-shaped combiner, and an image emitted from a predetermined region that is a part of the display unit. A reflected light guide unit that collects the display light, causes it to enter one end face of the combiner, and forms an image of the image display light guided in the combiner on the other end face of the combiner.
A reflecting unit that reflects image display light emitted from a region other than the predetermined region of the display unit and irradiates the reflecting surface of the combiner with the image display light, and the other of the combiner in the predetermined region of the display unit. It is a head-up display device including an image data generation unit that generates display image data that displays sub-display information based on the light emitting position of the end face and displays the main display information in an area other than a predetermined area in the display unit. ..

本発明によれば、簡易な構成で、端面の発光位置を細分化して主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できるヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a head-up display device capable of subdividing the light emitting position of the end face and transmitting sub-display information other than the main display information to the user with a simple configuration.

本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the head-up display device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置による画像表示光の光路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the optical path of the image display light by the head-up display apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. コンバイナ内の画像表示光の反射する状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state which the image display light in a combiner is reflected. 本発明の一実施形態に係る反射導光部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the reflection light guide part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る反射導光部を示す側面図である。It is a side view which shows the reflection light guide part which concerns on one Embodiment of this invention. 透過型光学系を示す図である。It is a figure which shows the transmission type optical system. 本発明の一実施形態に係る反射型光学系を示す図である。It is a figure which shows the reflection type optical system which concerns on one Embodiment of this invention. 再結像構造を用いて表示部の副表示領域の１次元画素アレイの各画素に対応するコンバイナの上端面及び側端面の一部を発光させた一例を示す図である。It is a figure which shows an example which made the upper end surface and a part of the side end surface of a combiner corresponding to each pixel of the one-dimensional pixel array of the sub-display area of a display part emit light by using the re-imaging structure. 副表示情報及び主表示情報を運転席のメータパネル前方に複合表示させた一例を示す図である。It is a figure which shows an example which combined display of the sub display information and the main display information in front of the meter panel of a driver's seat. 表示部の副表示領域の１次元画素アレイの画素の発光位置を徐々に右側に移動させた状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state which gradually moved the light emitting position of the pixel of the one-dimensional pixel array of the sub-display area of a display part to the right side. コンバイナの側端面及び上端面の発光位置が徐々に右側に移動していく状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state which the light emitting position of the side end surface and the upper end surface of a combiner gradually moves to the right side. レーザ光源と中間像スクリーンとで構成された表示部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display part which was composed of a laser light source and an intermediate image screen. レーザ光源が直接的に画像表示光をコンバイナの下端面に照射する構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure which the laser light source directly irradiates the lower end surface of a combiner with image display light. 表示部の中間像スクリーンの主表示領域をレンズアレイ領域とした図である。It is a figure which made the main display area of the intermediate image screen of a display part a lens array area. 表示部の中間像スクリーンの主表示領域をレンズアレイ領域とした図である。It is a figure which made the main display area of the intermediate image screen of a display part a lens array area.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略的構成を示す斜視図である。ヘッドアップディスプレイ装置１は、所謂コンバイナ式ＨＵＤである。ヘッドアップディスプレイ装置１は、例えば、運転席のインストルメントパネル上方、ウインドシールド手前の運転者前方ほぼ中央に設置されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a head-up display device according to an embodiment of the present invention. The head-up display device 1 is a so-called combiner type HUD. The head-up display device 1 is installed, for example, above the instrument panel in the driver's seat and substantially in the center in front of the driver in front of the windshield.

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部２と、表示部２からの画像表示光を反射する反射部３と、反射部３で反射した画像表示光が照射される位置に配置されるコンバイナ４と、表示画像データを生成する画像データ生成部５と、を備えている。 The head-up display device 1 according to the present embodiment is a display unit 2 that emits image display light based on display image data, a reflection unit 3 that reflects the image display light from the display unit 2, and a reflection unit 3. It includes a combiner 4 arranged at a position where image display light is irradiated, and an image data generation unit 5 that generates display image data.

表示部２は、例えば、車速、回転数情報やナビ等の表示画像データに基づく画像表示光を出射する中間像表示部２１としてのＴＦＴ（thin film transistor）パネルを有している。表示部２は、例えば、透過型液晶パネルなどの中間像表示部２１と、ＬＥＤなどのバックライト２２と、を一体化したサブＡＳＳ’Ｙ（ＰＧＵ：Picture Generation Unit）として構成されている。バックライト２２は、中間像表示部２１に対して光を照射する。中間像表示部２１は、バックライト２２からの光を透過させることで、画像表示光を生成する。 The display unit 2 has, for example, a TFT (thin film transistor) panel as an intermediate image display unit 21 that emits image display light based on display image data such as vehicle speed, rotation speed information, and navigation. The display unit 2 is configured as a sub ASS'Y (PGU: Picture Generation Unit) in which, for example, an intermediate image display unit 21 such as a transmissive liquid crystal panel and a backlight 22 such as an LED are integrated. The backlight 22 irradiates the intermediate image display unit 21 with light. The intermediate image display unit 21 generates image display light by transmitting the light from the backlight 22.

反射部３は、表示部２に対向するように設けられ、表示部２から出射した画像表示光を、コンバイナ４方向へ反射する。反射部３は、例えば、板状の折り返しミラーで構成されている。 The reflecting unit 3 is provided so as to face the display unit 2, and reflects the image display light emitted from the display unit 2 in the direction of the combiner 4. The reflecting portion 3 is composed of, for example, a plate-shaped folded mirror.

コンバイナ４は、例えば、表示部２の上方側、かつ、反射部３に対向するように設けられる。コンバイナ４における反射部３に対向する面を反射面４１とする。コンバイナ４は、反射部３からの画像表示光が照射され、該照射された画像表示光をユーザ側へ反射させることで、ユーザに画像表示光を目視させる。コンバイナ４は、例えば、一定サイズを有する半透明板状部材であり、厚さ数ｍｍ未満の樹脂もしくはガラスで形成されている。樹脂もしくはガラスの屈折率は、例えば、ｎ＝１．４５〜１．５５程度である。コンバイナ４は、凹状曲面を有している。この凹状曲面は、例えば、球面、非球面、自由曲面などである。 The combiner 4 is provided, for example, on the upper side of the display unit 2 and facing the reflection unit 3. The surface of the combiner 4 facing the reflecting portion 3 is referred to as a reflecting surface 41. The combiner 4 is irradiated with the image display light from the reflecting unit 3, and reflects the irradiated image display light toward the user side so that the user can visually recognize the image display light. The combiner 4 is, for example, a translucent plate-shaped member having a certain size, and is made of resin or glass having a thickness of less than several mm. The refractive index of the resin or glass is, for example, about n = 1.45 to 1.55. The combiner 4 has a concave curved surface. The concave curved surface is, for example, a spherical surface, an aspherical surface, a free curved surface, or the like.

画像データ生成部５は、表示画像データを生成し、生成した表示画像データを表示部２に出力する。画像データ生成部５は、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。 The image data generation unit 5 generates display image data and outputs the generated display image data to the display unit 2. The image data generation unit 5 is, for example, a memory including a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing and the like, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) in which arithmetic programs executed by the CPU are stored. The hardware is configured around a microcomputer consisting of an interface unit (I / F) that inputs and outputs signals to and from the outside.

図２は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置による画像表示光の光路の一例を示す図である。図２に示す如く、表示部２の中間像表示部２１から出射した画像表示光は、反射部３でコンバイナ４側へ反射され折り返す。さらに、反射部３で反射された画像表示光は、コンバイナ４の反射面４１でユーザ側へ反射され、ユーザの目に入射する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of an optical path of image display light by the head-up display device according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the image display light emitted from the intermediate image display unit 21 of the display unit 2 is reflected by the reflection unit 3 toward the combiner 4 and folded back. Further, the image display light reflected by the reflecting unit 3 is reflected toward the user side by the reflecting surface 41 of the combiner 4, and is incident on the user's eyes.

ここで、上述の如く、コンバイナ４は、凹状曲面を有している。このコンバイナ４の凹状曲面によって、上記表示部２からユーザの目までの光路長は一定倍率で拡大されている。表示部２からユーザまでの光路長は、例えば２ｍ以上程度にまで拡大されている。したがって、表示部２に表示された実際の中間像のサイズよりも拡大した虚像が、ユーザに対して表示される。すなわち、光路長が短縮されることでヘッドアップディスプレイ装置１がよりコンパクトに構成されつつ、表示部２の表示が拡大表示され、ユーザはその拡大表示よって明確にその表示を認識できる。以下、このコンバイナ４による拡大表示を虚像表示と称する。 Here, as described above, the combiner 4 has a concave curved surface. Due to the concave curved surface of the combiner 4, the optical path length from the display unit 2 to the user's eyes is enlarged at a constant magnification. The optical path length from the display unit 2 to the user is expanded to, for example, about 2 m or more. Therefore, a virtual image enlarged from the size of the actual intermediate image displayed on the display unit 2 is displayed to the user. That is, by shortening the optical path length, the head-up display device 1 is configured more compactly, and the display of the display unit 2 is enlarged and displayed, and the user can clearly recognize the display by the enlarged display. Hereinafter, the enlarged display by the combiner 4 will be referred to as a virtual image display.

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、後述の如く、コンバイナ４内で画像表示光が導光され、コンバイナ４の端面が発光することで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達している。 In the head-up display device 1 according to the present embodiment, as will be described later, the image display light is guided in the combiner 4 and the end face of the combiner 4 emits light to transmit sub-display information other than the main display information to the user. doing.

画像データ生成部５は、表示部２の所定領域に対する副表示情報を生成し、所定領域以外の領域に対する主表示情報を生成する。例えば、主表示情報は、図柄の表示画像データとして構成されており、副表示情報は、無地の表示画像データとして構成されている。図柄は、例えば、文字や数字（車両速度、回転数情報など）、記号（方向など）、図形（ナビゲーション情報など）、模様などの二次元表示を含む。 The image data generation unit 5 generates sub-display information for a predetermined area of the display unit 2 and generates main display information for an area other than the predetermined area. For example, the main display information is configured as the display image data of the symbol, and the sub display information is configured as the plain display image data. The design includes, for example, a two-dimensional display of characters, numbers (vehicle speed, rotation speed information, etc.), symbols (direction, etc.), figures (navigation information, etc.), patterns, and the like.

コンバイナ４は、一方の端面から入射した画像表示光を他方の端面まで導光し該他方の端面を発光させる。以下、この端面の発光をエッジライトと称す。コンバイナ４のエッジライトの色変化、輝度変化、明滅などにより、警告、指示、運転支援などの任意の副表示情報をユーザに伝達できる。すなわち、主表示情報によるコンバイナ４の虚像表示に加えて、副表示情報によるコンバイナ４のエッジライトによって、警告、指示、運転支援等のより多くの情報をユーザに伝達できる。なお、画像データ生成部５は、コンバイナ４の虚像表示とエッジライトの輝度比率を、例えば、エッジライト用コンテンツの階調制御に基づいて、簡易に制御することができる。 The combiner 4 guides the image display light incident from one end face to the other end face and causes the other end face to emit light. Hereinafter, the light emission of this end face is referred to as an edge light. Arbitrary sub-display information such as warnings, instructions, and driving assistance can be transmitted to the user by changing the color, brightness, blinking, etc. of the edge light of the combiner 4. That is, in addition to the virtual image display of the combiner 4 by the main display information, the edge light of the combiner 4 by the sub-display information can transmit more information such as warnings, instructions, and driving assistance to the user. The image data generation unit 5 can easily control the virtual image display of the combiner 4 and the brightness ratio of the edge light, for example, based on the gradation control of the edge light content.

コンバイナ４の端面から入射した画像表示光は、例えば、図３に示す如く、コンバイナ４内の表裏面に対して浅い角度で到達した上で、ほぼ全反射を多重で繰返す。そして、反射を繰り返した画像表示光は、コンバイナ４の上端面、及び／又は傾斜を持った左右側端面に到達し、この端面の全反射条件を崩す、あるいは粗面とされたその端面で発光する。これにより、ユーザは、このコンバイナ４のエッジライト（端面の発光）を副表示情報として認知できる。したがって、ユーザは、コンバイナ４の虚像表示で主表示情報を認識できるだけなく、同時に、コンバイナ４のエッジライトによって副表示情報をも認識できる。 As shown in FIG. 3, for example, the image display light incident from the end surface of the combiner 4 reaches the front and back surfaces of the combiner 4 at a shallow angle, and then repeats almost total reflection in multiple times. Then, the repeatedly reflected image display light reaches the upper end surface of the combiner 4 and / or the left and right side end faces having an inclination, and breaks the total reflection condition of this end face, or emits light at the rough end face. To do. As a result, the user can recognize the edge light (light emission of the end face) of the combiner 4 as sub-display information. Therefore, the user can not only recognize the main display information by the virtual image display of the combiner 4, but also recognize the sub display information by the edge light of the combiner 4.

さらに、従来のヘッドアップディスプレイ装置ではコンバイナの輪郭に対して内側の小さいエリアのみの表示、すなわち相対的に小さなユーザ視界ＦＯＶ(Field of View）のみの視覚情報であった。
これに対し、本実施形態１に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、コンバイナ４の形状輪郭そのものがエッジライトとして機能する。このため、ドライバ視界のFOVを従来比で拡大して情報伝達が可能になる。 Further, in the conventional head-up display device, only the small area inside the contour of the combiner is displayed, that is, the visual information is only the relatively small user field of view (FOV).
On the other hand, in the head-up display device 1 according to the first embodiment, the shape contour itself of the combiner 4 functions as an edge light. Therefore, the FOV in the driver's field of view can be expanded compared to the conventional one to transmit information.

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２、反射部３、コンバイナ４、画像データ生成部５、後述の反射導光部６などの位置関係を維持しつつ、迷光等を遮蔽する構成、表示部２及び画像データ生成部５の駆動回路等も内蔵していてもよい。さらに、ヘッドアップディスプレイ装置１は、ユーザの座高により変化する眼球高さに合わせて虚像位置及びエッジライト位置を調整できるよう、コンバイナ４の相対角度、あるいは高さを調整できるような支持機構を有してもいてもよい。 The head-up display device 1 according to the present embodiment shields stray light and the like while maintaining the positional relationship between the display unit 2, the reflection unit 3, the combiner 4, the image data generation unit 5, and the reflection light guide unit 6 described later. The configuration, the drive circuit of the display unit 2 and the image data generation unit 5, and the like may also be built-in. Further, the head-up display device 1 has a support mechanism capable of adjusting the relative angle or height of the combiner 4 so that the virtual image position and the edge light position can be adjusted according to the eyeball height that changes depending on the sitting height of the user. You may or may not.

ところで、上述の如く、コンバイナの端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達する場合、コンバイナの端面を発光させるための光を生成する、ＬＥＤなどの光源が別途必要となる。さらに、その光源を制御する制御部、電源、配線なども別途必要となる。このため、ヘッドアップディスプレイ装置の部品点数が増加し、その構成も複雑化するおそれがある。 By the way, as described above, when transmitting sub-display information other than the main display information to the user by emitting light from the end face of the combiner, a light source such as an LED that generates light for emitting light from the end face of the combiner is separately required. It becomes. Further, a control unit for controlling the light source, a power supply, wiring, and the like are also required separately. Therefore, the number of parts of the head-up display device increases, and the configuration thereof may be complicated.

特に、ヘッドアップディスプレイ装置が、例えば車両に搭載された場合、別系統の情報、制御系、コンテンツ（時系列の発光、色彩情報など）を必要とし、さらに、その伝達や制御を行う必要が生じる。このため、車両などの全体の制御系を刷新するなどの特別な変更が必要となり得る。 In particular, when the head-up display device is mounted on a vehicle, for example, it requires information, a control system, and contents (time-series light emission, color information, etc.) of another system, and further, it is necessary to transmit and control the information. .. For this reason, special changes such as renewal of the entire control system of the vehicle or the like may be required.

これに対し、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、コンバイナ４の一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射しコンバイナ４内で導光された画像表示光をコンバイナ４の他方の端面で結像させると共に、所定領域以外の領域から出射された画像表示光が反射部３に出射されるように画像表示光を分離する反射導光部６を更に備えている（図４）。 On the other hand, the head-up display device 1 according to the present embodiment collects the image display light emitted from a predetermined region which is a part of the display unit 2 and reflects it toward one end surface of the combiner 4. The image display light incident from the one end face and guided in the combiner 4 is formed into an image on the other end face of the combiner 4, and the image display light emitted from a region other than the predetermined region is emitted to the reflecting unit 3. A reflected light guide unit 6 for separating the image display light is further provided (FIG. 4).

これにより、表示部２の一部分である所定領域Ｓ１（以下、副表示領域Ｓ１と称す）から出射された画像表示光は、反射導光部６で集光かつ反射される。反射された画像表示光は、コンバイナ４の一方の端面に入射する。入射した画像表示光は、コンバイナ４内部で反射を繰返し他方の端面に到達し、該他方の端面で結像し発光する。この発光は、ユーザに副表示情報として認識される。一方で、表示部２の所定領域以外の領域Ｓ２（以下、主表示領域Ｓ２と称す）から出射された画像表示光は、反射部３及びコンバイナ４で反射され、ユーザの目に入射する。この入射は、ユーザに主表示情報として認識される（図５）。 As a result, the image display light emitted from the predetermined region S1 (hereinafter referred to as the sub-display region S1), which is a part of the display unit 2, is collected and reflected by the reflected light guide unit 6. The reflected image display light is incident on one end face of the combiner 4. The incident image display light repeatedly reflects inside the combiner 4 to reach the other end face, forms an image on the other end face, and emits light. This light emission is recognized by the user as sub-display information. On the other hand, the image display light emitted from the region S2 (hereinafter referred to as the main display region S2) other than the predetermined region of the display unit 2 is reflected by the reflection unit 3 and the combiner 4 and is incident on the user's eyes. This incident is recognized by the user as the main display information (FIG. 5).

このように、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光のみを利用してコンバイナ４の端面を発光させることができる。したがって、コンバイナ４内に導光する光を生成する光源、制御部、電源、配線などが不要となるため、ヘッドアップディスプレイ装置１の部品点数は増加せず、その構成も簡易である。すなわち、簡易な構成で、コンバイナ４内に光を導光しその端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できる。 In this way, the end face of the combiner 4 can be made to emit light by using only the image display light emitted from the sub-display area S1 of the display unit 2. Therefore, since a light source, a control unit, a power source, wiring, and the like that generate light to be guided in the combiner 4 are not required, the number of parts of the head-up display device 1 does not increase, and the configuration is simple. That is, with a simple configuration, by guiding light into the combiner 4 and causing the end face thereof to emit light, sub-display information other than the main display information can be transmitted to the user.

また、元々表示部２の中間像表示部２１の一つの全領域を、副表示領域Ｓ１と主表示領域Ｓ２とに分割している。このため、副表示領域Ｓ１から出射される画像表示光と、主表示領域Ｓ２から出射される画像表示光と、を一括した画像（動画や静止画など）情報として扱うことができる。したがって、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、既存のハードウェア及びソフトウェアに対し特別な変更を加えることなく、副表示領域Ｓ１の画像表示光と主表示領域Ｓ２の画像表示光とを独立かつ簡易に制御できる。 Further, originally, one entire area of the intermediate image display unit 21 of the display unit 2 is divided into a sub display area S1 and a main display area S2. Therefore, the image display light emitted from the sub display area S1 and the image display light emitted from the main display area S2 can be treated as collective image (moving image, still image, etc.) information. Therefore, the head-up display device 1 according to the present embodiment makes the image display light of the sub display area S1 and the image display light of the main display area S2 independent without making any special changes to the existing hardware and software. And it can be easily controlled.

さらに、周辺光に追随する調光機能についても、表示部２のバックライト２２を制御することで、副表示領域Ｓ１の画像表示光と主表示領域Ｓ２の画像表示光との照度を一括して制御できる。例えば、夜間や室内などの周辺光が弱い場合、表示部２のバックライト２２を制御し、副表示領域Ｓ１と主表示領域Ｓ２（表示部２の全領域）の照度を一括して減少させればよいので、制御が簡易である。 Further, with respect to the dimming function that follows the ambient light, by controlling the backlight 22 of the display unit 2, the illuminance of the image display light of the sub display area S1 and the image display light of the main display area S2 are collectively controlled. Can be controlled. For example, when the ambient light is weak at night or indoors, the backlight 22 of the display unit 2 can be controlled to collectively reduce the illuminance of the sub display area S1 and the main display area S2 (the entire area of the display unit 2). It is easy to control because it is sufficient.

なお、副表示領域Ｓ１の画像設定は、例えば、主表示領域Ｓ２用のコンテンツの一部として、一次元表示で設定できる。このため、純正車載分野などへの導入が容易であり、動画の一部分としてデザイン性に富む。よって、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、人間工学的配慮を行った複合表示装置として容易に実現できる。また、この表示コンテンツを車両メーカ等のプログラムにより主表示情報及び副表示情報として一体で簡易に作成することもできる。このように、本実施形態１に係るヘッドアップディスプレイ装置１においては、筐体の簡易な金型変更、主表示情報一部の改変、などの最低限の変更のみで、ユーザに対して多彩な副表示情報を提供できる。 The image setting of the sub display area S1 can be set in a one-dimensional display as a part of the content for the main display area S2, for example. Therefore, it is easy to introduce it into the genuine in-vehicle field, etc., and it is rich in design as a part of the moving image. Therefore, the head-up display device 1 according to the present embodiment can be easily realized as a composite display device with ergonomic consideration. In addition, this display content can be easily created as the main display information and the sub display information by a program of a vehicle manufacturer or the like. As described above, in the head-up display device 1 according to the first embodiment, there are various changes for the user with only the minimum changes such as a simple mold change of the housing and a partial modification of the main display information. Sub-display information can be provided.

図５に示す如く、反射導光部６は、第１導光部６１と、反射集光部６２と、第２導光部６３と、を有している。第１導光部６１は、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光と、主表示領域Ｓ２から出射された画像表示光と、を分離し、副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光を反射集光部６２に導光する。 As shown in FIG. 5, the reflection light guide unit 6 includes a first light guide unit 61, a reflection light collection unit 62, and a second light guide unit 63. The first light guide unit 61 separates the image display light emitted from the sub display area S1 of the display unit 2 and the image display light emitted from the main display area S2, and is emitted from the sub display area S1. The image display light is guided to the reflection condensing unit 62.

例えば、表示部２の上方の１／４程度の面積の領域を副表示領域Ｓ１とし、残りの下方の３／４程度の面積の領域を主表示領域Ｓ２とする。そして、表示部２の上方の副表示領域Ｓ１と、下方の主表示領域Ｓ２と、の画像表示光を第１導光部６１で分離する。 For example, the area of about 1/4 of the area above the display unit 2 is referred to as the sub-display area S1, and the remaining area of about 3/4 of the area below is referred to as the main display area S2. Then, the image display light of the sub-display area S1 above the display unit 2 and the main display area S2 below is separated by the first light guide unit 61.

反射集光部６２は、第１導光部６１により導光された画像表示光を集光して、コンバイナ４の下端面に向けて反射し、該反射した画像表示光をコンバイナ４の上端面及び側端面の少なくとも一方で結像させる。 The reflection condensing unit 62 collects the image display light guided by the first light guide unit 61, reflects it toward the lower end surface of the combiner 4, and reflects the reflected image display light on the upper end surface of the combiner 4. And at least one of the side end faces is imaged.

反射集光部６２は、例えば、表示部２及びコンバイナ４に対向する位置に設けられ、画像表示光を反射及び集光する円弧形状の線状凹面鏡であるが、これに限定されない。反射集光部６２は、例えば、自由曲線として光学設計されてもよい。これにより、反射集光部６２によるより良好な集光特性が得られる。反射集光部６２の位置、形状、屈折率等は、反射集光部６２により反射された画像表示光が、コンバイナ４の下端面に入射し、その上端面又は側端面（仮想結像面）で結像するように設定されている。
第２導光部６３は、反射集光部６２により反射された画像表示光をコンバイナ４の一方の端面に導光する。 The reflection condensing unit 62 is, for example, an arc-shaped linear concave mirror provided at a position facing the display unit 2 and the combiner 4 to reflect and condense the image display light, but is not limited thereto. The reflection condensing unit 62 may be optically designed as a free curve, for example. As a result, better light collecting characteristics can be obtained by the reflection light collecting unit 62. Regarding the position, shape, refractive index, etc. of the reflection condensing unit 62, the image display light reflected by the reflection condensing unit 62 is incident on the lower end surface of the combiner 4, and the upper end surface or side end surface (virtual image plane) thereof. It is set to form an image with.
The second light guide unit 63 guides the image display light reflected by the reflection condensing unit 62 to one end surface of the combiner 4.

表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光は、第１導光部６１により導光され反射集光部６２に入射する。反射集光部６２に入射した画像表示光は、反射集光部６２により集光かつ反射され、第２導光部６３により導光されつつ、コンバイナ４の下端面に入射する。入射した画像表示光は、コンバイナ４により導光され、上端面又は側端面で結像し、発光する。
第１及び第２導光部６１、６３の構造は、例えば、樹脂板で構成されてコンバイナ４の構造同様、内面反射を利用してもよい。また、第１及び第２導光部６１、６３の構造は、樹脂体の外壁に金属や誘電体膜による反射膜を設ける構造でもよく、更には中空構造の内壁に反射膜がある構造など、いずれも厚さ方向に概ね光が閉じ込められる構造であれば設計上任意に構成可能である。 The image display light emitted from the sub-display area S1 of the display unit 2 is guided by the first light guide unit 61 and incident on the reflection condensing unit 62. The image display light incident on the reflection condensing unit 62 is condensed and reflected by the reflection condensing unit 62, and while being guided by the second light guide unit 63, is incident on the lower end surface of the combiner 4. The incident image display light is guided by the combiner 4, forms an image on the upper end surface or the side end surface, and emits light.
The structures of the first and second light guide portions 61 and 63 may be composed of, for example, a resin plate, and may utilize internal reflection as in the structure of the combiner 4. Further, the structures of the first and second light guide portions 61 and 63 may be a structure in which a reflective film made of a metal or a dielectric film is provided on the outer wall of the resin body, and further, a structure having a reflective film on the inner wall of the hollow structure, etc. All of them can be arbitrarily configured by design as long as they have a structure in which light is generally confined in the thickness direction.

なお、コンバイナ４の下端面は、例えば、反射集光部６２からの画像表示光を低反射で透過するよう形成されている。さらに、コンバイナ４の下端面は、必要に応じて無反射コート等を施してもよい。これにより、反射集光部６２からの画像表示光を効率よくコンバイナ４の下端面に入射させることができる。
コンバイナ４の下端面の形状は、例えば、図５に示す如く、内部反射で側方入射してもよく、あるいはコンバイナ４下端と第２導光部６３が凹凸円筒面で密着摺動可能に接するようにし、コンバイナ４の角度変化が容易なものとしてもよい。 The lower end surface of the combiner 4 is formed so as to transmit the image display light from the reflection condensing unit 62 with low reflection, for example. Further, the lower end surface of the combiner 4 may be coated with a non-reflective coating or the like, if necessary. As a result, the image display light from the reflection condensing unit 62 can be efficiently incident on the lower end surface of the combiner 4.
As shown in FIG. 5, the shape of the lower end surface of the combiner 4 may be laterally incident due to internal reflection, or the lower end surface of the combiner 4 and the second light guide portion 63 are in close contact with each other on a concave-convex cylindrical surface so as to be slidable. As a result, the angle of the combiner 4 may be easily changed.

一方、表示部２の主表示領域Ｓ２から出射された画像表示光は、第１導光部６１によって、副表示領域Ｓ１の画像表示光と分離され反射部３に入射する。反射部３に入射した画像表示光は、この反射部３でコンバイナ４に向けて反射される。 On the other hand, the image display light emitted from the main display area S2 of the display unit 2 is separated from the image display light of the sub display area S1 by the first light guide unit 61 and incident on the reflection unit 3. The image display light incident on the reflecting unit 3 is reflected by the reflecting unit 3 toward the combiner 4.

ここで、反射集光部６２が、第１導光部６１により導光された画像表示光を集光かつ反射し、コンバイナ４の上端面又は側端面で結像させる原理について詳細に説明する。まず、図６に示す如く、上記本実施形態に係る光学系を簡略した透過型光学系で説明する。 Here, the principle that the reflection condensing unit 62 collects and reflects the image display light guided by the first light guide unit 61 and forms an image on the upper end surface or the side end surface of the combiner 4 will be described in detail. First, as shown in FIG. 6, the optical system according to the present embodiment will be described with a simplified transmission type optical system.

例えば、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、レンズにより集光され、コンバイナ４の上端面又は側端面に１次元アレイの結像線として結像する。ここで、副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイは、Ｘ軸方向に並んでいる。この副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイは、点光源アレイとして動作する。このため、右側に凸レンズを配置すると、副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、その曲率等に従って更に右側に結像する。そして、概ね直線状の結像線が再構成像として生成される。 For example, the image display light of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 of the display unit 2 is focused by the lens and imaged as an imaging line of the one-dimensional array on the upper end surface or the side end surface of the combiner 4. Here, the one-dimensional pixel arrays in the sub-display area S1 are arranged in the X-axis direction. The one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 operates as a point light source array. Therefore, when the convex lens is arranged on the right side, the image display light of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 is further imaged on the right side according to its curvature and the like. Then, a substantially linear imaging line is generated as a reconstructed image.

図７は、本実施形態に係る、凹面鏡を用いた反射型光学系を示す図である。図６の透過型光学系と同様に、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画像表示光は、線状凹面鏡６２により集光かつ反射され、コンバイナ４の上端面又は側端面に１次元アレイとして再結像する。そして、概ね直線状の結像線が再構成像としてコンバイナ４の上端面又は側端面に生成される。 FIG. 7 is a diagram showing a reflective optical system using a concave mirror according to the present embodiment. Similar to the transmissive optical system of FIG. 6, the image display light of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 of the display unit 2 is collected and reflected by the linear concave mirror 62, and is focused and reflected on the upper end surface or the side end surface of the combiner 4. Reimage as a one-dimensional array. Then, a substantially linear imaging line is generated as a reconstructed image on the upper end surface or the side end surface of the combiner 4.

上述した再結像構造は、表示部２の中間像表示部２１の副表示領域Ｓ１の１次元画像アレイによって定まる１次元情報を、保持及び左右反転して、コンバイナ４の上端面又は側端面に伝達し、その端面を発光させる。なお、反射集光部６２の光学系の収差、あるいはコンバイナ４の厚さ方向の多重反射による散乱等が生じる。このため、この再結像構造の再結像における分解能は、表示部２の副表示領域Ｓ１の水平方向画素によって定まる分解能より少し劣化する。しかし、少なくともコンバイナ４の上端面あるいは側面形状が、例えば、直線や円弧でない場合でも、反射集光部６２の光学系を焦点深度内もしくはその近くに設計すれば、その収差を小さく抑えることができる。さらに、凹面鏡を単純円弧でなく自由曲線として光学設計すれば良好な反射集光部６２の集光特性が得られる。 The re-imaging structure described above holds and flips the one-dimensional information determined by the one-dimensional image array of the sub-display area S1 of the intermediate image display unit 21 of the display unit 2 on the upper end surface or the side end surface of the combiner 4. It transmits and makes its end face emit light. In addition, aberration of the optical system of the reflection condensing unit 62, scattering due to multiple reflections in the thickness direction of the combiner 4, and the like occur. Therefore, the resolution in the re-imaging of this re-imaging structure is slightly deteriorated from the resolution determined by the horizontal pixels in the sub-display area S1 of the display unit 2. However, even if the upper end surface or side surface shape of the combiner 4 is not, for example, a straight line or an arc, the aberration can be suppressed to be small by designing the optical system of the reflection condensing unit 62 within or near the depth of focus. .. Further, if the concave mirror is optically designed as a free curve instead of a simple arc, good light collecting characteristics of the reflection light collecting unit 62 can be obtained.

表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイを、例えば、１００画素程度以上（３２０〜８００画素程度）で構成することで、各画素の輝度、ＲＧＢ混色による色度、６０ｆｐｓ程度の動的時間的分解能を備えた高精度な運転支援等の副表示情報をユーザに提供できる。 By configuring the one-dimensional pixel array of the sub-display area S1 of the display unit 2 with, for example, about 100 pixels or more (about 320 to 800 pixels), the brightness of each pixel, the chromaticity due to RGB color mixing, and the dynamic of about 60 fps. It is possible to provide the user with sub-display information such as highly accurate driving support having temporal resolution.

図８は、上述した再結像構造を用いて表示部の副表示領域の１次元画素アレイの各画素に対応するコンバイナの上端面及び側端面の一部を発光させた一例を示す図である。図８に示す如く、例えば、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５を点滅させることで、それぞれ対応するコンバイナ４の上端面及び側端面の位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５を点滅させることができる。 FIG. 8 is a diagram showing an example in which a part of the upper end surface and the side end surface of the combiner corresponding to each pixel of the one-dimensional pixel array in the sub-display area of the display unit is made to emit light by using the above-mentioned reimage structure. .. As shown in FIG. 8, for example, by blinking the pixels A1, A2, A3, A4, and A5 of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 of the display unit 2, the upper end surface and the side end surface of the corresponding combiner 4 are blinked, respectively. Positions A1, A2, A3, A4, and A5 can be blinked.

図９は、上述した副表示情報及び主表示情報を運転席のメータパネル前方に複合表示させた一例を示す図である。例えば、主表示情報として、表示部２の主表示領域Ｓ２は、車両速度（７２ｋｍｈなど）を表示し、その車両速度がコンバイナ４の虚像表示として表示される。さらに、副表示情報として、車両旋回指示（左折、直進、右折指示）に応じて、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置が変化する。これにより、ユーザは、虚像表示による車両速度を認識するだけなく、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置によって、車両旋回指示を容易に認識することができる。さらに、コンバイナ４の上端面及び側端面の発光位置をより緻密に制御することで、車両旋回の方向だけでなく、その角度までも正確にユーザに指示できる。 FIG. 9 is a diagram showing an example in which the above-mentioned sub-display information and main display information are combinedly displayed in front of the meter panel of the driver's seat. For example, as the main display information, the main display area S2 of the display unit 2 displays the vehicle speed (72 kmh, etc.), and the vehicle speed is displayed as a virtual image display of the combiner 4. Further, as the sub-display information, the light emitting positions of the upper end surface and the side end surface of the combiner 4 change according to the vehicle turning instruction (left turn, straight forward, right turn instruction). As a result, the user can not only recognize the vehicle speed by the virtual image display, but also easily recognize the vehicle turning instruction by the light emitting positions of the upper end surface and the side end surface of the combiner 4. Further, by more precisely controlling the light emitting positions of the upper end surface and the side end surface of the combiner 4, not only the direction of turning the vehicle but also the angle thereof can be accurately instructed to the user.

より具体的には、図１０に示す如く、表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素の発光位置（高輝度位置）が徐々に右側に移動する。表示部２の副表示領域Ｓ１の１次元画素アレイの画素の発光位置の移動に応じて、図１１に示す如く、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置が徐々に右側に移動していく。このように、表示部２の副表示領域Ｓ１の水平方向画素の分解能を上げることで、それと同等あるいは少し低い分解能で、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置を緻密に制御できる。したがって、より精度の高い副表示情報をユーザに提供できる。 More specifically, as shown in FIG. 10, the light emitting position (high brightness position) of the pixels of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 of the display unit 2 gradually moves to the right. As shown in FIG. 11, the light emitting positions of the side end surface and the upper end surface of the combiner 4 gradually move to the right according to the movement of the light emitting position of the pixels of the one-dimensional pixel array in the sub-display area S1 of the display unit 2. .. By increasing the resolution of the horizontal pixels in the sub-display area S1 of the display unit 2 in this way, it is possible to precisely control the light emitting positions of the side end surface and the upper end surface of the combiner 4 with the same or slightly lower resolution. Therefore, more accurate sub-display information can be provided to the user.

なお、上記一例では、コンバイナ４の端面の発光位置により車両旋回指示を行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、左右レーン逸脱、前方車両との車間距離、車両速度等を、コンバイナ４の端面の発光位置によってユーザに伝達してもよい。 In the above example, the case where the vehicle turning instruction is given by the light emitting position of the end surface of the combiner 4 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the deviation from the left and right lanes, the distance to the vehicle in front, the vehicle speed, and the like may be transmitted to the user by the light emitting position of the end surface of the combiner 4.

以上、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示部２の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、コンバイナ４の一方の端面に向けて反射し、該一方の端面から入射しコンバイナ４内で導光された画像表示光をコンバイナ４の他方の端面で結像させると共に、所定領域以外の領域から出射された画像表示光が反射部３に出射されるように画像表示光を分離する反射導光部６を更に備えている。 As described above, the head-up display device 1 according to the present embodiment collects the image display light emitted from the predetermined region which is a part of the display unit 2, reflects the image display light toward one end surface of the combiner 4, and reflects the image display light toward one end surface of the combiner 4. The image display light incident on the end face of the combiner 4 and guided in the combiner 4 is formed into an image on the other end face of the combiner 4, and the image display light emitted from a region other than the predetermined region is emitted to the reflecting unit 3. It is further provided with a reflected light guide unit 6 for separating the image display light.

これにより、表示部２の副表示領域Ｓ１から出射された画像表示光のみを利用してコンバイナ４の端面を発光させることができる。したがって、コンバイナ４内に導光する光を生成する光源、制御部、電源、配線などを不要となるため、ヘッドアップディスプレイ装置１の構成を簡素化できる。すなわち、簡易な構成で、コンバイナ４内に光を導光しその端面を発光させることで、主表示情報以外の副表示情報をユーザに伝達できる。
さらに、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置を緻密に制御できるため、より精度の高い副表示情報をユーザに伝達できる。 As a result, the end face of the combiner 4 can be made to emit light by using only the image display light emitted from the sub-display area S1 of the display unit 2. Therefore, the configuration of the head-up display device 1 can be simplified because a light source, a control unit, a power supply, wiring, and the like that generate light to be guided in the combiner 4 are not required. That is, with a simple configuration, by guiding light into the combiner 4 and causing the end face thereof to emit light, sub-display information other than the main display information can be transmitted to the user.
Further, since the light emitting positions of the side end surface and the upper end surface of the combiner 4 can be precisely controlled, more accurate sub-display information can be transmitted to the user.

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.

上記実施形態において、表示部７は、画像表示光を照射するレーザ光源７１と、レーザ光源７１からの画像表示光を結像させる中間像スクリーン７２と、を有する構成であってもよい（図１２）。レーザ光源７１は、中間像スクリーン７２に対して、例えば、２次元のラスタスキャンを行う。このように、レーザ光源７１を用いて平行ビームのスキャンを行うことで、画像表示光の水平方向の位置制御の精度を向上させ、コンバイナ４の側端面及び上端面の発光位置をより高精度に制御できる。 In the above embodiment, the display unit 7 may have a structure including a laser light source 71 that irradiates the image display light and an intermediate image screen 72 that forms an image of the image display light from the laser light source 71 (FIG. 12). ). The laser light source 71 performs, for example, a two-dimensional raster scan on the intermediate image screen 72. By scanning the parallel beam using the laser light source 71 in this way, the accuracy of the horizontal position control of the image display light is improved, and the emission positions of the side end surface and the upper end surface of the combiner 4 are made more accurate. Can be controlled.

この場合、反射導光部６を設けず、レーザ光源７１は、直接的に画像表示光をコンバイナ４の下端面に照射する構成であってもよい（図１３）。コンバイナ４の下端面に入射した画像表示光は、コンバイナ４内で導光され、コンバイナ４の上端面又は側端面で発光する。一方、レーザ光源７１は、中間像スクリーン７２に対しても画像表示光を照射する。照射された画像表示光は、中間像スクリーン７２を透過し、反射部３でコンバイナ４に向けて反射される。 In this case, the laser light source 71 may be configured to directly irradiate the lower end surface of the combiner 4 with the image display light without providing the reflected light guide unit 6 (FIG. 13). The image display light incident on the lower end surface of the combiner 4 is guided in the combiner 4 and emitted from the upper end surface or the side end surface of the combiner 4. On the other hand, the laser light source 71 also irradiates the intermediate image screen 72 with the image display light. The irradiated image display light passes through the intermediate image screen 72 and is reflected by the reflecting unit 3 toward the combiner 4.

また、表示部７の中間像スクリーン７２において、副表示領域Ｓ１は光を拡散透過させない領域であり、主表示領域Ｓ２は、光を拡散透過させる領域であってもよい（図９）。例えば、副表示領域Ｓ１は、透過領域であり、主表示領域Ｓ２は、マイクロレンズアレイ７３が配置されたレンズアレイ領域である。レーザ光源７１からの副表示領域Ｓ１の画像表示光は、空間領域を透過し、反射導光部６に入射する。一方、レーザ光源７１からの主表示領域Ｓ２の画像表示光は、レンズアレイ領域で拡散され、反射部３に入射する。 Further, in the intermediate image screen 72 of the display unit 7, the sub-display region S1 may be a region that does not diffuse and transmit light, and the main display region S2 may be a region that diffuses and transmits light (FIG. 9). For example, the sub-display area S1 is a transmission area, and the main display area S2 is a lens array area in which the microlens array 73 is arranged. The image display light of the sub-display region S1 from the laser light source 71 passes through the spatial region and is incident on the reflected light guide unit 6. On the other hand, the image display light in the main display region S2 from the laser light source 71 is diffused in the lens array region and incident on the reflection unit 3.

主表示領域Ｓ２の図柄などを、拡大虚像表示させる必要があることから、主表示領域Ｓ２に対する画像表示光のみをマイクロレンズアレイ７３などにより拡散させる。これにより、主表示領域Ｓ２の図柄などをより広い視点位置範囲、言い換えると運転者の頭部位置範囲に対応して表示させることができる。 Since it is necessary to display a magnified virtual image of the design of the main display area S2, only the image display light for the main display area S2 is diffused by the microlens array 73 or the like. As a result, the design of the main display area S2 can be displayed corresponding to a wider viewpoint position range, in other words, the driver's head position range.

さらに、表示部７の中間像スクリーン７２は、副表示領域Ｓ１をスクリーン部材が存在しない空間領域とし、主表示領域Ｓ２を、光を拡散透過させるレンズアレイ領域としてもよい（図１０）。レーザ光源７１からの副表示領域Ｓ１の画像表示光は、空間領域を透過し、反射導光部６に入射する。一方、レーザ光源７１からの主表示領域Ｓ２の画像表示光は、レンズアレイ領域で拡散し、反射部３に入射する。副表示領域Ｓ１は光を拡散通過させる必要が無い。このため、図１４または図１５に示したような構成とすることで、レーザ光源７２からの副表示領域Ｓ１の画像表示光を効率良くコンバイナ２４の下端面に入射させることができる。
上記実施形態において、ヘッドアップディスプレイ装置１は自動車に搭載されているが、これに限定されず、例えば、列車、航空機などに搭載されてもよい。
さらに、上述した実施形態を任意に組み合わせてもよいことは言うまでもない。 Further, in the intermediate image screen 72 of the display unit 7, the sub-display area S1 may be a spatial area in which no screen member exists, and the main display area S2 may be a lens array area for diffusing and transmitting light (FIG. 10). The image display light of the sub-display region S1 from the laser light source 71 passes through the spatial region and is incident on the reflected light guide unit 6. On the other hand, the image display light in the main display region S2 from the laser light source 71 diffuses in the lens array region and is incident on the reflection unit 3. The sub-display area S1 does not need to diffuse light. Therefore, by adopting the configuration as shown in FIG. 14 or 15, the image display light of the sub-display region S1 from the laser light source 72 can be efficiently incident on the lower end surface of the combiner 24.
In the above embodiment, the head-up display device 1 is mounted on an automobile, but is not limited to this, and may be mounted on, for example, a train, an aircraft, or the like.
Furthermore, it goes without saying that the above-described embodiments may be arbitrarily combined.

１ヘッドアップディスプレイ装置
２表示部
３反射部
４コンバイナ
５画像データ生成部
６反射導光部
７表示部
２１中間像表示部
２２バックライト
６１第１導光部
６２反射集光部
６３第２導光部
７１レーザ光源
７２中間像スクリーン 1 Head-up display device 2 Display unit 3 Reflection unit 4 Combiner 5 Image data generation unit 6 Reflection light guide unit 7 Display unit 21 Intermediate image display unit 22 Backlight 61 First light guide unit 62 Reflection light collection unit 63 Second light guide Part 71 Laser light source 72 Intermediate image screen

Claims

表示画像データに基づく画像表示光を出射する表示部と、
板形状であるコンバイナと、
前記表示部の一部分である所定領域から出射された画像表示光を集光して、前記コンバイナの一方の端面に入射させ、前記コンバイナ内で導光された画像表示光を前記コンバイナの他方の端面で結像させる反射導光部と、
前記表示部における前記所定領域以外の領域から出射された画像表示光を反射して、前記コンバイナの反射面に画像表示光を照射する反射部と、
前記表示部における所定領域に前記コンバイナの他方の端面の発光位置に基づいた副表示情報を表示させ、前記表示部における所定領域以外の領域に主表示情報を表示させる表示画像データを生成する画像データ生成部と、
を備えるヘッドアップディスプレイ装置。 A display unit that emits image display light based on display image data,
A plate-shaped combiner and
The image display light emitted from a predetermined region that is a part of the display unit is focused and incident on one end face of the combiner, and the image display light guided in the combiner is directed to the other end face of the combiner. The reflected light guide that forms an image with
A reflecting unit that reflects image display light emitted from a region other than the predetermined region of the display unit and irradiates the reflecting surface of the combiner with the image display light.
Image data for generating display image data in which sub-display information based on the light emitting position of the other end surface of the combiner is displayed in a predetermined area in the display unit, and main display information is displayed in an area other than the predetermined area in the display unit. Generator and
Head-up display device equipped with.

前記ヘッドアップディスプレイは、車両において用いられ、
前記画像データ生成部は、前記副表示情報として、前記車両の車両旋回指示を示す情報を表示させる、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display is used in a vehicle and
The image data generation unit displays information indicating a vehicle turning instruction of the vehicle as the sub-display information.
The head-up display device according to claim 1.

前記ヘッドアップディスプレイは、車両において用いられ、
前記画像データ生成部は、前記副表示情報として、前記車両の左右レーン逸脱を示す情報を表示させる、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display is used in a vehicle and
The image data generation unit displays information indicating deviation from the left and right lanes of the vehicle as the sub-display information.
The head-up display device according to claim 1.

前記ヘッドアップディスプレイは、車両において用いられ、
前記画像データ生成部は、前記副表示情報として、前記車両と前方車両との車間距離を示す情報を表示させる、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display is used in a vehicle and
The image data generation unit displays information indicating the inter-vehicle distance between the vehicle and the vehicle in front as the sub-display information.
The head-up display device according to claim 1.

前記ヘッドアップディスプレイは、車両において用いられ、
前記画像データ生成部は、前記副表示情報として、前記車両の走行速度を示す情報を表示させる、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display is used in a vehicle and
The image data generation unit displays information indicating the traveling speed of the vehicle as the sub-display information.
The head-up display device according to claim 1.