WO2021132089A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2021132089A1
WO2021132089A1 PCT/JP2020/047469 JP2020047469W WO2021132089A1 WO 2021132089 A1 WO2021132089 A1 WO 2021132089A1 JP 2020047469 W JP2020047469 W JP 2020047469W WO 2021132089 A1 WO2021132089 A1 WO 2021132089A1
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WO
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display
light
display light
viewer
angle
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/047469
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕輝 春山
千秋 渋谷
Original Assignee
日本精機株式会社
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Publication date
Application filed by 日本精機株式会社 filed Critical 日本精機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/02—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays

Definitions

  • This disclosure relates to a head-up display device.
  • the head-up display device described in Patent Document 1 has a light emitting diode, a liquid crystal display panel that receives light from the light emitting diode and emits display light, and a virtual image by reflecting the display light toward the windshield. It includes a concave mirror to be visually recognized, and a stepping motor and gears for rotating the concave mirror in order to adjust the irradiation position of the display light on the front glass.
  • the inventors of the present application change the angle of incidence of the display light on the windshield when the irradiation position of the display light on the windshield changes due to the rotation of the concave mirror, thereby visually recognizing. It was discovered that the position where the display light is applied to the person shifts. In this way, if the position where the display light is irradiated to the viewer shifts, it becomes difficult to irradiate the viewer with high-brightness display light, and the display quality of the virtual image deteriorates. Was discovered by.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a head-up display device capable of suppressing deterioration of display quality.
  • the head-up display device is A head-up display device that allows a viewer to visually recognize a virtual image by irradiating a projected member with display light representing information.
  • An indicator that receives the light from the light source and emits the display light
  • a reflector that guides the display light from the display to the projected member
  • a drive unit that adjusts the angle of the reflector in order to move the irradiation position of the display light to the viewer in the vertical direction.
  • a control unit that controls the plurality of light sources is provided.
  • the control unit An eyebox-corresponding range corresponding to the viewer's eyebox is set in a part of the display light-irradiable area in which the display light can be irradiated to the viewer by turning on the plurality of light sources.
  • the viewpoint information was acquired, the viewpoint region located within the eye box correspondence range was determined in correspondence with the viewpoint of the viewer located in the eye box included in the viewpoint information, and the viewpoint region was determined among the plurality of light sources.
  • One or more of the light sources corresponding to the viewpoint region are turned on, and the light sources are turned on. Based on the angle of the reflecting mirror adjusted by the driving unit, the position of the eyebox corresponding range in the display light irradiation area is set.
  • deterioration of display quality can be suppressed.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the position of the eye box correspondence range occupying the display light irradiation possible area when the vehicle which concerns on one Embodiment of this disclosure is a right-hand drive vehicle. It is a figure which shows the windshield and the head-up display device. It is a cross-sectional view of the F15-F15 line of FIG. It is a cross-sectional view of the F16-F16 line of FIG. It is a figure which shows the windshield and the head-up display device. It is a vertical cross-sectional view of the F18-F18 line of FIG. It is a vertical cross-sectional view of the F19-F19 line of FIG.
  • the direction T indicates the upward direction
  • the direction B indicates the downward direction
  • the direction R indicates the right direction
  • the direction L indicates the left direction
  • the direction F indicates the front of the vehicle
  • the direction Rr indicates the rear of the vehicle. Is shown.
  • the left-right direction indicates the direction seen from the driver, and is a direction along the vehicle width direction indicated by the direction Vw.
  • the head-up display HUD is mounted on the instrument panel of the vehicle and emits the display light DL to the windshield WS of the vehicle.
  • the head-up display HUD emits a display light DL to a windshield WS, for example, a portion of the windshield facing the driver's seat.
  • the display light DL represents vehicle information such as the traveling speed of the vehicle, various vehicle warnings, and route guidance information.
  • vehicle information such as the traveling speed of the vehicle, various vehicle warnings, and route guidance information.
  • the head-up display HUD includes a display 1, a reflector 2, a control unit 3, and a reflector drive unit 4.
  • the display 1 is controlled by the control unit 3 to display an image representing vehicle information, and emits a display light DL representing this image.
  • the reflector 2 folds back the display light DL inside the housing of the head-up display HUD and reflects it toward the windshield WS.
  • the reflector 2 is, for example, a concave mirror.
  • the reflector drive unit 4 is controlled by the control unit 3 and rotates the reflector 2 around the rotation axis AX.
  • the rotation axis AX is along the vehicle width direction, and in FIG. 1, it is along the paper vertical direction.
  • the irradiation position of the display light DL with respect to the viewer Vr can be moved in the vertical direction (T direction and B direction).
  • the display 1 includes a plurality of light sources 11, a lens group 12, and a liquid crystal panel 13.
  • the lens group 12 includes a first field lens 12a and a second field lens 12b.
  • the lens group 12 is a front-stage optical member (backlight optical member) designed so that the illumination light emitted from any of the reference light sources 11A among the plurality of light sources 11 transmits and illuminates the entire surface of the liquid crystal panel 13. Further, in the lens group 12, the display light DL emitted from the liquid crystal panel 13 is visually recognized at an arbitrary position in the eye box EB via the rear-stage optical member (HUD optical member composed of the reflecting mirror 2 and the windshield WS). It is designed to reach the eyes of the person Vr.
  • HUD optical member composed of the reflecting mirror 2 and the windshield WS
  • the plurality of light sources 11 are composed of 35 LED (Light Emitting Diode) light sources of 5 vertical x 7 horizontal lights arranged on a two-dimensional plane.
  • This two-dimensional plane is a mounting surface of a substrate on which a plurality of light sources 11 are mounted.
  • Each of the light sources 11 (0,0) to 11 (6,4) corresponds to the constituent regions eb (0,0) to eb (6,4) constituting the display light irradiation capable region LA.
  • the display light irradiation area LA is the maximum range in which the display light DL can irradiate the viewer Vr.
  • the display light DL is irradiated over the entire area of the display light irradiation enable area LA.
  • the display light irradiation area LA is divided into a grid pattern of vertical 5 ⁇ horizontal 7.
  • the vertical direction is along the vertical direction (T direction and B direction)
  • the horizontal direction is along the vehicle width direction (Vw direction).
  • control unit 3 controls the display 1 and the reflector drive unit 4.
  • control unit 3 adjusts the angle ⁇ of the reflector 2 according to the sitting height of the viewer Vr through the reflector drive unit 4 based on the operation of an operation switch (not shown) by the viewer Vr.
  • the control unit 3 adjusts the angle ⁇ of the reflector 2 according to the sitting heights H1, H2, and H3 of the viewer Vr.
  • the angle ⁇ of the reflecting mirror 2 is an angle in the tangential direction of the center point of the reflecting surface of the reflecting mirror 2 with respect to the vehicle front-rear direction (direction F and direction Rr). As the angle ⁇ of the reflector 2 increases, the irradiation position of the display light DL moves upward.
  • the reflector 2 when the viewer Vr is the sitting height H1, the reflector 2 is set to the first angle ⁇ 1 so that the irradiation position of the display light DL suitable for the viewer Vr at the sitting height H1 is obtained.
  • the reflector 2 when the viewer Vr has a sitting height H2 higher than the sitting height H1, the reflector 2 is set to a second angle ⁇ 2 which is an angle larger than the first angle ⁇ 1 so that the sitting height H2 can be visually recognized.
  • the irradiation position of the display light DL suitable for the person Vr As shown in FIG.
  • the reflector 2 is set to a third angle ⁇ 3 which is an angle larger than the second angle ⁇ 2, so that the sitting height H3 can be visually recognized.
  • the irradiation position of the display light DL suitable for the person Vr.
  • the control unit 3 changes the position of the eyebox compatible range EA occupying the display light irradiation range LA according to the angle ⁇ of the reflector 2, and then changes the position of the eyebox compatible range EA.
  • the eye box correspondence range EA is set as a part of the display light irradiation enable area LA, and is a region corresponding to the eye box EB of the viewer Vr.
  • the eyebox correspondence range EA is composed of, for example, a constituent area of 4 vertical ⁇ 6 horizontal.
  • the control unit 3 acquires the viewpoints VrR and VrL in the eyebox EB based on the viewpoint information IE from the viewpoint detection device 9.
  • control unit 3 determines the viewpoint region VA in the eye box correspondence range EA corresponding to the viewpoint VrR and VrL in the acquired eye box EB. Further, the control unit 3 lights a single or a plurality of light sources 11 corresponding to the determined viewpoint region VA among the plurality of light sources 11. The processing content of the control unit 3 will be described in detail later.
  • the control unit 3 determines which of the first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, and the third angle ⁇ 3 is closer to the angle ⁇ of the reflector 2.
  • the first angle ⁇ 1 is an angle smaller than the second angle ⁇ 2, and the second angle ⁇ 2 is an angle smaller than the third angle ⁇ 3.
  • the eyebox correspondence range EA1 is set on the outside and the upper side of the vehicle away from the passenger seat when viewed from the driver's seat in the vehicle width direction.
  • the eyebox correspondence range EA1 is composed of the upper left vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent areas of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the eyebox correspondence range EA3 is set on the inside and the bottom of the vehicle approaching the passenger seat when viewed from the driver's seat in the vehicle width direction.
  • the eyebox correspondence range EA3 is composed of a vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent area in the lower right of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the control unit 3 determines that the angle ⁇ of the reflector 2 is the closest to the second angle ⁇ 2, as shown in FIG. 12, the eye box is located in the center of the display light irradiation area LA.
  • the eyebox correspondence range EA2 is composed of a central vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent area of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the control unit 3 moves upward as the angle ⁇ of the reflector 2 increases, in other words, as the irradiation position of the display light DL on the windshield WS moves upward. Slide the position of the eyebox compatible range EA in the display light irradiation area LA to the lower right.
  • the control unit 3 determines that the angle ⁇ of the reflector 2 is the closest to the first angle ⁇ 1, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 13, the upper right (right) of the display light irradiation range LA.
  • the eyebox correspondence range EA4 is set on the outside and the upper side of the vehicle away from the passenger seat when viewed from the driver's seat in the vehicle width direction.
  • the eyebox correspondence range EA4 is composed of a vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent area in the upper right of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the eyebox correspondence range EA6 is set on the inside and below of the vehicle approaching the passenger seat when viewed from the driver's seat in the vehicle width direction.
  • the eyebox correspondence range EA6 is composed of a vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent area in the lower left of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the eyebox correspondence range EA5 is composed of a central vertical 4 ⁇ horizontal 6 constituent area of all the constituent areas eb (0,0) to eb (6,4).
  • the control unit 3 moves upward as the angle ⁇ of the reflector 2 increases, in other words, as the irradiation position of the display light DL on the windshield WS moves upward.
  • the eyebox correspondence range EA occupying the display light irradiation area LA is set to be flipped horizontally.
  • control unit 3 adjusts the angle ⁇ of the reflector 2 through the reflector drive unit 4 based on the switch operation by the viewer Vr (step S101). As a result, the irradiation position of the display light DL is adjusted according to the sitting height of the viewer Vr.
  • control unit 3 sets the position of the eyebox corresponding range EA in the display light irradiation area LA based on the angle ⁇ of the reflector 2 (step S102).
  • control unit 3 determines the viewpoints VrR and VrL of the viewer Vr in the eyebox EB based on the viewpoint information IE from the viewpoint detection device 9 (step S103).
  • the control unit 3 associates the eyebox EB with the eyebox correspondence range EA to determine the viewpoint region VA which is a part of the eyebox correspondence range EA corresponding to the viewpoints VrR and VrL in the eyebox EB.
  • the light source 11 corresponding to the determined viewpoint region VA is turned on (step S104), and the light source lighting process is completed.
  • two viewpoint areas VA are determined in the eyebox correspondence range EA corresponding to the two viewpoints VrR and VrL.
  • the positions of the two viewpoints VrR and VrL in the eyebox EB correspond to the positions of the two viewpoint areas VA in the eyebox correspondence range EA.
  • each of the two viewpoint areas VA is a viewpoint. Determined to include VrR, VrL.
  • the viewpoint VrR is located at the center of the eyebox EB.
  • the control unit 3 is a left-hand steering wheel and the reflector 2 has a first angle ⁇ 1
  • the viewpoint region VA1 including (4,2), eb (3,1), and eb (3,2) is determined.
  • the control unit 3 displays the light sources 11 (4, 1), 11 (4, 2), 11 (3, 1), and 11 (3, 2) corresponding to the determined viewpoint region VA1 in FIGS. 2 and 3. It lights up as the reference light source 11A shown.
  • control unit 3 is a left-hand steering wheel and the reflector 2 has a second angle ⁇ 2
  • the control unit 3 is a viewpoint composed of a constituent area eb (3, 2) located at the center of the eye box correspondence range EA2 shown in FIG.
  • the region VA2 is determined, and the light sources 11 (3, 2) corresponding to the determined viewpoint region VA2 are turned on as the reference light source 11A shown in FIGS. 2 and 3.
  • the control unit 3 is a left-hand steering wheel and the reflector 2 has a third angle ⁇ 3
  • the control units 3 have constituent regions eb (3, 1) and eb (3, 1) located at the center of the eye box correspondence range EA3 shown in FIG.
  • the viewpoint region VA3 including 3,2), eb (2,1), and eb (2,2) is determined. Then, the control unit 3 shows the light sources 11 (3,1), 11 (3,2), (2,1), 11 (2,2) corresponding to the determined viewpoint region VA3 in FIGS. 2 and 3. It lights up as a reference light source 11A.
  • the viewpoint VrR is located at the center of the eyebox EB, but the present invention is not limited to this, and when the viewpoint VrR is located outside the center of the eyebox EB, the viewpoint areas VA1, VA2, and VA3 are located at the center of the eyebox EB. Correspondence range It is located outside the center of EA1, EA2, and EA3.
  • the viewpoint region VA is determined in the same manner as the viewpoint VrR.
  • the control unit 3 has different viewpoint regions VA1, VA2, VA3 for each of the determined eyebox correspondence ranges EA1, EA2, and EA3 even if the light sources VrR and VrL exist at the same position in the eyebox EB. Is determined, and the light source 11 corresponding to the determined viewpoint regions VA1, VA2, and VA3 is turned on as the reference light source 11A. In this way, by turning on the reference light source 11A among the plurality of light sources 11, the brightness of the display light DL at the viewpoints VrR and VrL in the eyebox EB can be increased. Further, since the light sources other than the reference light source 11A among the plurality of light sources 11 are turned off, heat generation of the light source 11 can be suppressed and power saving can be achieved.
  • the control unit 3 may turn on the light source corresponding to the periphery of the constituent area as well as the constituent area in which the viewpoints VrR and VrL exist.
  • the brightness (lighting intensity) of the reference light source 11A corresponding to the constituent region in which the viewpoints VrR and VrL exist is a
  • the brightness of the left and right light sources of the reference light source 11A is b
  • the control unit 3 lights only the reference light source 11A or the reference light source 11A and the nearby light source corresponding to the constituent area where the viewpoint detected through the viewpoint information IE is located.
  • a decrease in display quality such as a decrease in the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr due to a fine movement of the viewpoint of the viewer Vr.
  • eight surrounding light sources are turned on as the vicinity of the reference light source 11A, but the present invention is not limited to this, and four light sources such as up, down, left, and right may be used. The smaller the number of lighting light sources, the more power is saved, and the heat generated by the light sources can be suppressed.
  • the reference light source 11A is not limited to a single light source, and may be a plurality of reference light sources.
  • the windshield WS is formed of a transparent plate material having a free curved surface curved so as to be recessed when viewed from the viewer Vr along the vertical direction and the vehicle width direction. Since the windshield WS has a free curved surface, the incident angle of the display light DL changes due to the change in the irradiation position of the display light DL on the windshield WS, and the position of the display light DL reaching the viewer Vr changes. In addition, the cross-sectional shape of the display light DL when reaching the viewer Vr may be distorted.
  • the position of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB shifts in the vertical direction (T direction and B direction) and the vehicle width direction (Vw direction).
  • the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr may decrease due to the minute movement of the viewpoint of the viewer Vr, and the display quality may deteriorate.
  • the windshield WS is formed in a shape in which the radius of curvature along the vehicle width direction (Vw direction) increases toward the lower side. Therefore, when the display light DL shown in FIG. 15 is irradiated to the lower side of the windshield WS, the incident angle ⁇ 1 seen from above is such that the display light DL shown in FIG. 16 is irradiated to the upper side of the windshield WS. It is larger than the incident angle ⁇ 2 seen from above in the case.
  • the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr may decrease due to the minute movement of the viewpoint of the viewer Vr in the vehicle width direction, and the display quality may deteriorate.
  • the display light DL is incident on the windshield WS at an incident angle ⁇ 2, as shown in FIG. 21, the position of the high luminance range Hb with respect to the eyebox EB in the vehicle width direction as compared with the case of FIG. Is not out of alignment.
  • the display light DL is irradiated to the lower side of the windshield WS, that is, the angle of the reflector 2.
  • ⁇ is small
  • the position of the eyebox-corresponding range EA in the display light irradiation area LA is shifted to the outside of the vehicle away from the passenger seat when viewed from the viewer Vr in the driver's seat.
  • the positional deviation of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB in the vehicle width direction is eliminated as compared with the comparative example.
  • the windshield WS is formed in a shape in which the radius of curvature along the vertical direction (T direction and B direction) becomes smaller toward the lower side.
  • the difference in the radius of curvature along the vertical direction between the upper side and the lower side of the windshield WS is smaller than the difference in the radius of curvature along the vehicle width direction between the upper side and the lower side of the windshield WS described above. ..
  • the incident angle ⁇ 1 seen from the vehicle width direction when the display light DL shown in FIG. 19 is irradiated to the lower side of the windshield WS is when the display light DL shown in FIG.
  • the display light DL is incident on the windshield WS at the incident angle ⁇ 1
  • the reflected light of the display light DL is directed downward as compared with the case where the display light DL is incident on the windshield WS at the incident angle ⁇ 2. Therefore, in the comparative example, when the display light DL is incident on the windshield WS at the incident angle ⁇ 1, the position of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB may be shifted downward as shown in FIG. is there.
  • the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr may decrease due to the minute movement of the viewpoint of the viewer Vr in the vertical direction, and the display quality may deteriorate.
  • the display light DL is incident on the windshield WS at an incident angle ⁇ 2, as shown in FIG. 21, the position of the high luminance range Hb with respect to the eyebox EB in the vertical direction is higher than that in the case of FIG. It is not out of alignment.
  • the display light DL is irradiated to the lower side of the windshield WS, that is, the angle ⁇ of the reflector 2.
  • the position of the eyebox correspondence range EA in the display light irradiation area LA is shifted upward.
  • the vertical positional deviation of the high-luminance range Hb with respect to the eye box EB is eliminated as compared with the comparative example.
  • the head-up display device HUD causes the viewer Vr to visually recognize the virtual image Vi by irradiating the windshield WS, which is an example of the projected member, with the display light DL representing the vehicle information.
  • the head-up display device HUD has a plurality of light sources 11 arranged on a two-dimensional plane, a display 1 that receives illumination light from the light source 11 and emits display light DL, and a display light DL from the display 1.
  • a control unit 3 for the operation is provided.
  • the control unit 3 corresponds to the eye box EB of the viewer Vr in a part of the display light irradiable region LA that can irradiate the display light DL to the viewer Vr by turning on all of the plurality of light sources 11.
  • Set the eyebox compatible range EA Set the eyebox compatible range EA.
  • control unit 3 acquires the viewpoint information Ie and determines the viewpoint area VA located in the eyebox correspondence range EA in correspondence with the viewpoint of the viewer Vr located in the eyebox EB included in the viewpoint information Ie. Then, one or a plurality of light sources 11 corresponding to the determined viewpoint region VA among the plurality of light sources 11 are turned on. Further, the control unit 3 sets the position of the eyebox correspondence range EA in the display light irradiation range LA based on the angle ⁇ of the reflector 2 adjusted by the reflector drive unit 4. According to this configuration, the misalignment of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB is eliminated. Therefore, it is suppressed that the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr is lowered due to the minute movement of the viewpoint of the viewer Vr. As a result, deterioration of display quality is suppressed.
  • the control unit 3 adjusts the angle ⁇ of the reflector 2 via the reflector drive unit 4, so that the irradiation position of the display light DL on the windshield WS is the lower side of the vehicle windshield where the windshield WS is the irradiation position.
  • the position of the eyebox correspondence range EA in the display light irradiation area LA is set to the upper side. According to this configuration, the vertical positional deviation of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB is eliminated. Therefore, it is possible to prevent the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr from being lowered due to the minute movement of the viewpoint in the vertical direction of the viewer Vr. As a result, deterioration of display quality is suppressed.
  • the head-up display device HUD irradiates the display light DL on the portion of the windshield of the vehicle, which is the windshield WS, facing the driver's seat.
  • the control unit 3 moves the irradiation position of the display light DL to the windshield WS to the lower side of the vehicle windshield which is the windshield WS.
  • the position of the eyebox correspondence range EA in the display light irradiation area LA is set to the outside of the vehicle away from the passenger seat with respect to the driver's seat on which the viewer Vr sits.
  • the displacement of the high-luminance range Hb with respect to the eyebox EB in the vehicle width direction is eliminated. Therefore, it is possible to prevent the brightness of the virtual image Vi seen from the viewer Vr from being lowered due to the minute movement of the viewpoint in the vehicle width direction of the viewer Vr. As a result, deterioration of display quality is suppressed.
  • control unit 3 adjusts the angle ⁇ of the reflector 2 through the reflector drive unit 4 based on the operation of an operation switch (not shown) by the viewer Vr, but the present invention is not limited to this, and the viewpoint detection is not limited to this.
  • the sitting height of the viewer Vr may be estimated based on other information such as the viewpoint information Ie from the device 9, and the angle ⁇ of the reflector 2 may be adjusted based on the estimated sitting height of the viewer Vr.
  • the number of light sources 11 in the above embodiment can be changed as appropriate.
  • the size, aspect ratio, and number of constituent areas of the display light irradiation area LA change according to the number of light sources 11.
  • the control unit 3 may gradually slide the eyebox correspondence range EA according to the angle ⁇ of the reflector 2. Further, the size and aspect ratio of the eye box correspondence range EA and the viewpoint area VA can be changed as appropriate.
  • the plurality of light sources 11 are arranged in a matrix, the arrangement mode of the light sources 11 is not limited to this. For example, a plurality of light sources are arranged along a first row arranged along the X direction and a second row adjacent to the first row in the Y direction and arranged along the X direction. The light sources in the second row may be provided at different positions in the X direction.
  • the X and Y directions extend in directions orthogonal to each other along the two-dimensional plane in which the light source is arranged.
  • one light source 11 is associated with one constituent area, but the present invention is not limited to this, and a plurality of light sources 11 may be associated with one constituent area.
  • control unit 3 has set various lighting intensities for each of the light sources 11, but the present invention is not limited to this, and a constant lighting intensity may be set.
  • the viewpoint information IE is not limited to the viewpoints VrR and VrL of both eyes of the viewer Vr.
  • the control unit 3 may obtain the position between the eyebrows of the viewer Vr from the external viewpoint detection device 9 and estimate the viewpoints VrR and VrL of both eyes of the viewer Vr from the position between the eyebrows.
  • the viewpoint detection device 9 may be built in the head-up display HUD.
  • the number of reflectors 2 is one, but a reflector different from the reflector 2 may be provided between the reflector 2 and the display 1.
  • the other reflector may be either a plane mirror or a concave mirror.
  • control unit 3 has the same movement amount of the eyebox correspondence range EA due to the change of the angle ⁇ of the reflector 2 in the vertical direction and the vehicle width direction, but they may be different from each other.

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Abstract

表示品位の低下を抑制することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。 ヘッドアップディスプレイ装置は、複数の光源と、光源からの照明光を受けて表示光を出射する表示器と、表示器からの表示光をウインドシールドに導く反射鏡と、視認者に対する表示光の照射位置を上下方向に移動させるために反射鏡の角度を調整する反射鏡駆動部と、光源を制御する制御部と、を備える。制御部は、表示光を照射可能な表示光照射可能領域ＬＡのうち一部に視認者のアイボックスに対応するアイボックス対応範囲ＥＡを設定し、視点情報に含まれるアイボックス内に位置する視認者の視点に対応させてアイボックス対応範囲ＥＡ内に位置する視点領域ＶＡを決定し、複数の光源のうち決定した視点領域ＶＡに対応する単数又は複数の光源を点灯させ、反射鏡の角度に基づき、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を設定する。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　例えば、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードからの光を受けて表示光を出射する液晶表示パネルと、表示光をフロントガラスに向けて反射することにより虚像を視認させる凹面鏡と、フロントガラスへの表示光の照射位置を調整するために凹面鏡を回動させるステッピングモータ及び歯車と、を備える。
特開２００９－１６９３９９号公報
　本願発明者らは、フロントガラスが自由曲面であるため、凹面鏡の回動に伴うフロントガラスに対する表示光の照射位置が変わると、表示光のフロントガラスへの入射角が変化し、これにより、視認者に対して表示光が照射される位置がずれることを発見した。このように、視認者に対して表示光が照射される位置がずれると、視認者の目に高輝度の表示光を照射することが困難となり、虚像の表示品位が低下することが本願発明者らにより発見されていた。
　本開示は、上記実状を鑑みてなされたものであり、表示品位の低下を抑制することが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目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
　情報を表す表示光を被投射部材に照射することにより虚像を視認者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
　二次元平面上に配置された複数の光源と、
　前記光源からの光を受けて前記表示光を出射する表示器と、
　前記表示器からの前記表示光を前記被投射部材に導く反射鏡と、
　視認者に対する前記表示光の照射位置を上下方向に移動させるために前記反射鏡の角度を調整する駆動部と、
　前記複数の光源を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、
　前記複数の光源が点灯することにより視認者に対して前記表示光を照射可能な表示光照射可能領域のうち一部に視認者のアイボックスに対応するアイボックス対応範囲を設定し、
　視点情報を取得し、前記視点情報に含まれる前記アイボックス内に位置する視認者の視点に対応させて前記アイボックス対応範囲内に位置する視点領域を決定し、前記複数の光源のうち決定した前記視点領域に対応する単数又は複数の前記光源を点灯させ、
　前記駆動部により調整された前記反射鏡の角度に基づき、前記表示光照射可能領域内における前記アイボックス対応範囲の位置を設定する。
　本開示によれば、ヘッドアップディスプレイ装置において、表示品位の低下を抑制することができる。
本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載される車両の概略図である。 本開示の一実施形態に係る視認者の右目に入射する光路を示す図である。 本開示の一実施形態に係る視認者の左目に入射する光路を示す図である。 本開示の一実施形態に係る光源と表示光照射可能領域の構成領域の対応関係を示す図である。 本開示の一実施形態に係る制御部の光源点灯処理の手順を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る基準光源とその近傍光源の照明強度を示す図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡が第１角度にあるときの表示光の光路を示す図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡が第２角度にあるときの表示光の光路を示す図である。 本開示の一実施形態に係る反射鏡が第３角度にあるときの表示光の光路を示す図である。 本開示の一実施形態に係る車両が左ハンドル車であって、反射鏡が第１角度にあるときの表示光照射可能領域に占めるアイボックス対応範囲の位置を示す図である。 本開示の一実施形態に係る車両が左ハンドル車であって、反射鏡が第３角度にあるときの表示光照射可能領域に占めるアイボックス対応範囲の位置を示す図である。 本開示の一実施形態に係る車両が左ハンドル車であって、反射鏡が第２角度にあるときの表示光照射可能領域に占めるアイボックス対応範囲の位置を示す図である。 本開示の一実施形態に係る車両が右ハンドル車である場合の表示光照射可能領域に占めるアイボックス対応範囲の位置を示す図である。 ウインドシールド及びヘッドアップディスプレイ装置を示す図である。 図１４のＦ１５－Ｆ１５線の横断面図である。 図１４のＦ１６－Ｆ１６線の横断面図である。 ウインドシールド及びヘッドアップディスプレイ装置を示す図である。 図１７のＦ１８－Ｆ１８線の縦断面図である。 図１７のＦ１９－Ｆ１９線の縦断面図である。 比較例に係る表示光がウインドシールドの下側に照射されている場合のアイボックスと高輝度範囲を示す図である。 比較例に係る表示光がウインドシールドの上側に照射されている場合のアイボックスと高輝度範囲を示す図である。
　本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明において、方向Ｔは上方向を示し、方向Ｂは下方向を示し、方向Ｒは右方向を示し、方向Ｌは左方向を示し、方向Ｆは車両前方を示し、方向Ｒｒは車両後方を示す。左右方向は運転者から見た方向を示し、方向Ｖｗで示す車幅方向に沿う方向である。
　図１に示すように、ヘッドアップディスプレイＨＵＤは、車両のインストルメントパネルに搭載され、表示光ＤＬを車両のウインドシールドＷＳに出射する。一例として、ヘッドアップディスプレイＨＵＤは、ウインドシールドＷＳ、例えば、フロントガラスのうち運転席に対向する部分に表示光ＤＬを出射する。表示光ＤＬは、例えば、車両の走行速度、各種車両警告、経路案内情報などの車両情報を表すものである。車両の視認者Ｖｒは、アイボックスＥＢからウインドシールドＷＳを見ると、表示光ＤＬの虚像ＶｉをウインドシールドＷＳの前方に見ることができる。
　ヘッドアップディスプレイＨＵＤは、表示器１と、反射鏡２と、制御部３と、反射鏡駆動部４と、を有する。
　表示器１は、制御部３に制御されて、車両情報を表す画像を表示し、この画像を表す表示光ＤＬを出射する。
　反射鏡２は、ヘッドアップディスプレイＨＵＤの筐体内で表示光ＤＬを折り返し、ウインドシールドＷＳに向けて反射する。反射鏡２は、例えば、凹面鏡である。
　反射鏡駆動部４は、制御部３に制御され、回転軸ＡＸを中心に反射鏡２を回動させる。回転軸ＡＸは、車幅方向に沿い、図１では紙面垂直方向に沿う。反射鏡２は、回転軸ＡＸを中心に回動することにより、視認者Ｖｒに対する表示光ＤＬの照射位置を上下方向（Ｔ方向及びＢ方向）に移動させることができる。
　図２及び図３に示すように、表示器１は、複数の光源１１と、レンズ群１２と、液晶パネル１３と、を有する。レンズ群１２は、第１フィールドレンズ１２ａと、第２フィールドレンズ１２ｂと、を有する。レンズ群１２は、複数の光源１１のうち何れかの基準光源１１Ａから出射される照明光が液晶パネル１３の全面を透過照明するように設計された前段光学部材（バックライト光学部材）である。また、レンズ群１２は、液晶パネル１３から出射される表示光ＤＬが後段光学部材（反射鏡２及びウインドシールドＷＳから構成されるＨＵＤ光学部材）を経てアイボックスＥＢ内の任意の位置にある視認者Ｖｒの目に届くように設計されている。
　図４に示すように、複数の光源１１は、二次元平面上に配列された縦５灯×横７灯の３５灯のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源で構成されている。この二次元平面は、複数の光源１１が実装される基板の実装面である。各光源１１（０，０）～１１（６，４）は、表示光照射可能領域ＬＡを構成する構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）に対応する。表示光照射可能領域ＬＡは、視認者Ｖｒに対して表示光ＤＬが照射可能な最大範囲である。複数の光源１１の全てが点灯されたときに、表示光照射可能領域ＬＡの全域に表示光ＤＬが照射される。構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）は、表示光照射可能領域ＬＡが縦５×横７の格子状に分割されてなる。表示光照射可能領域ＬＡにおいて、縦は上下方向（Ｔ方向及びＢ方向）に沿い、横は車幅方向（Ｖｗ方向）に沿う。
　図１に示すように、制御部３は、表示器１及び反射鏡駆動部４を制御する。制御部３は、一例として視認者Ｖｒによる図示しない操作スイッチの操作に基づき、反射鏡駆動部４を通じて反射鏡２の角度αを視認者Ｖｒの座高に応じて調整する。
　制御部３は、図７、図８及び図９に示すように、視認者Ｖｒの座高Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に応じて反射鏡２の角度αを調整する。反射鏡２の角度αは、車両前後方向（方向Ｆ及び方向Ｒｒ）に対する反射鏡２の反射面の中心点の接線方向の角度である。反射鏡２の角度αが大きくなるにつれて、表示光ＤＬの照射位置は上方向に移動する。
　図７に示すように、視認者Ｖｒが座高Ｈ１であるときには、反射鏡２は第１角度α１に設定されることにより、座高Ｈ１の視認者Ｖｒに適した表示光ＤＬの照射位置となる。図８に示すように、視認者Ｖｒが座高Ｈ１よりも高い座高Ｈ２であるときには、反射鏡２は第１角度α１より大きい角度である第２角度α２に設定されることにより、座高Ｈ２の視認者Ｖｒに適した表示光ＤＬの照射位置となる。図９に示すように、視認者Ｖｒが座高Ｈ２よりも高い座高Ｈ３であるときには、反射鏡２は第２角度α２より大きい角度である第３角度α３に設定されることにより、座高Ｈ３の視認者Ｖｒに適した表示光ＤＬの照射位置となる。
　制御部３は、反射鏡２の角度αに応じて、図１０～図１３に示すように、表示光照射可能領域ＬＡに占めるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を変化させたうえでアイボックス対応範囲ＥＡを設定する。アイボックス対応範囲ＥＡは、表示光照射可能領域ＬＡの一部に設定され、視認者ＶｒのアイボックスＥＢに対応する領域である。アイボックス対応範囲ＥＡは、例えば、縦４×横６の構成領域により構成される。制御部３は、視点検出装置９からの視点情報Ｉｅに基づきアイボックスＥＢ内における視点ＶｒＲ、ＶｒＬを取得する。また、制御部３は、取得したアイボックスＥＢ内における視点ＶｒＲ、ＶｒＬに対応するアイボックス対応範囲ＥＡ内における視点領域ＶＡを決定する。また、制御部３は、複数の光源１１のうち決定した視点領域ＶＡに対応する単数又は複数の光源１１を点灯させる。制御部３の処理内容については後で詳述する。
　（左ハンドル車でのアイボックス対応範囲ＥＡの設定）
　次に、車両が左ハンドル車であって、運転席の前方にヘッドアップディスプレイＨＵＤが搭載される例におけるアイボックス対応範囲ＥＡの設定について説明する。制御部３は、反射鏡２の角度αが第１角度α１、第２角度α２及び第３角度α３の何れに近いかを判定する。第１角度α１は第２角度α２よりも小さい角度であり、第２角度α２は第３角度α３よりも小さい角度である。
　左ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第１角度α１に最も近いと判定すると、図１０に示すように、表示光照射可能領域ＬＡの左上（左ハンドル車の場合、車幅方向における運転席から見て助手席から離れる車外側で、かつ上側）にアイボックス対応範囲ＥＡ１を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ１は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち左上の縦４×横６の構成領域からなる。
　また、左ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第３角度α３に最も近いと判定すると、図１１に示すように、表示光照射可能領域ＬＡの右下（左ハンドル車の場合、車幅方向における運転席から見て助手席に近づく車内側で、かつ下側）にアイボックス対応範囲ＥＡ３を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ３は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち右下の縦４×横６の構成領域からなる。
　さらに、左ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第２角度α２に最も近いと判定すると、図１２に示すように、表示光照射可能領域ＬＡの中央にアイボックス対応範囲ＥＡ２を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ２は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち中央の縦４×横６の構成領域からなる。
　以上のように、左ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが大きくなるにつれて、言い換えると、表示光ＤＬのウインドシールドＷＳへの照射位置が上方向に移動するにつれて、表示光照射可能領域ＬＡに占めるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を右下にスライドさせる。
　（右ハンドル車でのアイボックス対応範囲ＥＡの設定）
　次に、車両が右ハンドル車であって、運転席の前方にヘッドアップディスプレイＨＵＤが搭載される例におけるアイボックス対応範囲ＥＡの設定について説明する。
　右ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第１角度α１に最も近いと判定すると、図１３の一点鎖線で示すように、表示光照射可能領域ＬＡの右上（右ハンドル車の場合、車幅方向における運転席から見て助手席から離れる車外側で、かつ上側）にアイボックス対応範囲ＥＡ４を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ４は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち右上の縦４×横６の構成領域からなる。
　また、右ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第３角度α３に最も近いと判定すると、図１３の実線で示すように、表示光照射可能領域ＬＡの左下（右ハンドル車の場合、車幅方向における運転席から見て助手席に近づく車内側で、かつ下側）にアイボックス対応範囲ＥＡ６を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ６は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち左下の縦４×横６の構成領域からなる。
　さらに、右ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが第２角度α２に最も近いと判定すると、図１３の二点鎖線で示すように、表示光照射可能領域ＬＡの中央にアイボックス対応範囲ＥＡ５を設定する。このアイボックス対応範囲ＥＡ５は、全ての構成領域ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）のうち中央の縦４×横６の構成領域からなる。
　以上のように、右ハンドル車の例では、制御部３は、反射鏡２の角度αが大きくなるにつれて、言い換えると、表示光ＤＬのウインドシールドＷＳへの照射位置が上方向に移動するにつれて、表示光照射可能領域ＬＡに占めるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を左下にスライドさせる。左ハンドル車と右ハンドル車では、表示光照射可能領域ＬＡに占めるアイボックス対応範囲ＥＡは左右反転されるように設定される。
　（フローチャート）
　次に、図５のフローチャートに沿って制御部３により実行される光源点灯処理について説明する。この光源点灯処理は、ヘッドアップディスプレイＨＵＤの電源がオンされたときに開始される。
　まず、制御部３は、視認者Ｖｒによるスイッチ操作に基づき、反射鏡駆動部４を通じて反射鏡２の角度αを調整する（ステップＳ１０１）。これにより、表示光ＤＬの照射位置が視認者Ｖｒの座高に合わせて調整される。
　そして、制御部３は、上述したように、反射鏡２の角度αに基づき表示光照射可能領域ＬＡに占めるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を設定する（ステップＳ１０２）。
　次に、制御部３は、視点検出装置９からの視点情報Ｉｅに基づきアイボックスＥＢ内における視認者Ｖｒの視点ＶｒＲ、ＶｒＬを判断する（ステップＳ１０３）。
　そして、制御部３は、アイボックスＥＢとアイボックス対応範囲ＥＡを対応させて、アイボックスＥＢ内における視点ＶｒＲ、ＶｒＬに対応するアイボックス対応範囲ＥＡの一部である視点領域ＶＡを決定し、決定した視点領域ＶＡに対応する光源１１を点灯させ（ステップＳ１０４）、光源点灯処理を終了する。
　上記ステップＳ１０３においてアイボックスＥＢ内に２つの視点ＶｒＲ、ＶｒＬが存在すると判断されたとき、２つの視点ＶｒＲ、ＶｒＬに対応してアイボックス対応範囲ＥＡ内に２つの視点領域ＶＡが決定される。アイボックスＥＢ内における２つの視点ＶｒＲ、ＶｒＬの位置とアイボックス対応範囲ＥＡ内における２つの視点領域ＶＡの位置は対応している。より具体的には、例えば、視点ＶｒＲ、ＶｒＬが位置するアイボックスＥＢとアイボックス対応範囲ＥＡを互いに同じサイズとなるように拡大又は縮小させて重ね合わせたときに２つの視点領域ＶＡそれぞれが視点ＶｒＲ、ＶｒＬを含むように決定される。
　ここでは、一例として、視点ＶｒＲがアイボックスＥＢの中心に位置する場合について説明する。
　この場合、制御部３は、左ハンドル車で、かつ反射鏡２が第１角度α１であれば、図１０に示すアイボックス対応範囲ＥＡ１の中心に位置する構成領域ｅｂ（４，１）、ｅｂ（４，２）、ｅｂ（３，１）、ｅｂ（３，２）からなる視点領域ＶＡ１を決定する。そして、制御部３は、決定した視点領域ＶＡ１に対応する光源１１（４，１）、１１（４，２）、１１（３，１）、１１（３，２）を図２及び図３に示す基準光源１１Ａとして点灯する。
　また、制御部３は、左ハンドル車で、かつ反射鏡２が第２角度α２であれば、図１２に示すアイボックス対応範囲ＥＡ２の中心に位置する構成領域ｅｂ（３，２）からなる視点領域ＶＡ２を決定し、決定した視点領域ＶＡ２に対応する光源１１（３，２）を図２及び図３に示す基準光源１１Ａとして点灯する。
　また、制御部３は、左ハンドル車で、かつ反射鏡２が第３角度α３であれば、図１１に示すアイボックス対応範囲ＥＡ３の中心に位置する構成領域ｅｂ（３，１）、ｅｂ（３，２）、ｅｂ（２，１）、ｅｂ（２，２）からなる視点領域ＶＡ３を決定する。そして、制御部３は、決定した視点領域ＶＡ３に対応する光源１１（３，１）、１１（３，２）、（２，１）、１１（２，２）を図２及び図３に示す基準光源１１Ａとして点灯する。
　この一例では、視点ＶｒＲがアイボックスＥＢの中心に位置していたが、これに限らず、視点ＶｒＲがアイボックスＥＢの中心以外に位置している場合、視点領域ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３がアイボックス対応範囲ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３の中心以外に位置する。
　また、視点ＶｒＬに対応する視点領域ＶＡについても、視点ＶｒＲと同様に視点領域ＶＡが決定される。
　以上のように、制御部３は、アイボックスＥＢ内における視点ＶｒＲ、ＶｒＬが同じ位置に存在しても、決定されるアイボックス対応範囲ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３毎に異なる視点領域ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３を決定し、決定した視点領域ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３に対応する光源１１を基準光源１１Ａとして点灯させる。このように、複数の光源１１のうち基準光源１１Ａを点灯させることにより、アイボックスＥＢ内における視点ＶｒＲ、ＶｒＬにおける表示光ＤＬの輝度を高めることができる。また、複数の光源１１のうち基準光源１１Ａ以外の光源が消灯されるため、光源１１の発熱の抑制と省電力化を図ることができる。
　制御部３は、上記ステップＳ１０４において、視点ＶｒＲ、ＶｒＬが存在する構成領域のみならず構成領域の周囲に対応する光源を点灯させてもよい。例えば、図６に示すように、視点ＶｒＲ、ＶｒＬが存在する構成領域に対応する基準光源１１Ａの輝度（点灯強度）をａとし、基準光源１１Ａの左右の光源の輝度をｂとし、基準光源１１Ａの上下の光源の輝度をｃとし、基準光源１１Ａの斜めの光源の輝度をｄとしたとき、а：ｂ：ｃ：ｄ＝１：０．８：０．６：０．４とすることが好ましい。このように、制御部３は、視点情報Ｉｅを通じて検出した視点が位置する構成領域に対応する基準光源１１Ａ、または基準光源１１Ａ及び近傍光源のみを点灯させる。これにより、視認者Ｖｒの微細な視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下する等の表示品位の低下を抑制することができる。図６の例では基準光源１１Ａの近傍として周囲の８つの光源を点灯させたが、これに限らず、上下左右の４つの光源としてもよい。点灯光源を少なくするほど省電力となり、光源が発する熱を抑制できる。なお、基準光源１１Ａは単数に限らず、複数であってもよい。
　（本実施形態と比較例の対比）
　次に、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置ＨＵＤの効果について、比較例と対比しつつ説明する。この比較例は、本実施形態と異なり、反射鏡２の角度αに関わらずアイボックス対応範囲ＥＡの位置が固定されている。
　図７、図８及び図９に示すように、反射鏡２の角度αが変化すると、ウインドシールドＷＳにおける表示光ＤＬが照射される上下方向の位置が変わる。ウインドシールドＷＳは、上下方向と車幅方向に沿って視認者Ｖｒから見て凹むように湾曲した自由曲面を有する透明な板材により形成される。
　ウインドシールドＷＳが自由曲面であることから、ウインドシールドＷＳへの表示光ＤＬの照射位置の変化により表示光ＤＬの入射角が変化し、視認者Ｖｒに到達する表示光ＤＬの位置が変化する。また、視認者Ｖｒに到達する際の表示光ＤＬの断面形状が歪むおそれがある。この結果、上記比較例では、図２０に示すように、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置が上下方向（Ｔ方向及びＢ方向）及び車幅方向（Ｖｗ方向）にずれる。この場合には、視認者Ｖｒの微細な視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下し、表示品位が低下するおそれがある。
　まず、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置が車幅方向にずれる原因について説明する。
　図１４、図１５及び図１６に示すように、ウインドシールドＷＳは、下側に行くほど車幅方向（Ｖｗ方向）に沿う曲率半径が大きくなる形状で形成される。このため、図１５に示す表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの下側に照射された場合における上方向から見た入射角β１は、図１６に示す表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの上側に照射された場合における上方向から見た入射角β２よりも大きくなる。よって、表示光ＤＬが入射角β１でウインドシールドＷＳに入射した場合には、表示光ＤＬが入射角β２でウインドシールドＷＳに入射した場合よりも、表示光ＤＬの反射光は運転席の視認者Ｖｒから見て助手席に近づく車内側（図１５及び図１６の右側）に向かう。このため、比較例においては、表示光ＤＬが入射角β１でウインドシールドＷＳに入射した場合には、図２０に示すように、車幅方向においてアイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置が車内側（図２０の右側）にずれるおそれがある。この場合、車幅方向における視認者Ｖｒの微細な視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下し、表示品位が低下するおそれがある。一方で、表示光ＤＬが入射角β２でウインドシールドＷＳに入射した場合には、図２１に示すように、図２０の場合と比べて、車幅方向においてアイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置がずれていない。
　本実施形態では、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの車幅方向への位置ずれを解消するために、表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの下側に照射される場合、すなわち、反射鏡２の角度αが小さい場合には、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置が運転席の視認者Ｖｒから見て助手席から離れる車外側にずらされる。これにより、本実施形態では、比較例に比べて、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの車幅方向の位置ずれが解消される。
　次に、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置が上下方向にずれる原因について説明する。
　図１７、図１８及び図１９に示すように、ウインドシールドＷＳは、下側に行くほど上下方向（Ｔ方向及びＢ方向）に沿う曲率半径が小さくなる形状で形成される。このウインドシールドＷＳの上側と下側の間での上下方向に沿う曲率半径の差は、上述したウインドシールドＷＳの上側と下側の間での車幅方向に沿う曲率半径の差に比べて小さい。図１９に示す表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの下側に照射された場合における車幅方向から見た入射角θ１は、図１８に示す表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの上側に照射された場合における車幅方向から見た入射角θ２よりも小さくなる。よって、表示光ＤＬが入射角θ１でウインドシールドＷＳに入射した場合には、表示光ＤＬが入射角θ２でウインドシールドＷＳに入射した場合よりも、表示光ＤＬの反射光は下側に向かう。このため、比較例においては、表示光ＤＬが入射角θ１でウインドシールドＷＳに入射した場合には、図２０に示すように、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置が下側にずれるおそれがある。この場合、上下方向における視認者Ｖｒの微細な視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下し、表示品位が低下するおそれがある。一方で、表示光ＤＬが入射角θ２でウインドシールドＷＳに入射した場合には、図２１に示すように、図２０の場合と比べて、上下方向においてアイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置がずれていない。
　本実施形態では、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの上下方向への位置ずれを解消するために、表示光ＤＬがウインドシールドＷＳの下側に照射される場合、すなわち、反射鏡２の角度αが小さい場合には、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置が上側にずらされる。これにより、本実施形態では、比較例に比べて、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの上下方向の位置ずれが解消される。
　以上、説明した一実施形態によれば、以下の技術的思想が開示されている。
　（１）ヘッドアップディスプレイ装置ＨＵＤは、車両情報を表す表示光ＤＬを被投射部材の一例であるウインドシールドＷＳに照射することにより虚像Ｖｉを視認者Ｖｒに視認させる。ヘッドアップディスプレイ装置ＨＵＤは、二次元平面上に配置された複数の光源１１と、光源１１からの照明光を受けて表示光ＤＬを出射する表示器１と、表示器１からの表示光ＤＬをウインドシールドＷＳに導く反射鏡２と、視認者Ｖｒに対する表示光ＤＬの照射位置を上下方向に移動させるために反射鏡２の角度αを調整する反射鏡駆動部４と、複数の光源１１を制御する制御部３と、を備える。制御部３は、複数の光源１１の全てが点灯することにより視認者Ｖｒに対して表示光ＤＬを照射可能な表示光照射可能領域ＬＡのうち一部に視認者ＶｒのアイボックスＥＢに対応するアイボックス対応範囲ＥＡを設定する。また、制御部３は、視点情報Ｉｅを取得し、視点情報Ｉｅに含まれるアイボックスＥＢ内に位置する視認者Ｖｒの視点に対応させてアイボックス対応範囲ＥＡ内に位置する視点領域ＶＡを決定し、複数の光源１１のうち決定した視点領域ＶＡに対応する単数又は複数の光源１１を点灯させる。また、制御部３は、反射鏡駆動部４により調整された反射鏡２の角度αに基づき、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を設定する。
　この構成によれば、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの位置ずれが解消される。よって、視認者Ｖｒの微細な視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下することが抑制される。これにより、表示品位が低下することが抑制される。
　（２）制御部３は、反射鏡駆動部４を介して反射鏡２の角度αを調整することにより、ウインドシールドＷＳに対する表示光ＤＬの照射位置がウインドシールドＷＳである車両フロントガラスの下側に移動するにつれて、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を上側に設定する。
　この構成によれば、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの上下方向の位置ずれが解消される。よって、視認者Ｖｒの微細な上下方向への視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下することが抑制される。これにより、表示品位が低下することが抑制される。
　（３）ヘッドアップディスプレイ装置ＨＵＤは、ウインドシールドＷＳである車両フロントガラスのうち運転席に対向する部分に表示光ＤＬを照射する。制御部３は、反射鏡駆動部４を介して反射鏡２の角度αを調整することにより、ウインドシールドＷＳに対する表示光ＤＬの照射位置がウインドシールドＷＳである車両フロントガラスの下側に移動するにつれて、表示光照射可能領域ＬＡ内におけるアイボックス対応範囲ＥＡの位置を視認者Ｖｒが座る運転席に対して助手席から離れる車外側に設定する。
　この構成によれば、アイボックスＥＢに対する高輝度範囲Ｈｂの車幅方向の位置ずれが解消される。よって、視認者Ｖｒの微細な車幅方向への視点移動により視認者Ｖｒから見た虚像Ｖｉの輝度が低下することが抑制される。これにより、表示品位が低下することが抑制される。
　なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
　（変形例）
　上記実施形態においては、制御部３は、視認者Ｖｒによる図示しない操作スイッチの操作に基づき、反射鏡駆動部４を通じて反射鏡２の角度αを調整していたが、これに限らず、視点検出装置９からの視点情報Ｉｅ等のその他の情報に基づき、視認者Ｖｒの座高を推定し、推定した視認者Ｖｒの座高に基づき反射鏡２の角度αを調整してもよい。
　上記実施形態における光源１１の数は適宜変更可能である。光源１１の数に応じて、表示光照射可能領域ＬＡの大きさ、縦横比及び構成領域の数が変わる。制御部３は、反射鏡２の角度αに応じて徐々にアイボックス対応範囲ＥＡをスライドさせてもよい。また、アイボックス対応範囲ＥＡ及び視点領域ＶＡの大きさ及び縦横比も適宜変更可能である。
　また、複数の光源１１は、マトリックス状に配列されていたが、光源１１の配置態様はこれに限らない。例えば、複数の光源は、Ｘ方向に沿って並ぶ第１列と、この第１列にＹ方向に隣り合いＸ方向に沿って並ぶ第２列とに沿って並べられ、第１列の光源と第２列の光源はＸ方向に異なる位置に設けられていてもよい。Ｘ方向及びＹ方向は、光源が配置される２次元平面に沿って互いに直交する方向に延びる。
　上記実施形態においては、１つの構成領域に対し１つの光源１１を対応させていたが、これに限らず、１つの構成領域に対し複数の光源１１を対応させてもよい。
　上記実施形態においては、制御部３は、光源１１の各々に対し多様な点灯強度を設定していたが、これに限らず、一定の点灯強度を設定してもよい。
　視点情報Ｉｅは、視認者Ｖｒの両眼の視点ＶｒＲ，ＶｒＬに限られない。例えば、制御部３は、視認者Ｖｒの眉間の位置を外部の視点検出装置９から得て、この眉間の位置から視認者Ｖｒの両眼の視点ＶｒＲ，ＶｒＬを推定してもよい。
　また、視点検出装置９はヘッドアップディスプレイＨＵＤに内蔵されてもよい。
　上記実施形態においては、反射鏡２の数は１つであったが、反射鏡２と表示器１の間に反射鏡２とは別の反射鏡が設けられていてもよい。別の反射鏡は平面鏡及び凹面鏡の何れであってもよい。
　上記実施形態においては、制御部３は、反射鏡２の角度αの変化に伴うアイボックス対応範囲ＥＡの移動量を上下方向及び車幅方向で互いに同一としていたが、互いに異なっていてもよい。
１　表示器
２　反射鏡
３　制御部
４　反射鏡駆動部
９　視点検出装置
１１，１１（０，０）～１１（６，４）　光源
１１Ａ　基準光源
１２　レンズ群
１２ａ　第１フィールドレンズ
１２ｂ　第２フィールドレンズ
１３　液晶パネル
α　角度
α１　第１角度
α２　第２角度
α３　第３角度
β１，β２，θ１，θ２　入射角
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３　座高
ＥＡ，ＥＡ１～ＥＡ６　アイボックス対応範囲
ＥＢ　アイボックス
ＬＡ　表示光照射可能領域
ＤＬ　表示光
ＶＡ，ＶＡ１～ＶＡ３　視点領域
ＡＸ　回転軸
Ｈｂ　高輝度範囲
Ｉｅ　視点情報
ＨＵＤ　ヘッドアップディスプレイ，ヘッドアップディスプレイ装置
ＷＳ　ウインドシールド
Ｖｉ　虚像
ｅｂ（０，０）～ｅｂ（６，４）　構成領域
Ｖｒ　視認者
ＶｒＬ，ＶｒＲ　視点

Claims (3)

  1. 　情報を表す表示光を被投射部材に照射することにより虚像を視認者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　二次元平面上に配置された複数の光源と、
    　前記光源からの光を受けて前記表示光を出射する表示器と、
    　前記表示器からの前記表示光を前記被投射部材に導く反射鏡と、
    　視認者に対する前記表示光の照射位置を上下方向に移動させるために前記反射鏡の角度を調整する駆動部と、
    　前記複数の光源を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記複数の光源が点灯することにより視認者に対して前記表示光を照射可能な表示光照射可能領域のうち一部に視認者のアイボックスに対応するアイボックス対応範囲を設定し、
    　視点情報を取得し、前記視点情報に含まれる前記アイボックス内に位置する視認者の視点に対応させて前記アイボックス対応範囲内に位置する視点領域を決定し、前記複数の光源のうち決定した前記視点領域に対応する単数又は複数の前記光源を点灯させ、
    　前記駆動部により調整された前記反射鏡の角度に基づき、前記表示光照射可能領域内における前記アイボックス対応範囲の位置を設定する、
    　ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記制御部は、前記駆動部を介して前記反射鏡の角度を調整することにより、前記被投射部材に対する前記表示光の照射位置が前記被投射部材である車両フロントガラスの下側に移動するにつれて、前記表示光照射可能領域内における前記アイボックス対応範囲の位置を上側に設定する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記被投射部材である車両フロントガラスのうち運転席に対向する部分に前記表示光を照射し、
    　前記制御部は、前記駆動部を介して前記反射鏡の角度を調整することにより、前記被投射部材に対する前記表示光の照射位置が前記被投射部材である車両フロントガラスの下側に移動するにつれて、前記表示光照射可能領域内における前記アイボックス対応範囲の位置を視認者が座る前記運転席に対して助手席から離れる車外側に設定する、
    　請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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