图像投影装置以及图像投影方法与流程

本公开涉及图像投影装置，特别地涉及相对于用于显示虚像的显示部照射投影图像的图像投影装置以及图像投影方法。

背景技术：

1、以往以来，作为在车辆内显示各种信息的装置，采用点亮显示图标的仪表盘。另外，提出显示的信息量增加的同时，将图像显示装置埋入仪表盘，或由图像显示装置构成仪表盘整体。

2、因为仪表盘位于比车辆的前挡风玻璃(挡风玻璃)更靠下方，所以驾驶员观察在仪表盘显示的信息，有必要在驾驶中使视线向下方移动，所以不优选。因此，提出一种在前挡风玻璃投影图像，驾驶员在观察车辆的前方时读取信息的平视显示器(以下hud：head updisplay)(例如，参照专利文献1、2)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本国特开2019-119248号公报

6、专利文献2:日本国特开2019-119262号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、图6a、图6b以及图6c是示出采用以往以来提出的hud装置1的信息提示方法的示意图。图6a示出车辆内部的装置配置。图6b示出显示于仪表部2的计量器图像2a。图6c示出作为虚像3投影的辅助的图像3a。在以往的信息提示方法中，将仪表部2与hud装置1分别地设置于车辆内，经由挡风玻璃4从hud装置1投影虚像3。这里，由法规规定的计量器在仪表部2中作为计量器图像2a而显示。支援驾驶的辅助的图像3a作为虚像3而投影。近年来，也存在采用液晶显示装置等作为仪表部2来提升计量器的设计性。

3、如从图6a到图6c所示，在车辆的行驶中，因为虚像3投影于距离水平方向几度(在图6a中为4度)的下方，所以驾驶员5能够缩小用于观察辅助的信息的视线移动。驾驶员5通过进一步向下方(在图6a中为20度)移动视线，能够良好地观察在仪表部2显示的计量器。但是在现有技术中，因为有必要将hud装置1和仪表部2分别配置于车辆的仪表板内，所以难以实现省空间化。另外，因为设置仪表部2的位置必然设定于驾驶员5能够良好地观察的位置，所以存在配置hud装置1时的设计自由度低的问题。

4、另外，为了提示更多的信息，提出采用驾驶支援hud装置将多个图像投影于挡风玻璃。但是，为了将多个图像在不同的距离作为虚像而投影成像，有必要具备多个图像照射部和投影光学系，因为收纳于仪表板内，所以存在设计的自由度低的问题。由此本技术申请人提出一种通过在一个图像照射部内显示多个图像，由棱镜等光分支部将各图像的光路分支，进而实现省空间化的图像投影装置。

5、图12是示出用于在一个画面投影多个图像的现有技术的图像投影装置。如图12所示，以往的图像投影装置具备图像照射部1b、反射镜2b、自由曲面镜3b、光分支部4b、自由曲面镜5b、挡风玻璃6b。在这样的图像投影装置，从图像照射部1b照射的光的一部分由光分支部4b分支，并由自由曲面镜5b、自由曲面镜3b以及挡风玻璃6b反射，进而到达驾驶员的视点，在远方成像虚像8b。从图像照射部1b照射的光的其它一部分由反射镜2b、自由曲面镜3b以及挡风玻璃6b反射并到达驾驶员的视点，在近方成像虚像7b。

6、在现有技术的图像投影装置中，虚像8b在距离水平方向几度下方的远方(在图12中为距离驾驶员15m左右)投影，驾驶员能够缩小用于观察驾驶支援信息的视线移动。另外，虚像7b在进一步地下方的近方(在图12中为距离驾驶员3m左右)投影，通过移动视线能够良好地观察车速显示等。但是，在车辆的行驶中，因为根据行驶状态或路面状态，车辆本身和图像投影装置振动，所以存在虚像7b、8b的成像位置根据振动而位移，进而观察性降低的问题。

7、图13是示出在现有技术的图像投影装置中，由图像照射部1b显示的显示区域的示意图。在图像照射部1b中，全显示区域1a表示能够显示图像的全部区域。全显示区域1a上设置有：显示在近方成像的近方图像的近方显示区域1b；显示在远方成像的远方图像的远方显示区域1c。在图12示出的图像投影装置中，照射在近方显示区域1b显示的近方图像的光经由反射镜2b在近方作为虚像7b而成像，照射在远方显示区域1c显示的远方图像的光经由光分支部4b在远方作为虚像8b而成像。但是，因为在车辆行驶时车辆和图像投影装置振动，所以产生虚像7b、8b的成像位置相对于背景变动、图像的观察性降低的问题。

8、为了抑制由这样的车辆行驶时的振动引起的虚像7b、8b的成像位置的变化，考虑一种具备检测车辆的振动的传感器，并根据传感器的检测结果来校正在图像照射部1b的图像显示位置的方法。在传感器检测到车辆的振动的情况下，计算该车辆的振动方向和位移量，并分别使近方显示区域1b和远方显示区域1c的显示位置在边缘区域1d、1e内变化。由此，将由振动引起的虚像7b、8b的位移与在边缘区域1d、1e内的位移抵消，能够抑制近方图像和远方图像的成像位置的变化。

9、但是，在这样的在边缘区域1d，1e内使近方显示区域1b和远方显示区域1c的显示位置变化的方法中，有必要在全显示区域1a内为了抵消振动而提前确保边缘区域1d、1e。这个例如，在如图13所示地在近方显示区域1b和远方显示区域1c的上下分别确保15％左右的位移量的情况下，意味着能够显示的图像尺寸缩小30％。因此，发生无法放大能够以虚像7b、8b成像的图像尺寸，作为虚像7b、8b而显示的近方图像和远方图像的观察性降低的问题。

10、本公开的目的在于提供一种显示计量器并将辅助的图像作为虚像投影，同时能够实现省空间化和设计自由度的提升的图像投影装置。

11、进一步地，本公开的目的在于提供一种确保有效的图像显示面积，同时能够抑制由车辆的振动引起的成像位置的变动而使图像的观察性提升的图像投影装置以及图像投影方法。

12、用于解决技术问题的技术方案

13、本公开的图像投影装置为相对于用于显示虚像的显示部而照射投影图像的图像投影装置，具备：图像照射部，其照射图像；光分支部，其将照射所述图像的光至少分支为第一图像光和第二图像光；第一光学部，其经由所述显示部将所述第一图像光作为所述投影图像向视点方向照射；第二光学部，其不经由所述显示部将所述第二图像光向所述视点方向照射。

14、在这样的本公开的图像投影装置中，将从图像照射部照射的图像由光分支部分支为第一图像光和第二图像光，由第一光学部经由显示部照射第一图像光，由第二光学部不经由显示部照射第二图像光。由此，能够由第二图像光显示计量器，且由第一图像光将辅助的图像作为投影图像(虚像)进行投影，同时实现省空间化和设计自由度的提升。

15、本公开的图像投影装置是相对于用于显示虚像的显示部照射投影图像的图像投影装置，具备图像照射部，其照射第一图像；第一光学部，其经由所述显示部将所述第一图像作为第一图像光向视点方向照射；第一光学驱动部，其基于振动信息，变更所述第一图像光相对于所述显示部的入射角度。

16、在这样的本公开的图像投影装置中，基于振动信息，计算第一图像光相对于显示部的入射角度的校正量，并根据校正量来控制第一光学驱动部，进而校正第一图像的成像位置，因此能够确保有效的图像显示面积，同时抑制由车辆的振动引起的成像位置的变动并使图像的观察性提升。

17、本公开的图像投影方法是相对于用于显示虚像的显示部照射投影图像的图像投影方法，具备：图像照射工序，其经由所述显示部将第一图像作为第一图像光向视点方向照射；振动检测工序，其取得振动信息，校正控制工序，其基于所述振动信息，变更所述第一图像光相对于所述显示部的入射角度，进而校正所述第一图像的成像位置。

18、发明效果

19、在本公开中，能够提供一种显示计量器，并将辅助的图像作为虚像进行投影，同时实现省空间化和设计自由度的提升的图像投影装置。

20、在本公开中，能够提供一种能够确保有效的图像显示面积，同时抑制由车辆的振动引起的成像位置的变动而使图像的观察性提升的图像投影装置以及图像投影方法。