JP2021183998A - Vehicular display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車等の車両に装備される表示装置に関し、特にヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)に関する。 The present invention relates to a display device mounted on a vehicle such as an automobile, and more particularly to a head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device).
HUD装置として、自動車のフロントガラスに画像を構成する光を投射し、その反射光により運転者等の乗員が当該画像の虚像を視認できるようにしたものが提案されている。なお、以降において虚像を視認できるようにすることを、画像を表示するとも言う。このHUD装置では、乗員がフロントガラスを透して視認する前方の道路に重なるように画像を表示したものが提案されている。 As a HUD device, a device has been proposed in which light constituting an image is projected on the windshield of an automobile so that a occupant such as a driver can visually recognize a virtual image of the image by the reflected light. It should be noted that making the virtual image visible thereafter is also referred to as displaying an image. The HUD device has been proposed in which an image is displayed so as to overlap the road in front of the occupant, which is visually recognized through the windshield.
例えば、特許文献1は、2つの画像表示部とハーフミラーを備え、ハーフミラーで一方の画像表示部の画像光を反射し、他方の画像表示部の画像光を透過させる構成がとられており、これらの画像表示部に表示された2つの画像の一方をほぼ水平方向に表示させて前方の道路に重なるように表示する構成とされている。
For example,
また、特許文献2は、画像表示部の表示面に導光体からなる光学素子を配設し、この光学素子から画像光を出射する出射面を傾斜させることにより、画像表示部の表示面から出射される画像光を屈折し、一部の画像をほぼ水平方向に表示させて前方の道路に重なるように表示する構成とされている。
Further, in
このように特許文献1,2の技術では、水平方向に表示された画像は乗員が視認する前方の道路に重なるように表示されるので、乗員が視認する前方の道路から視線を大きく移動させなくても表示された画像を認識することができ、自動車の安全走行を確保する上で有効である。
As described above, in the techniques of
特許文献1,2の技術は、いずれも前方の道路に対応させるべく水平方向に画像を表示させる技術であるが、前方の道路以外の領域、例えば歩道、道路側方の建造物、上方の標識等に対応して画像を表示させることまでは提案されていない。そのため、乗員の視線が前方の道路以外の領域に向けられているときには、表示されている画像を認識するために視線を移動させる必要があり、安全走行の点で必ずしも十分ではない。
The techniques of
本発明の目的は、車両から見る領域のほぼ全域にわたって画像を表示することを可能にすることにより、乗員が画像を視認する際の視線の移動を抑制して安全走行に寄与することが可能なHUD装置を含む車両用表示装置を提供する。 An object of the present invention is to enable the image to be displayed over almost the entire area seen from the vehicle, thereby suppressing the movement of the line of sight when the occupant visually recognizes the image and contributing to safe driving. A vehicle display device including a HUD device is provided.
本発明は、画像表示面に画像を表示するための画像表示部と、表示された画像の画像光を車両のウインドシールドに投射する光学系を備えており、ウインドシールドで反射された光により画像の虚像を視認できるようにした車両用表示装置であって、画像表示部は、光学系の光軸に対してそれぞれ異なる角度で傾斜された複数の画像表示面を備え、これら複数の画像表示面に画像が表示されることを特徴とする。 The present invention includes an image display unit for displaying an image on an image display surface, and an optical system for projecting the image light of the displayed image onto the windshield of the vehicle, and the image is reflected by the light reflected by the windshield. The image display unit is a vehicle display device capable of visually recognizing a virtual image of the above, and the image display unit includes a plurality of image display surfaces inclined at different angles with respect to the optical axis of the optical system, and these plurality of image display surfaces. The feature is that the image is displayed on.
本発明においては、複数の画像表示面はそれぞれウインドシールドにおいて区画された複数の表示領域に対応され、各画像表示面に表示された画像の虚像がそれぞれ対応する領域において視認される。例えば、複数の表示領域は、ウインドシールドを透して乗員により視認される車両の前方の上下左右の各領域に対応した4つの表示領域とされる。 In the present invention, the plurality of image display surfaces correspond to the plurality of display areas partitioned by the windshield, and the virtual image of the image displayed on each image display surface is visually recognized in the corresponding area. For example, the plurality of display areas are four display areas corresponding to the upper, lower, left, and right areas in front of the vehicle, which are visually recognized by the occupant through the windshield.
本発明の好ましい形態は、画像表示部は、それぞれ画像表示面を有する複数の表示パネルを備え、これら表示パネルが角錘型若しくは角錘筒型に構成される構成とされる。この表示パネルは液晶パネル又は有機ELで構成されることが好ましい。また、本発明の他の好ましい形態は、画像表示部は、光源と、この光源の光を選択的に反射して光パターンを形成するDMDと、このDMDで形成された画像が投影されるスクリーンを備え、このスクリーンは光軸を中心軸とする錘型若しくは錘筒型に形成され、その錘面が画像表示面として構成される。このスクリーンは角錘型若しくは角錘筒型に形成され、複数の錘面がそれぞれ画像表示面として構成されてもよい。 In a preferred embodiment of the present invention, the image display unit includes a plurality of display panels each having an image display surface, and these display panels are configured to have a prismatic shape or a prismatic shape. This display panel is preferably composed of a liquid crystal panel or an organic EL. Further, in another preferred embodiment of the present invention, the image display unit includes a light source, a DMD that selectively reflects the light of the light source to form an optical pattern, and a screen on which an image formed by the DMD is projected. The screen is formed in a weight shape or a weight cylinder shape with the optical axis as the central axis, and the weight surface is configured as an image display surface. This screen may be formed in the shape of a prism or a cylinder, and a plurality of weight surfaces may be configured as image display surfaces.
さらに、本発明においては、画像表示部での画像表示を制御する表示制御手段を備えてもよい。この表示制御手段は複数の画像表示面をそれぞれ独立して制御することが可能とされる。この場合において、表示制御手段は車両の前方に存在する対象物を検出する手段を備え、検出した対象物に対応する画像を表示するように構成されてもよい。 Further, in the present invention, a display control means for controlling the image display on the image display unit may be provided. This display control means can independently control a plurality of image display surfaces. In this case, the display control means may be provided with means for detecting an object existing in front of the vehicle, and may be configured to display an image corresponding to the detected object.
本発明によれば、光学系の光軸に対してそれぞれ異なる角度で傾斜された複数の画像表示面を備え、これら複数の画像表示面に画像が表示され、さらに表示された画像はそれぞれウインドシールドにおいて区画された複数の表示領域において表示される。これにより、ウインドシールドの広い領域にわたって画像の表示が行われ、乗員が画像を視認する際の視線の移動を抑制し、安全走行に寄与することが可能なHUD装置を含む車両用表示装置が提供される。 According to the present invention, a plurality of image display surfaces tilted at different angles with respect to the optical axis of the optical system are provided, images are displayed on the plurality of image display surfaces, and each of the displayed images is a windshield. It is displayed in a plurality of display areas partitioned by. As a result, an image is displayed over a wide area of the windshield, and a vehicle display device including a HUD device capable of suppressing the movement of the line of sight when the occupant visually recognizes the image and contributing to safe driving is provided. Will be done.
(実施形態1)
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は自動車に適用した実施形態1のHUD装置1の概念構成図である。自動車のダッシュボードDB内にHUD装置1が配設されており、当該HUD装置1から出射した画像光Lを、当該ダッシュボードの上面開口Hoを通して自動車のフロントガラス(ウインドシールドと称する)WSに投射させる。投射された画像光LはウインドシールドWSで反射されて自動車の運転者等の乗員Mに向けられる。この画像光Lが乗員Mの眼に入ることにより、当該乗員MはウインドシールドWSを透して自動車の前方位置に画像光による虚像を視認することができ、当該画像の表示が行われる。
(Embodiment 1)
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of the
このHUD装置1は、生成した画像を画像表示面に表示する画像表示部2と、この画像表示面に表示された画像をウインドシールドWSに投射する光学系3を備えている。この画像表示部2は、破線で示すようにウインドシールドWSの4つの異なる領域Aにそれぞれ画像を表示する構成とされている。すなわち、図2(a)は自動車の乗員、特に運転者MがウインドシールドWSを透して視認する前方領域を模式的に示す図である。ここでは、水平線Hよりも下側の領域で自車線の前方道路に対応する下側表示領域Adと、当該水平線Hよりも上側の領域である上側表示領域Auと、これら上下の表示領域Au,Adの左右に設定されて左側歩道に対応する左側表示領域Alと対向車線道路に対応する右側表示領域Arの4つの表示領域に区画されたときに、これらの4つの表示領域のそれぞれに対応して画像を表示する。
The
前記光学系3は、図1に示したように、前記画像表示部において表示された画像の画像光を反射する第1反射部31と、この第1反射部31で反射された光を更に反射してウインドシールドWSに投射する第2反射部32を備えている。第1反射部31は凸面鏡又は平面鏡で構成されるが、ここでは凸面鏡31で構成されている。第2反射部32は凹面鏡で構成されており、この凹面鏡32は所要の焦点距離となる曲率の球面または非球面で構成されている。そして、画像表示部2において表示された画像が凹面鏡32の焦点距離内に配置されるようにHUD装置1を構成することにより、表示された画像の虚像を乗員Mが視認することが可能とされている。
As shown in FIG. 1, the optical system 3 further reflects the first reflecting
ここで、光学系3においては、凸面鏡31及び凹面鏡32の各中心において順次反射されてウインドシールドWSに投射される光の光路が光学系の光軸Lx3として定義される。そして、この光学系3は、当該光軸Lx3に沿った光がウインドシールドWSで反射されたときに、その反射光をウインドシールドWSの前方に向けて延長した方向は乗員から見てほぼ前記水平線Hの方向に向けられるように設定されている。
Here, in the optical system 3, the optical path of light that is sequentially reflected at each center of the
図3は前記画像表示部2の断面構造を示したHUD装置1の構成図である。画像表示部2は、ケーシング20と、このケーシング20に内装されているバックライト21と表示パネル22を備えている。ケーシング20は正面が開口され、底面に放熱フィン201を有する矩形容器状に形成されている。そして、このケーシング20の内底面に前記バックライト21が配設され、これよりも開口側に前記表示パネル22が配設されている。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
図4はこれらバックライト21と表示パネル22の一部を分解した概略斜視図である。前記バックライト21は、詳細な図示は省略するが、光源基板の表面に複数個の白色LED(発光ダイオード)211が所要の配置状態で搭載されており、給電されたときに発光して白色光を出射するように構成されている。また、この白色LED211の発光面側には乳白色の拡散パネル212が配設されており、各白色LED211から出射される光を均一な明るさの光として出射させる。この拡散パネル212は各白色LED211の光を屈折して平行光束とするフレネルレンズで構成されていてもよい。
FIG. 4 is a schematic perspective view of a part of the
前記表示パネル22は4つの液晶パネル23で構成されている。これら4つの液晶パネル23は、それぞれの画像表示面が光軸Lx2に対して所要の角度で傾斜されており、筒状の逆四角錘型に組み立てられている。すなわち、4つの液晶パネル23は前記ケーシング20の開口中心を通る線が画像表示部2の光軸Lx2とされると、この光軸Lx2を筒軸とする四角錘型に構成されている。各液晶パネル23は画像表示面が逆三角形に形成されており、それぞれ逆三角枠状をした液晶ホルダ24に支持されている。各液晶ホルダ24は各両側の斜辺が互いに連結されており、これにより4つの液晶パネル23は光軸Lx2上に頂点を有する逆四角錘型に形成されている。4つの液晶パネル23は上側液晶パネル23u、下側液晶パネル23d、左側液晶パネル23l、右側液晶パネル23rとして構成される。
The
図3に示すように、前記画像表示部2は表示制御装置4に接続されている。この表示制御装置4は対象物検出部41と表示制御部42を備えている。対象物検出部41には、図1に示した自動車の車室内のウインドシールドWSの上部に配設されて自動車の前方領域を撮像するカメラ5が接続されている。この対象物検出部41は、カメラ5で撮像した画像から、他車両、歩行者、建造物、標識等の対象物を検出することが可能とされている。
As shown in FIG. 3, the
前記表示制御部42は前記4つの液晶パネル23(23u,23d,23l,23r)における画像表示をそれぞれ独立して制御する。この画像制御に際しては、例えば、図示を省略したナビゲーション装置からの位置情報に基づいてナビゲーション画像を表示し、あるいはスピードメータの速度情報に基づいてスピードメータ画像を表示することが可能とされている。また、前記対象物検出部41で検出した対象物に基づいて運転支援用の画像や警告用の画像を表示することが可能とされている。
The
以上の構成のHUD装置1では、表示制御装置4の表示制御部42により表示パネル22に所要の画像が表示される。すなわち、4つの液晶パネル23の少なくとも一つに画像が表示される。また、白色LED211が発光されてバックライト21が発光されると、発光された白色光が液晶パネル23の背面に投射され、液晶パネル23を透過されて画像光として出射される。この画像光は凸面鏡31において反射され、さらに凹面鏡32において反射されてウインドシールドWSに投射される。この画像光はウインドシールドWSで反射され、図1に示したように乗員Mの眼に入ることにより、ウインドシールドWSよりも前方位置に画像光による虚像を視認することができ、画像の表示が行われる。
In the
表示パネル22は4つの液晶パネル23で構成されているので、各液晶パネル22においてそれぞれ画像が表示されることにより、各液晶パネル22に表示された画像の虚像が視認される。ここで、画像表示部2の光軸Lx2が光学系3の光軸Lx3に一致されている状態では、4つの液晶パネル23に表示された画像は、それぞれ図1及び図2に示したウインドシールドWSの前方において四角錘面を構成する4つの表示領域Au,Ad,Al,Arに表示されることになる。すなわち、上側表示領域Auに上側液晶パネル23uの画像が表示され、下側表示領域Adに下側液晶パネル23dの画像が表示され、左側表示領域Alに左側液晶パネル23lの画像が表示され、右側表示領域Arに右側液晶パネル23rの画像が表示される。
Since the
表示制御装置4での制御により、4つの液晶パネル23のいずれか1つに選択的に画像が表示されれば、対応する1つの表示領域に画像が表示される。2つ又は3つの液晶パネル、あるいは全ての液晶パネル23において画像が表示されれば、2つ又は3つ、ないし全部の表示領域Aに画像が表示される。
If the image is selectively displayed on any one of the four
この表示形態として、自動車の走行時に、例えば下側液晶パネル23dにナビゲーション画像やスピードメータ画像を表示する。これにより、図5(a)に示すように、ウインドシールドWSの下側表示領域Adにこれらの画像In,Isが表示される。また、図示は省略するが、下側液晶パネル23dに前方の自車線情報に関わる画像を表示してもよく、その画像はウインドシールドWSの下側表示領域Adに表示され、この画像はウインドシールドWSを透して視認される前方の自車線道路に重畳して表示される。
As this display form, a navigation image or a speedometer image is displayed on, for example, the lower
また、右側液晶パネル23rに対向車線情報に関わる画像を表示すると、この画像はウインドシールドWSの右側表示領域Arに表示され、ウトンドシールドWSを透して視認される前方の対向車線道路に重畳して表示される。同様にして、左側液晶パネ23lにより歩道情報に関わる画像が歩道に重畳した形態で左側表示領域Alに表示され、上側液晶パネル23rにより案内標識に関わる画像が上側表示領域Auに表示される。
Further, when an image related to oncoming lane information is displayed on the right side
一方、カメラ5で撮像した画像に基づいて表示制御装置4の対象物検出部41が対象物を検出したときには、当該対象物が存在する領域に支援画像や警告画像が表示される。図5(b)では、対向車を検出したときに当該対向車と重畳するように右側表示領域Arに警告マークIaが虚像として視認でき、表示が行われる。また、先行車に接近したときに下側表示領域Adに警告マークIaが表示される。歩行者を検出したときに左側表示領域Alに当該歩行者と重畳するように警告マークIaが表示される。前方上方に存在案内標識を検出したときに上側表示領域に警告マークIaが表示される。
On the other hand, when the
このように、乗員MがウインドシールドWSを透して視認する前方領域の広い領域にわたって、しかも当該領域の上下左右の各表示領域A(Au,Ad,Al,Ar)にそれぞれ適切な画像の表示が行われるので、乗員は自動車の前方の特定領域や対象物を視認しているときに、視線を移動させなくてもこれらの特定領域や対象物に重畳されて表示されている画像を視認することができる。これにより、自動車の走行中に乗員が前方を注視しているときに、視線を上下左右の各方向に移動させることなく画像を視認することができ、自動車の安全走行を確保する上で有利になる。 In this way, an appropriate image is displayed over a wide area of the front area that the occupant M sees through the windshield WS, and in each of the upper, lower, left, and right display areas A (Au, Ad, Al, Ar) of the area. Therefore, when the occupant is visually recognizing a specific area or an object in front of the vehicle, the occupant visually recognizes the image displayed superimposed on the specific area or the object without moving the line of sight. be able to. As a result, when the occupant is gazing ahead while the vehicle is running, the image can be visually recognized without moving the line of sight in each of the up, down, left, and right directions, which is advantageous in ensuring safe driving of the vehicle. Become.
また、画像表示部2の表示パネル22は四角錘型に構成され、画像表示面として構成されている4つの各液晶パネル23は光軸Lx2に対して所要の角度で傾斜されているので、ウインドシールドWSの上下左右の各表示領域Aに表示される画像は光学系3の光軸Lx3に沿って所要の角度で傾斜された画像となる。すなわち各画像はウインドシールドWSを透して視認される自車線道路、対向車線側道路、歩道等と同様に奥行のある四角錘の各錘面を構成する画像として表示される。これにより、乗員の視線が奥行き方向(前後方向)にも移動させることなく画像を視認することができ、自動車の安全走行を確保する上で有利になる。
Further, since the
(実施形態2)
図6は実施形態2のHUD装置1Aの断面図であり、図7はその表示パネル22の一部を分解した概略斜視図である。この画像表示部2Aの基本的な構成は実施形態1と同じであるので、等価な部分には同一符号を付している。この画像表示部2Aでは、上下左右の4つの液晶パネル23(23u,23d,23l,23r)はそれぞれ逆台形に形成されている。また、これらの液晶パネル23は、外形が逆台形枠状に形成されたた4つの液晶ホルダ24により支持されている。4つの液晶ホルダ24は実施形態1と同様にそれぞれの両側の斜辺が互いに連結されて逆四角錐筒型に構成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
また、これら4つの液晶ホルダ24の各短底辺で囲まれた領域には矩形の開口が構成されており、この開口内には矩形に形成された中央液晶パネル23cが支持されている。これにより、上下左右の4つの液晶パネル23u,23d,23l,23rは光軸Lx2を軸とする逆四角錐筒型に配設され、1つの中央側液晶パネル23cは光軸Lx2に垂直な面上に配設されている。この正面液晶パネル23cは上下左右の4つの液晶パネル23u,23d,23l,23rと共に前記表示制御装置4に接続されており、所要の画像が表示されるようになっている。
Further, a rectangular opening is formed in the region surrounded by the short bases of each of the four
この画像表示部2Aを備えたHUD装置1Aでは、液晶パネル23に画像が表示されると、バックライト21の白色光は各液晶パネル23を透過してそれぞれ画像光として出射され、光学系3によりウインドシールドWSに投射されることにより虚像が視認されることは実施形態1と同じである。このとき、この画像表示部2Aでは、中央液晶パネル23cを備えているので、図2(b)に示すようにウインドシールドWSにおける上下左右の各表示領域Au,Ad,Al,Arでの表示に加えて、これらの表示領域で囲まれた中央領域Ac、すなわち乗員Mから見て水平方向のほぼ中央の表示領域に正面液晶パネル23cに表示された画像が視認されるようになる。
In the
実施形態2によれば、実施形態1と同様に、画像表示部2Aの4つの液晶パネル23u,23d,23l,23rは光軸Lx2に対して所要の角度で傾斜されているので、これらの液晶パネルによる上下左右の各表示領域Au,Ad,Al,Arの画像は光学系3の光軸Lx3に対しても四角錘状に延長された面画像として表示される。また、中央液晶パネル23cによる中央表示領域Acの画像は鉛直方向の画面像として表示される。これにより、ウインドシールドWSのほぼ全域に画像を表示することができ、乗員は自動車の前方領域を視認したときに、乗員の視線を大きく移動することなく各表示領域Aにおける画像を視認することができ、安全走行に有効となる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the four
(変形例1)
図8は実施形態2の変形例1を説明する図であり、表示パネル22を構成する4つの液晶ホルダ24の1つの斜視図である。変形例1では、液晶ホルダ24の外形が逆台形に形成されており、その中央領域に長方形の窓が開口され、この窓内に長方形に形成された液晶パネル23(23u,23d,23l,23r)が支持されている。図示は省略するが、4つの液晶ホルダ24はそれぞれの両斜辺が互いに連結されて逆四角錐筒型に構成され、したがって4つの液晶パネル23は逆四角錐筒型に配設されることは実施形態2と同じである。
(Modification 1)
FIG. 8 is a diagram illustrating a
実施形態2においては、上下左右の各表示領域A(Au,Ad,Al,Ar)に表示される画像は、実際には各表示領域Aの全域にわたって表示されることは殆どなく、各表示領域Aの中央部位に表示されることが殆どである。したがって、変形例1のように各表示領域Aの中央部位に対応する領域、すなわち4つの液晶ホルダ24の中央寄りの長方形の領域にのみ液晶パネル23が配設されても実施形態2とほぼ同等の表示を行うことができる。これにより液晶パネル23が小型化でき、低コスト化に有利になる。
In the second embodiment, the images displayed in the upper, lower, left, and right display areas A (Au, Ad, Al, Ar) are rarely actually displayed over the entire display area A, and each display area is rarely displayed. It is mostly displayed in the central part of A. Therefore, even if the
(変形例2)
図9は実施形態2の変形例2の断面図である。この変形例2では、5つの液晶パネル23の境界位置にシェード(遮光板)25が配設されている。このシェード25は、中央液晶パネル23cを囲むように四角筒状に形成され、さらに上下左右の各液晶パネル23u,23d,23l,23rの境界に沿って放射状に形成され、光軸Lx2に沿って延長された非透光板から構成されている。このシェード25はここでは液晶ホルダ24と一体に形成されているが、別体に形成されたものが液晶ホルダ24に支持されるようにしてもよい。
(Modification 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a
変形例2によれば、バックライト21の白色光が各液晶パネル23を透過されて画像光として出射されるが、シェード25により1つの液晶パネル23から出射される画像光が他の液晶パネル23から出射される画像光と混合され、あるいは相互に影響を及ぼすことが防止される。これにより、ウインドシールドWSにおける各表示領域Aに表示される画像を鮮明な画像として表示することが可能になる。なお、このシェード25は実施形態1の画像表示部2に適用してもよい。
According to the second modification, the white light of the
(変形例3)
図10は実施形態2の変形例3の断面図である。この変形例3では、中央液晶パネルは省略されており、4つの液晶パネル23u,23d,23l,23rで底面の無い四角錘筒型をした表示パネル22が構成されている。ウインドシールドWSにおける中央表示領域Acは自動車の遠前方を視認することが多いので、変形例3は、この中央表示領域Acに画像の表示を行わないことが要求される場合に適用される。
(Modification 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view of a modified example 3 of the second embodiment. In this modification 3, the central liquid crystal panel is omitted, and the four
本発明において、実施形態1,2及び変形例1〜3の表示パネル22を構成する画像表示面としての液晶パネル23に代えて有機ELを用いてもよい。すなわち、実施形態1,2及び変形例1〜3では有機ELを四角錘型あるいは四角錘筒型に構成すればよい。各有機ELで表示された画像は光学系3によりウインドシールドWSの各表示領域A(Au,Ad,Al,Ar,Ac)においてそれぞれ表示される。
In the present invention, an organic EL may be used instead of the
(実施形態3)
図11は実施形態3のHUD装置1Bの画像表示部2Bの断面図であり、図12はその概略斜視図である。実施形態3の画像表示部2BはDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いた構成である。矩形容器状のケーシング20の内底面にDMD27が配設されている。このDMD27は表面に多数のマイクロミラー271がマトリクス状に配列されており、実施形態1に示した表示制御装置4の表示制御部42での制御により各マイクロミラー271の反射面が個別に傾動されるようになっている。
(Embodiment 3)
FIG. 11 is a cross-sectional view of the image display unit 2B of the
前記ケーシング20内には前記DMD27の表面に対向して光源26が配設されており、DMD27のマイクロミラー271に対して光を投射する。この光源26は例えばRGB(赤緑青)の三色光を発光する複数のLED261と、これらのLED261で発光された光をDMD27に対して均一な明るさで投射させるレンズ262で構成されている。このレンズ262はLED261で発光された光を平行な光束として投射させるコンデンサレンズとして構成される。
A
さらに、前記ケーシング20内には前記DMD27の表面に対向してスクリーン28が配設されている。このスクリーン28は、図12に示すように、透光性のある拡散板により四角錐筒型に形成されており、その筒軸が画像表示部2Bの光軸Lx2、すなわちDMD27の表面の中心を通る垂線と一致されている。また、このスクリーン27は8四角錘筒型の頂点側がDMD27に向けられた状態で配設されている。これにより、スクリーン28の4つの錘面28u,28d,28l,28rは光軸Lx2に対して所要の角度で傾斜された上下左右の4つの画像表示面として構成される。
Further, in the
実施形態3の画像表示部2Bでは、光源26が発光されて光源26の光がDMD27に投射される。表示制御装置4の表示制御部42によりDMD27のマイクロミラー271が選択的に傾動されることにより、投射された光の一部が所望の光パターンとして反射される。この光パターンの形成に際しては、DMD27の表面、すなわちマイクロミラー271がスクリーン28の4つの錘面28u,28d,28l,28rに対応して4つの領域Su,Sd,Sl,Srに区画され、各区画領域においてそれぞれ光パターンが形成される。
In the image display unit 2B of the third embodiment, the
そして、これら4つの領域Su,Sd,Sl,Srで反射された光パターンはスクリーン27の対応する錐面28u,28d,28l,28rに投影され、ここでの光拡散により光パターンに対応した画像が顕像化される。したがって、各錘面28u,28d,28l,28rは画像表示面として構成されることになり、これらの画像による透過光、すなわち画像光は実施形態1と同様に光学系3によりウインドシールドWSに投射される。
Then, the light pattern reflected by these four regions Su, Sd, Sl, and Sr is projected onto the corresponding
この画像光はウインドシールドWSで反射され、乗員Mの眼に入ることにより自動車の前方位置に画像光による虚像を視認することができ、画像の表示が行われる。画像表示部2Bのスクリーン28は画像表示面としての4つの錘面28u,28d,28l,28rを備えているので、各画像表示面の画像の虚像がそれぞれウインドシールドWSの上下左右の各表示領域Au,Ad,Al,Arにおいて視認される。
This image light is reflected by the windshield WS, and when it enters the eyes of the occupant M, a virtual image due to the image light can be visually recognized at a position in front of the automobile, and the image is displayed. Since the
実施形態3においては、図12に二点鎖線で示すように、スクリーン28の頂面に相当する部位にも透光性拡散板を配設して中央面28cを構成してもよい。その上で、DMD27からこの中央面28cに投影された画像をウインドシールドWSの図2(b)に示した中央表示領域Acに表示するようにしてもよい。
In the third embodiment, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 12, a translucent diffuser plate may be arranged at a portion corresponding to the top surface of the
また、実施形態3におけるスクリーンは、図13に示すように楕円錘筒型のスクリーン28Aとして形成されてもよい。この場合には、ウインドシールドWSにおいて表示される画像は、上下左右の表示領域に区画されることはなく、乗員から見てウインドシールドWSの全領域または一部の領域にわたって円錐面状に画像が表示されることになる。このスクリーン28Aは円錘型であってもよい。また、真円あるいは長円の形状であってもよい。
Further, the screen in the third embodiment may be formed as an elliptical weight
実施形態3においても、DMD27によりスクリーン28に表示された各画像をウインドシールドWSの複数の領域、すなわちほぼ全域に画像を表示することができる。したがって、乗員は自動車の前方領域を視認したときに、乗員の視線を大きく移動することなく各表示領域Aにおける画像を視認することができ、安全走行に有効となる。
Also in the third embodiment, each image displayed on the
本発明において、光学系3の第1反射部は平面鏡であってもよい。あるいは、第1反射部は設けなくてもよい。また、本発明におけるウインドシールドWSは実施形態に記載の自動車のフロントガラスに限定されるものではなく、車両に備えられる透光性のあるウインド等の車体の一部であってもよい。 In the present invention, the first reflecting portion of the optical system 3 may be a plane mirror. Alternatively, the first reflective portion may not be provided. Further, the windshield WS in the present invention is not limited to the windshield of the automobile described in the embodiment, and may be a part of a vehicle body such as a translucent window provided in the vehicle.
1,1A,1B HUD装置(車両用表示装置)
2,2A,2B 画像表示部
3 光学系
4 表示制御装置
20 ケーシング
21 バックライト
22 表示パネル(画像表示面)
23(23u,23d,23l,23r) 液晶パネル(画像表示面)
24 液晶ホルダ
25 シェード
26 光源
27 DMD
28(28u,28d,28l,28r),28A スクリーン(画像表示面)
31 第1反射部(平面鏡)
32 第2反射部(凹面鏡)
41 対象物検出部(対象物検出手段)
42 表示制御部(表示制御手段)
WS ウインドシールド
A(Au,Ad,Ar,Al,Ac) 表示領域
I,Ia,Is,In 虚像
1,1A, 1B HUD device (display device for vehicles)
2,2A, 2B Image display unit 3
23 (23u, 23d, 23l, 23r) Liquid crystal panel (image display surface)
24
28 (28u, 28d, 28l, 28r), 28A screen (image display surface)
31 First reflector (plane mirror)
32 Second reflector (concave mirror)
41 Object detection unit (object detection means)
42 Display control unit (display control means)
WS Windshield A (Au, Ad, Ar, Al, Ac) Display area I, Ia, Is, In Virtual image
Claims (10)
The vehicle display device according to claim 9, wherein the display control means includes means for detecting an object existing in front of the vehicle, and displays an image corresponding to the detected object.
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