JP6370793B2 - Head-up display device and method - Google Patents
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Description
本発明は、HUDの頭字語で通称される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 commonly referred to as an acronym for HUD.
このような装置は一般的に、航空機、列車、又は船舶に実装されているが、自動車両(乗用車、トラックなど)においても実装される。 Such devices are generally implemented in aircraft, trains, or ships, but are also implemented in motor vehicles (passenger cars, trucks, etc.).
現在の移動手段は、安全性を高め、ドライバの快適性を高めるため、電子運転支援システムを増々備えるようになっている。 Current transportation means are increasingly equipped with electronic driving support systems to increase safety and enhance driver comfort.
このようなシステムは、例えば、HUD(ヘッドアップディスプレイ)タイプの正面ディスプレイ装置に関連している。このタイプの装置は、運転者が車両に関する情報を利用しやすくすることによって、すなわち、運転と表示情報との間での視線の切り替えを少なくすることによって、安全な運転を実現している。 Such a system is associated, for example, with a front display device of the HUD (Head Up Display) type. This type of device achieves safe driving by making it easier for the driver to use information about the vehicle, that is, by reducing the line of sight switching between driving and display information.
このような情報は各種ディスプレイによって表示可能であることが知られている、 It is known that such information can be displayed on various displays.
実際には、従来技術では、これらのディスプレイは例えば、ハンドルの上方に配置されるLCD(液晶ディスプレイ)技術のスクリーンに関連することがある。 In practice, in the prior art, these displays may be associated, for example, with LCD (Liquid Crystal Display) technology screens located above the handle.
しかしながら、このような車両内の配置は、構造上、人間工学上、及び法規制上の制約に関連した問題を引き起こす。 However, such placement in the vehicle poses problems related to structural, ergonomic and regulatory constraints.
これらのディスプレイは、国際公開第WO2010139889号又は仏国特許第2914070号に記載のヘッドアップ装置にも関連しうる。実際には、これらの装置は、部分反射する板ガラス、或いは車両のフロントガラスの一部及び/又は特定の領域を介して情報を伝達するように構成され、ライトボックスから光学的に投影される情報を確実に表示するように特別に処理されている。 These displays can also be related to the head-up device described in International Publication No. WO2010139898 or French Patent No. 2914070. In practice, these devices are configured to transmit information through a partially reflecting plate glass or part of a vehicle windshield and / or a specific area, and the information optically projected from the light box. Has been specially processed to ensure display.
しかしながら、これらの装置には、特にダッシュボード下に相当な容積を必要とする特有のライトボックスからなるため、非常にかさばるという大きな欠点がある。 However, these devices have the major drawback of being very bulky, especially because they consist of a unique light box that requires a considerable volume under the dashboard.
さらに、組込システムに関連する運転支援及び運転警告が一般化するにつれて、現在のディスプレイは、より具体的に言うならば、ダッシュボードは、スペース不足、表示される要素の大きさの縮小、情報の視認性、要素の識別の問題などで制約されている。 In addition, as driving assistance and driving warnings related to embedded systems become more common, current displays, more specifically, dashboards are out of space, reduced size of displayed elements, information It is constrained by problems such as visibility and element identification.
本発明は、従来技術の欠点から生ずるこれらの問題を解決することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems arising from the disadvantages of the prior art.
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置の容積の低減に関する問題の解決を目指すとともに、これらの装置が表示する可能性の高い情報の可読性を改善するものである。 The present invention aims to solve the problem related to the reduction of the volume of head-up display devices, and improves the readability of information that is likely to be displayed by these devices.
この目的を達成するため、本発明の一態様は、
―表示される画像を担う光ビームを生成するための投影手段、
―ユーザー視野内に前記画像を表示するように配置される、少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び1つの遠隔ディスプレイ領域を含む部分反射スクリーン、及び
―投影手段から光ビームを受け取り、その光ビームを交互にディスプレイ領域に透過させるように配置される能動エレメント
を備える、少なくとも1つの画像を表示するためのヘッドアップディスプレイ装置に関する。
In order to achieve this object, one aspect of the present invention provides:
-Projection means for generating a light beam carrying the displayed image;
A partially reflective screen comprising at least one proximity display area and one remote display area arranged to display the image in a user field of view; and receiving a light beam from the projection means and alternating the light beam The present invention relates to a head-up display device for displaying at least one image, comprising an active element arranged to be transparent to the display area.
具体的な実施形態により、
―能動エレメントは、前記能動エレメントの光透過特性の変動を前記特性の関数として同期させることができる、光ビーム特性管理モジュールにリンクされており、
―能動エレメントは、PDLCフィルムのような能動光拡散器に係わり、
―近接ディスプレイ領域は、光ビーム吸収後の可視領域波長の放射線の放出に適した発光粒子を含む、部分反射スクリーンの領域に係わり、
―投影手段はレーザーピコプロジェクタであり、
―能動エレメントは透過型で、投影手段とディスプレイ領域との間に配置されており、
―能動エレメントは反射型で、ミラーと投影手段との間に配置されており、前記ミラーは、ディスプレイ領域に向かう光学経路上での能動エレメントから発せられる光ビームの反射に適している。
According to a specific embodiment,
The active element is linked to a light beam property management module capable of synchronizing the variation of the light transmission property of the active element as a function of the property;
-Active element is related to active light diffuser like PDLC film,
The proximity display area relates to the area of the partially reflective screen that contains luminescent particles suitable for the emission of visible wavelength radiation after absorption of the light beam;
-The projection means is a laser pico projector,
The active element is transmissive and is located between the projection means and the display area,
The active element is reflective and is arranged between the mirror and the projection means, said mirror being suitable for the reflection of a light beam emitted from the active element on the optical path towards the display area.
本発明はまた、以下のステップ:
―表示される画像を担う光ビームの投影手段による生成;
―部分反射スクリーンに配置される少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び1つの遠隔ディスプレイ領域内の前記画像のユーザー視野内での表示、及び
―ディスプレイ領域への投影手段によって放出される光ビームの能動エレメントによる交互透過のステップ
を含む、少なくとも1つの画像を表示するためのヘッドアップディスプレイの方法に関する。
The present invention also includes the following steps:
-Generation by means of projection of the light beam carrying the displayed image;
-Display in the user field of view of said image in at least one proximity display area and one remote display area arranged on the partially reflective screen; and-by an active element of the light beam emitted by the projection means onto the display area The present invention relates to a head-up display method for displaying at least one image, comprising alternating transmission steps.
有利には、方法は、前記能動エレメントにリンクされる前記特性のための管理モジュールから、光ビームの特性の関数として、前記能動エレメントの光透過特性の変動に同期するステップを含む。 Advantageously, the method comprises the step of synchronizing to variations in the light transmission characteristics of the active element as a function of the characteristics of the light beam from a management module for the characteristics linked to the active element.
本発明の他の利点及び特徴は、以下の好適な実施形態の説明を読み、例示的且つ非限定的な実施例として提供される以下の図を参照することで、より明確になるであろう。 Other advantages and features of the present invention will become more apparent upon reading the following description of the preferred embodiment and referring to the following figures provided as illustrative and non-limiting examples: .
少なくとも1つの画像を表示するためのヘッドアップディスプレイ装置は、
表示される画像を担う光ビームを生成するための少なくとも1つの投影手段4、
ユーザーの視野内に前記画像を表示するように配置される、少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び1つの遠隔ディスプレイ領域を含む部分透過兼部分反射スクリーン7、及び
光ビームをディスプレイ領域に向けるため、プロジェクタとディスプレイ領域の1つとの間に光学経路を定義する光学システム、
光学経路の距離を増すことを可能にする非平面ミラー、
光学経路に沿ってすべて透過される初期画像がその上に生成される光拡散エレメント
を備える。採用される技術に応じて、この拡散エレメントはプロジェクタ4に配置されてもよい。
A head-up display device for displaying at least one image comprises:
At least one projection means 4 for generating a light beam carrying the displayed image;
A partially transmissive and partially reflective screen 7 including at least one proximity display area and one remote display area, arranged to display the image in a user's field of view, and a projector for directing a light beam to the display area; An optical system that defines an optical path to one of the display areas;
A non-planar mirror, which makes it possible to increase the distance of the optical path,
An initial image that is all transmitted along the optical path is provided with a light diffusing element generated thereon. Depending on the technology employed, this diffusing element may be arranged in the
投影手段4は、すべてを網羅するわけではないが、概して従来のヘッドアップディスプレイ装置に使用される任意の投影手段4に関する。例えば、透過モードのバックライト式アクティブ液晶に基づく装置、反射モードのバックライト式アクティブ液晶に基づく装置、又は光源を反射するマイクロミラーのマトリクスを組み込んだピコプロジェクタ、或いはレーザーピコプロジェクタであってよい。 Projection means 4 generally but not entirely relates to any projection means 4 used in conventional head-up display devices. For example, it may be a device based on a transmissive mode backlight active liquid crystal, a device based on a reflective mode backlight active liquid crystal, a pico projector incorporating a matrix of micromirrors reflecting a light source, or a laser pico projector.
図11は、小型のビデオプロジェクタに対応するレーザーピコプロジェクタを示している。 FIG. 11 shows a laser pico projector corresponding to a small video projector.
このピコプロジェクタは特に、ビデオ信号のための入力モジュール17、組込型論理モジュール18、管理モジュール8、MEMS(微小機械システム)24、及び水平/垂直スキャニング制御モジュール25を備える。
This pico projector in particular comprises an
変形例として、1つのMEMS24の代わりに2つ以上のMEMSが使用可能である。各MEMSは、空間の所定の方向に対して使用される。
As a modification, two or more MEMS can be used instead of one
この管理モジュール8は、波長の異なる3つの光源14、15、16にリンクされ、このピコプロジェクタに含まれている。管理モジュール8は、リンク26によって能動エレメント5にも結合されている。
The
この管理モジュール8は、能動エレメント5に加えて、3つの光源14、15、16のそれぞれの駆動に適している。ヘッドアップディスプレイ装置内では、この能動エレメント5は投影手段4から光ビームを受け取り、この光ビームを交互にディスプレイ領域に透過させるように配置されている。
This
この操作との関連で、レーザーピコプロジェクタは、屈折したレーザービームにより画像をポイントごとに再構築するのに適している。レーザービームの偏向は、例えば、マイクロミラーなどの微小電気機械システムMEMSによって得ることができる。このようなMEMS技術のピコプロジェクタへの実装は、国際公開公報第WO2012000556号及び米国公報第2012013855号に記載されている。 In the context of this operation, a laser pico projector is suitable for reconstructing an image point by point with a refracted laser beam. The deflection of the laser beam can be obtained, for example, by a microelectromechanical system MEMS such as a micromirror. Implementation of such MEMS technology on a pico projector is described in International Publication No. WO2012000556 and US Publication No. 20112013855.
ピコプロジェクタなどの投影手段4は、光学エレメントに組み込まれている3つのレーザー光源を備えており、各レーザービームは出力において、例えば、ダイクロイックミラーなどのミラーを用いて、波長の中心に揃えられている。この投影手段4に含まれる各レーザーは、スベクトル領域を
800nmから620nmを赤
560nmから492nmを緑、及び
482nmから445nmを青
のようにアドレッシングして、画像の演色性を考慮することができる。
The projection means 4 such as a pico projector is provided with three laser light sources incorporated in an optical element, and each laser beam is aligned at the center of wavelength by using a mirror such as a dichroic mirror at the output. Yes. Each laser included in the
したがって、波長の異なる別の光源は、単一の投影手段の中でグループ化される。 Thus, different light sources with different wavelengths are grouped in a single projection means.
このヘッドアップディスプレイ装置では、スクリーン7は、例えば、車両の外側からの光線に関して基本的に透明である、車両のフロントガラス7に係わる。このフロントガラス又はスクリーン7は、光ビームの演色性の異なるディスプレイ領域を含む。近接ディスプレイ領域は、実質的に透明で、光放射の放出に適した電子発光粒子32を備える。遠隔ディスプレイ領域は、特に車両の内側からの光ビームに関しては、部分反射的である。反射属性を備えた異なる光ビーム演色属性を有するこのような領域を持つことにより、スクリーン7は部分反射スクリーンに対応する。
In this head-up display device, the screen 7 relates to a vehicle windshield 7 which is basically transparent, for example, with respect to light rays from the outside of the vehicle. The windshield or screen 7 includes display areas having different color rendering properties of the light beam. The proximity display area is substantially transparent and comprises
実際には、近位ディスプレイ領域は例えば、光ビーム34の吸収後に可視領域波長の放射線33を放出する発光粒子32を含むフロントガラス7の透明な領域に関連する。実際には、フロントガラスのこの領域は、PVB(ポリブチルビニラール)に溶解されている、或いはフロントガラス7の光沢面の1つの表面に接着されるフィルムに含まれる発光粒子32を用いることによって得られる。積層フロントガラス7は、図1に示すようにPVBの熱可塑性シート36によって結合される2枚の板ガラス35、37からなる。
In practice, the proximal display region is associated, for example, with a transparent region of the windshield 7 that contains
光子発光分子は、仏国特許第2914070B1号、仏国特許第2929016A1号、或いは仏国特許第2929017A1号にも記載されている機構と実質的に同様な封入機構に基づいて、PVB層36に組み込まれている。
Photon emitting molecules are incorporated into the
図2は、ある波長の入射放射線34によって励起され、この最初の波長の放射線を吸収した後、これとは別の可視範囲に入るより長い波長の放射線33を放出する、これらの発光粒子32を図解している。
FIG. 2 shows these
したがって、既に見たように、発光粒子を含む表面に関しては、励起光は再放出される可視光よりも短い波長を有していなければならない。したがって、励起光は紫外線領域にあって、不可視となる可能性がある。この場合、画像は感光性粒子の平面内、すなわちフロントガラス7の平面内に再構成される。 Thus, as already seen, for surfaces that contain luminescent particles, the excitation light must have a shorter wavelength than the visible light that is re-emitted. Therefore, the excitation light is in the ultraviolet region and may become invisible. In this case, the image is reconstructed in the plane of the photosensitive particles, ie in the plane of the windshield 7.
有利には、このような領域内に表示される画像は、視界にフロントガラス7があればすべての人が見ることができる。すべての人が見ることができるためには、フロントガラス7のこの領域は、システムによって作り出される画像がフロントガラス7を通過してこれらすべての人の視界に入るように、反射面を追加すること、又はエレメントの相対位置によって生成されてもよい。 Advantageously, the image displayed in such a region can be seen by all if the windshield 7 is in view. In order for all people to see, this area of the windshield 7 is to add a reflective surface so that the image produced by the system will pass through the windshield 7 and enter the view of all these people Or by the relative position of the elements.
遠隔ディスプレイ領域は、例えば、フロントガラス7の部分反射領域に係わる。このディスプレイ領域は、図3に示すように、虚像が部分反射スクリーン7から少なくとも1mの距離に位置するように配置される。こうするため、投影手段は可視光を放出し、画像は次いでこのフロントガラス7の先に焦点を結ぶ。この画像を見ることができるのは、一般的に運転者だけである。 The remote display area relates to the partial reflection area of the windshield 7, for example. As shown in FIG. 3, the display area is arranged such that the virtual image is located at a distance of at least 1 m from the partial reflection screen 7. To do this, the projection means emits visible light and the image is then focused on the tip of this windshield 7. Only the driver can generally see this image.
投影手段によって放出される光ビームの特性は、表示領域の関数として変化する。 The characteristics of the light beam emitted by the projection means vary as a function of the display area.
ディスプレイ領域が発光粒子を備えるスクリーン7の透明な領域に関連するときには、光ビーム、或いはまさにこの場合の励起ビームの波長は、スクリーンここではフロントガラスに放出される光ビームの波長よりも短い。換言するならば、スクリーン上、すなわちフロントガラス上で見ることができる放出に関しては、光ビーム(又は励起ビーム)の波長は、紫外線領域内にある可能性があるが、波長の短い可視光領域内にあってもよい。 When the display area is associated with a transparent area of the screen 7 with luminescent particles, the wavelength of the light beam, or in this case the excitation beam, is shorter than the wavelength of the light beam emitted on the screen, here the windshield. In other words, for the emission that can be seen on the screen, ie on the windshield, the wavelength of the light beam (or excitation beam) may be in the ultraviolet region, but in the short wavelength visible region. May be.
ディスプレイ領域が部分反射領域に対応しているときには、これらの波長は400〜800nmの範囲にある。 These wavelengths are in the range of 400-800 nm when the display area corresponds to the partially reflective area.
1つの実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置は任意の数の投影手段4を備える。各投影手段4は、光ビームをディスプレイ領域に向けるため、各投影手段とこのディスプレイ領域との間の光学経路を画定する光学システムからのディスプレイ領域に関連づけられている。 In one embodiment, the head-up display device comprises any number of projection means 4. Each projection means 4 is associated with a display area from an optical system that defines an optical path between each projection means and the display area for directing the light beam to the display area.
車両は、すべてを網羅するわけではないが、2つのディスプレイ領域に対して、車両内で別々に配置される2つの別個の投影手段を備える。 The vehicle comprises two separate projection means arranged separately in the vehicle for the two display areas, but not all.
概して従来のヘッドアップディスプレイ装置で使用される任意の投影手段4などの第1の投影手段は、部分反射フロントガラス7の領域上の遠隔平面への画像投影のために使用され、また、レーザーピコプロジェクタなどの第2の投影手段は、フロントガラス7のディスプレイ領域の発光粒子をアドレスするように使用される。 In general, a first projection means, such as any projection means 4 used in conventional head-up display devices, is used for image projection onto a remote plane over the area of the partially reflective windshield 7 and also includes laser pico A second projection means such as a projector is used to address the luminescent particles in the display area of the windshield 7.
別の実施形態では、前述の実施形態とは反対に、ヘッドアップディスプレイ装置は、少なくとも2つのディスプレイ領域に画像を表示するための単一の投影手段のみを備える。 In another embodiment, contrary to the previous embodiment, the head-up display device comprises only a single projection means for displaying an image in at least two display areas.
この実施形態では、表示される画像を担う光ビームを生成するための投影手段は、例えば、ピコプロジェクタに係わる。この装置はまた、投影手段から光ビームを受け取り、その光ビームを光学経路を介してディスプレイ領域まで送るように配置される能動エレメント5を備える。この能動エレメント5は、光ビーム特性管理モジュールにリンクされて、能動エレメント5の光透過特性の変動を前記特性の関数として同期させることに適している。この管理モジュールは、投影手段に含まれており、投影手段及び能動エレメント5に含まれる種々の光源の駆動に適している。
In this embodiment, the projection means for generating the light beam that bears the displayed image relates to, for example, a pico projector. The apparatus also comprises an
この能動エレメント5は、例えば、PDLC(ポリマー分散液晶)フィルムなど、能動光の能動拡散器に係わる。このPDLCフィルムは、前記結晶の電気分極の関数として変動しうる配向特性を有する、液晶とポリマーの混合物を含む。
The
この能動エレメント5は、投影手段の下流に配置される。管理モジュールによって電気分極が生成されると、PDLCフィルムは透明になる。逆に、電気分極がなくなると、フィルムは投影手段によって放出された光を拡散する。このように、能動エレメント5は、透過と拡散の2つの状態を交互に切り換えることができる。
This
投影手段4がレーザーピコプロジェクタの場合、ソース画像は、能動拡散器が拡散しているときには、能動拡散器の平面上の画像となり、能動拡散器が透明なときには、光線は偏向されることなく、能動拡散器を通過する。 When the projection means 4 is a laser pico projector, the source image is an image on the plane of the active diffuser when the active diffuser is diffusing, and when the active diffuser is transparent, the light beam is not deflected, Pass through the active diffuser.
したがって、この能動エレメント5を管理モジュール18にリンクすることより、単一の投影手段4で2つのディスプレイ領域を識別することが可能になる。
Therefore, by linking this
実際に、管理モジュール18は、投影手段4の電源を能動光拡散器の電気分極源に同期させることを可能にする。
Indeed, the
例えば、能動光拡散器の電気分極源と投影手段の電源、ここでは発光粒子を含むフロントガラス7の蛍光領域の励起源とを同期させることにより、フロントガラス7の部分反射領域の遠隔平面上に焦点を結ぶ画像の能動拡散器上で、拡散画像は得られ、発光粒子を含むフロントガラス7の領域に直接形成されるフロントガラス7の平面上の画像用の拡散器上では、画像は得られない。 For example, by synchronizing the electric polarization source of the active light diffuser and the power source of the projection means, here the excitation source of the fluorescent region of the windshield 7 containing the luminescent particles, on the remote plane of the partial reflection region of the windshield 7 On the active diffuser of the focused image, a diffuse image is obtained and on the diffuser for the image on the plane of the windshield 7 formed directly in the area of the windshield 7 containing the luminescent particles. Absent.
この能動エレメント5は透過型又は反射型であってもよい。
This
能動エレメント5が透過型の場合には、図4A及び4Bに示すように、投影手段4とディスプレイ領域との間に配置される。アドレスされるディスプレイ領域に応じて、能動エレメント5は光に対して透過性又は拡散性になることによって状態を変える。
If the
装置の投影アセンブリの実施例を図12に示す。このアセンブリは投影手段4、球面ミラー及び透過型の能動エレメント5を備え、共通のソースから虚像21の投影及び励起源の反射を生成するように配置されている。投影アセンブリの領域30は、球面ミラーによる反射後の励起スキャンによってカバーされる。点23及び22はそれぞれ、球面ミラーの屈曲の中心及びこのミラーの対物焦点に対応する。
An embodiment of the projection assembly of the apparatus is shown in FIG. This assembly comprises a projection means 4, a spherical mirror and a transmissive
図5A及び5Bは、ミラー6と投影手段4との間に配置される反射型の能動エレメントを図解している。この構成では、投影手段4及び表示領域は、能動エレメント5に対して同じ側に配置される。
5A and 5B illustrate a reflective active element arranged between the mirror 6 and the projection means 4. In this configuration, the projection means 4 and the display area are arranged on the same side with respect to the
したがって、ミラー6は、光学経路上の能動エレメント5から発せられる光ビームをディスプレイ領域で反射させることができる。
Thus, the mirror 6 can reflect the light beam emitted from the
能動エレメント5が拡散状態にあるときには、能動エレメント5は光を通さないことが、明確に理解されるであろう。したがって、能動エレメント5の状態にかかわらず、光は常にディスプレイ領域に透過されている。
It will be clearly understood that the
このヘッドアップディスプレイは、特に、透過型又は反射型の能動エレメント5から、部分反射フロントガラス7のディスプレイ領域の遠隔平面に平行に焦点を結ぶ画像を生成することを可能にする。実際に、図6では、提示されている装置の投影アセンブリは、投影手段4、能動エレメント5及び球面ミラーを備える。この投影手段4は、例えば、ここではカラーレーザーピコプロジェクタであるが、交互に透明になる能動エレメント5上に画像を生成するのに適している。したがって、画像は、光学経路の通過後、異なる投影平面上に平行な虚像21を生成する種々の位置で、画像源を生成する任意の数の平面上に生成される。
This head-up display makes it possible in particular to generate an image focused from a transmissive or reflective
本発明はまた、少なくとも1つの画像を表示するため、ヘッドアップディスプレイの方法に関する。 The invention also relates to a method of head-up display for displaying at least one image.
この方法は、
表示される画像を担う光ビームの少なくとも1つの投影手段4による生成のステップ、
部分反射スクリーン7に配置される少なくとも1つの所定のディスプレイ領域内の前記画像のユーザー視野内での表示のステップ、及び
光ビームをディスプレイ領域に向けるため、投影手段4とディスプレイ領域との間の光学経路の光学システムによる定義のステップ
を含む。
This method
Generating by at least one projection means 4 a light beam carrying the image to be displayed;
A step of displaying in a user field of said image in at least one predetermined display area arranged on the partial reflection screen 7, and an optical between the projection means 4 and the display area for directing the light beam to the display area Including the step of defining the path by an optical system.
この方法が任意の数の投影手段を備えるヘッドアップディスプレイ装置によって実装され、各投影手段が所定のディスプレイ領域に関連づけられている場合には、この方法は、前記スクリーン7の各ディスプレイ領域と連携する投影手段の同期ステップであって、管理モジュール18から実行される同期ステップを含む。
When this method is implemented by a head-up display device having an arbitrary number of projection means, and each projection means is associated with a predetermined display area, this method cooperates with each display area of the screen 7. A step of synchronizing the projection means, including a synchronization step executed from the
ヘッドアップディスプレイ装置が単一の投影手段4のみを含む場合には、この表示方法は、
投影手段4によって放出される光ビームを能動エレメント5からディスプレイ領域まで透過させるステップ、及び
前記能動エレメント5の光透過特性の変動を、前記能動エレメント5にリンクされた特性管理モジュールからの光ビームの特性の関数として同期するステップ
を含む。
When the head-up display device includes only a single projection means 4, this display method is:
Transmitting the light beam emitted by the projection means 4 from the
図7は、このヘッドアップディスプレイ装置での、インターリーブ画像表示モードに関連するダイアグラムを示す。この装置は、ディスプレイ領域の各々に表示される情報フロー31を受け取る。この情報の処理ステップ9では、装置は各々のディスプレイ領域に応じて情報の分離を実行する。生成ステップ10及び11では、ディスプレイ領域の各々に対して意図された画像が生成される。ステップ12では、これらの画像はディスプレイ領域上にアドレス13されるように重ねられる。
FIG. 7 shows a diagram related to the interleaved image display mode in this head-up display device. The device receives an
ディスプレイ領域のどちらかへ光ビームを透過させるステップでは、能動エレメント5の光透過特性変動により、表示される画像のピクセルを、各ディスプレイ領域に交互にアドレスすることが可能になる。前記能動エレメント5の光透過特性のこの変動は、24Hzを超える周波数で生成される。このように、インターリーブ画像は生成され、これらのディスプレイ領域にアドレスされる。
In the step of transmitting the light beam to one of the display areas, the variation of the light transmission characteristics of the
これらの各画像の解像度は、ディスプレイ装置の最大解像度よりも低い。各画像の各軸で利用可能なピクセルの総数は、各軸上の総ピクセル数に等しい。アドレス可能なピクセルの100%が使用されることに留意されたい。 The resolution of each of these images is lower than the maximum resolution of the display device. The total number of pixels available on each axis of each image is equal to the total number of pixels on each axis. Note that 100% of the addressable pixels are used.
図8Bに図解されるように、インターリーブ画像の表示は、管理モジュールによる能動エレメント5の急速駆動に関連づけられている。ディスプレイ領域が変化するたびに、状態の変化(透明又は拡散)は能動エレメント5に適用されなければならない。インターリーブ画像の表示は、赤、緑及び青(励起)の光源の駆動、及び各ディスプレイ領域に対してピクセルを交互にアドレスするように、オンとオフのモードを交互に切り換える能動エレメント5(拡散器)から生成される。
As illustrated in FIG. 8B, the display of the interleaved image is associated with a rapid drive of the
このような状況では、駆動周波数は最大で、その結果として、画像のリフレッシュ・レート(網膜の残像、24Hz超)とシステムによってアドレスされるピクセル総数との積を上回っていなければならない。 In such a situation, the drive frequency is maximal and must consequently exceed the product of the image refresh rate (retinal afterimage, greater than 24 Hz) and the total number of pixels addressed by the system.
この装置によって実装される画像インターリーブモードは図8A及び9に図解されており、図中のピクセル27はフロントガラス7のディスプレイ領域に含まれ、光ビームの吸収後の可視領域波長の放射線の放出に適している発光粒子の励起源を示している。緑のピクセル28及び赤のピクセル29は、部分反射ディスプレイ領域を対象としている。図9では、図8と異なり、インターリーブ画像はサイズが異なり、異なるピクセル数で表示されている。
The image interleaving mode implemented by this device is illustrated in FIGS. 8A and 9, in which the
インターリーブ画像ディスプレイ領域上での生成及びアドレッシングの利点は、これによりディスプレイ領域内での表示を動的に制限することが可能になるという事実に関連している。したがって、画像表示は一連の情報に関しては画像の右上隅のディスプレイ領域に限定可能であり、別の応用に関しては右下隅に限定可能である。 The advantages of generation and addressing on the interleaved image display area are related to the fact that this allows the display within the display area to be dynamically limited. Thus, the image display can be limited to the display area in the upper right corner of the image for a series of information, and can be limited to the lower right corner for other applications.
この場合、これらのディスプレイ領域の各範囲及び各画像に対する表示手段の変位は最大になり、これにより、各範囲に投影手段4の関数として提供されるエネルギーを最大化することができる。 In this case, the displacement of the display means relative to each range and each image of these display areas is maximized, thereby maximizing the energy provided to each range as a function of the projection means 4.
インターリーブ画像による表示モードは能動エレメント5と共に使用され、明確な表示領域内での高い周波数での駆動及び表示を可能にする。
A display mode with interleaved images is used with the
代替的に、ディスプレイ領域にアドレスされる画像は、非インターリーブ画像又はオルタネート画像であってもよい。画像の表示モードは、ディスプレイ領域内のオルタネート画像アドレッシングモードである。 Alternatively, the image addressed to the display area may be a non-interleaved image or an alternate image. The image display mode is an alternate image addressing mode in the display area.
図10に示されているように、この場合、ディスプレイ領域のどちらかへの光ビームの透過は、前記能動エレメント5の光透過特性の変動に依存する。
As shown in FIG. 10, in this case, the transmission of the light beam to either of the display areas depends on the variation of the light transmission characteristics of the
ディスプレイ領域が変化するたびに、状態の変化(透明又は拡散)は能動エレメント5に適用されなければならない。この非インターリーブ画像の表示は、赤、緑及び青(励起子)の光源の駆動、並びに能動エレメント5(拡散器)から生成される。これに関連して、投影手段4の周波数は、赤、緑及び青の光源が示すように2倍になり、能動エレメントの各ディスプレイ領域に対して画像は交互に表示される。
Each time the display area changes, a change of state (transparent or diffuse) must be applied to the
部分反射ディスプレイ領域への画像のアドレッシングに対して、赤及び緑の光源がオンになっているときには、能動エレメント5(拡散器)は「拡散」モードにあり、発光粒子を含むフロントガラス7の領域にアドレスされる画像の拡散に対して、青の励起光源(励起子)がオンになっているときには、能動エレメント5(拡散器)は「透明」モードにある。 When the red and green light sources are turned on for image addressing to the partially reflective display area, the active element 5 (diffuser) is in “diffuse” mode and the area of the windshield 7 containing the luminescent particles. The active element 5 (diffuser) is in “transparent” mode when the blue excitation source (exciton) is on for the diffusion of the image addressed to.
この透過は、
24Hzを超える変動周波数:
変動周波数の2倍に対応する、表示される画像を担う光ビームの生成周波数
によって実施される。
This transmission is
Fluctuating frequency exceeding 24 Hz:
This is done by the generation frequency of the light beam carrying the displayed image, corresponding to twice the variation frequency.
したがって、投影手段4の周波数を2倍にすることによって、画像は各ディスプレイ領域に表示される。例えば、画像が遠隔平面、すなわち、フロントガラス7の部分反射領域に対して表示されるとき、能動エレメント5は画像を拡散する。また、画像が発光粒子を含むフロントガラス7の領域に表示されるとき、能動エレメント5は透明である。
Therefore, by doubling the frequency of the projection means 4, an image is displayed in each display area. For example, when the image is displayed against a remote plane, i.e. a partially reflective area of the windshield 7, the
これに関連して、網膜の残像を無効にするため、単一のディスプレイ領域に対して単一の画像のみを表示しなければならない場合には、投影手段4は画像を2回生成しなければならない。同様に、能動エレメント5は、少なくとも網膜の残像に等しい動作周波数、すなわち、投影手段4の動作周波数の半分に等しい周波数で作動される。管理モジュール18によって、能動エレメント5が透明な状態にあるときに、発光粒子を含むフロントガラス7の領域に表示されるよう意図された画像が表示されるような方法で、投影手段4を能動エレメント5に同期させることができる。
In this connection, if only a single image has to be displayed for a single display area in order to invalidate the retina afterimage, the projection means 4 must generate the image twice. Don't be. Similarly, the
非インターリーブ画像のディスプレイ領域上での生成及びアドレッシングの利点は、図10からわかるように、能動エレメント5が「低い」周波数での駆動しか要求しないことである。
The advantage of generating and addressing non-interleaved images on the display area is that the
さらに、アセンブリの使用に応じて、各領域内でディスプレイ領域の範囲を動的に制限することが可能である。したがって、ディスプレイ領域の各々に対するアセンブリの最終発光は増加する。 Further, the display area can be dynamically limited within each area depending on the use of the assembly. Thus, the final emission of the assembly for each of the display areas is increased.
非インターリーブ画像による表示モードは、高い周波数での駆動を許可しない能動エレメント5と共に使用されるが、網膜の残像に対して1秒あたりに表示される画像数を少なくとも2倍にすることが可能な投影手段4と共には使用されない。
The non-interleaved image display mode is used with the
このヘッドアップディスプレイ装置は、車両内での情報の表示及び運転の快適性を改善する。この装置は、例えば、ナビゲーションにリンクした情報及びマルチメディア情報に対して十分な表示領域を提供する。 This head-up display device improves information display and driving comfort in the vehicle. This device provides a sufficient display area for information linked to navigation and multimedia information, for example.
この装置は、近接ディスプレイ領域、フロントガラス7の領域内に情報を表示することを可能にする。 This device makes it possible to display information in the proximity display area, the area of the windshield 7.
例えば、近接ディスプレイ領域は、運転に関連する情報:車両速度、レギュレータ/リミッタ/ACC速度、速度制限に対して適切なものとなりうる。図13に示されているように、このディスプレイ領域は、いわゆる「中間」位置19、すなわち、フロントガラス7の底部の運転者の視野内に配置可能である。このディスプレイ領域は、すべてを網羅するわけではないが、発光粒子を含むフロントガラス7の領域に対応する。
For example, the proximity display area may be appropriate for driving related information: vehicle speed, regulator / limiter / ACC speed, speed limit. As shown in FIG. 13, this display area can be arranged in a so-called “intermediate”
フロントガラス7の部分反射領域は、遠隔ディスプレイ領域と呼ばれ、安全及び警告情報:ACCターゲット、事故警報(「衝突」)、距離警報(「車間警告」)、軌道ドリフト警報(「車線逸脱警告」)に対して使用可能である。図13に示されているように、このディスプレイ領域は、いわゆる「上方」位置20、すなわち、近接ディスプレイ領域上方の運転者の視野内に配置可能である。
The partial reflection area of the windshield 7 is called a remote display area, and safety and warning information: ACC target, accident warning ("collision"), distance warning ("inter-vehicle warning"), orbit drift warning ("lane departure warning") ) Can be used. As shown in FIG. 13, this display area can be placed in a so-called “up”
この領域はまた、環境内に投影されるナビゲーションアプリケーションに適しており、「疑似拡張現実」モードで表示されることもある。 This region is also suitable for navigation applications that are projected into the environment and may be displayed in a “pseudo augmented reality” mode.
これら2つのディスプレイ領域と共に新規の範囲が現われる。実際に、動的なモードでエレメントを使用することが可能である。 A new range appears with these two display areas. In fact, it is possible to use elements in a dynamic mode.
例えば、警告は、リスクなし;明らかなリスク;明らかな危険性、の3つのリスク水準に分類される。明らかなリスクを遠隔ディスプレイ領域に表示し、これが明らかな危険性になると近接ディスプレイ領域に表示することが可能である。リスクがない場合には、運転者の気を散らさないよう、情報を表示する必要はない。 For example, warnings are classified into three risk levels: no risk; obvious risk; obvious danger. Obvious risks can be displayed in the remote display area, and can be displayed in the proximity display area when this becomes an obvious danger. If there is no risk, there is no need to display information so as not to distract the driver.
したがって、任意の数のディスプレイ領域を組み込むことにより、運転者に送られる情報の体系化及び順位づけに役立てることが可能になる。情報の階層的体系化のための新ルールを確立することは、この情報の理解に役立つだけでなく、運転中の運転者を支援し、運転に有用な情報及び緊急警報のみを近接平面に表示することによって、運転手の精神的な負荷を軽減する。 Therefore, by incorporating an arbitrary number of display areas, it is possible to help organize and rank information sent to the driver. Establishing new rules for the hierarchical organization of information not only helps to understand this information, but also assists the driver while driving, displaying only driving useful information and emergency alerts on the proximity plane To reduce the driver's mental burden.
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、市販の窓ガラスの表面又は投影される情報を有する電子機器など、情報を表示することができる任意の種類の透明な面で実装可能である。 The head-up display device according to the present invention can be mounted on any kind of transparent surface capable of displaying information, such as a commercially available window glass surface or an electronic device having information to be projected.
Claims (8)
―表示される画像を担う光ビームを生成するための投影手段(4);
―ユーザー視野内に前記画像を表示するように配置される、少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び1つの遠隔ディスプレイ領域を含む部分反射スクリーン(7)、及び
―前記投影手段(4)から前記光ビームを受け取り、前記光ビームを、前記近接ディスプレイ領域及び前記遠隔ディスプレイ領域に交互に透過させるように配置される能動エレメント(5)
を備え、
前記近接ディスプレイ領域は、前記光ビーム吸収後の可視領域波長の放射線の放出に適した発光粒子を含む、前記部分反射スクリーン(7)の領域に係わるものであり、
前記遠隔ディスプレイ領域は、前記光ビームに対して部分反射的であることを特徴とする装置。 A head-up display device for displaying at least one image comprising:
A projection means (4) for generating a light beam carrying the displayed image;
A partially reflective screen (7) comprising at least one proximity display area and one remote display area arranged to display said image in a user field of view; and-said light beam from said projection means (4) An active element (5) arranged to receive and alternately transmit the light beam to the proximity display area and the remote display area
Equipped with a,
The proximity display area relates to an area of the partially reflective screen (7) comprising luminescent particles suitable for emission of visible wavelength radiation after absorption of the light beam;
The remote display region, and wherein the partially reflective der Rukoto to said light beam.
表示される画像を担う光ビームの少なくとも1つの投影手段(4)による生成のステップ、
部分反射スクリーン(7)に配置される少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び1つの遠隔ディスプレイ領域内の前記画像のユーザー視野内での表示のステップ、及び
能動エレメント(5)による、前記投影手段(4)によって放出される前記光ビームを前記少なくとも1つの近接ディスプレイ領域及び前記遠隔ディスプレイ領域に交互に透過させるステップ
を含み、
前記近接ディスプレイ領域は、前記光ビーム吸収後の可視領域波長の放射線の放出に適した発光粒子を含む、前記部分反射スクリーン(7)の領域に係わるものであり、
前記遠隔ディスプレイ領域は、前記光ビームに対して部分反射的である、方法。 A head-up display method for displaying at least one image comprising:
A step of generation by at least one projection means (4) of a light beam carrying an image to be displayed;
A step of displaying the image in a user field of view in at least one proximity display area and one remote display area arranged on a partially reflective screen (7), and said projection means (4) by an active element (5) look including the step of transmitting the light beam emitted alternately to the at least one proximity display area and the remote display area by,
The proximity display area relates to an area of the partially reflective screen (7) comprising luminescent particles suitable for emission of visible wavelength radiation after absorption of the light beam;
The method wherein the remote display area is partially reflective to the light beam .
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