CN111201151B - 信息显示装置 - Google Patents

信息显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111201151B
CN111201151B CN201880066189.0A CN201880066189A CN111201151B CN 111201151 B CN111201151 B CN 111201151B CN 201880066189 A CN201880066189 A CN 201880066189A CN 111201151 B CN111201151 B CN 111201151B
Authority
CN
China
Prior art keywords
display device
image
information display
information
windshield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880066189.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111201151A (zh
Inventor
平田浩二
国井康彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maxell Ltd filed Critical Maxell Ltd
Publication of CN111201151A publication Critical patent/CN111201151A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111201151B publication Critical patent/CN111201151B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • 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
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • 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
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/29—Instruments characterised by the way in which information is handled, e.g. showing information on plural displays or prioritising information according to driving conditions
    • 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
    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition 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
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • 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
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/346—Image reproducers using prisms or semi-transparent mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/18—Information management
    • B60K2360/182—Distributing information between displays
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/18—Information management
    • B60K2360/184—Displaying the same information on different displays
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/18—Information management
    • B60K2360/186—Displaying information according to relevancy
    • B60K2360/1868—Displaying information according to relevancy according to driving situations
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/18—Information management
    • B60K2360/186—Displaying information according to relevancy
    • B60K2360/1876—Displaying information according to relevancy according to vehicle situations
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/31—Virtual images
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/33—Illumination features
    • B60K2360/347—Optical elements for superposition of display information
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/77—Instrument locations other than the dashboard
    • B60K2360/785—Instrument locations other than the dashboard on or in relation to the windshield or windows
    • 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
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0183—Adaptation to parameters characterising the motion of the vehicle
    • 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
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0185—Displaying image at variable distance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种信息显示装置，在交通工具中显示信息的信息显示装置，能够减少观看者的视点移动且得到较多的影像信息。在交通工具中显示信息的信息显示装置，具有配置在交通工具的挡风玻璃上反射而显示虚像的影像信息的第一信息显示装置、用MEMS元件使激光在挡风玻璃上扫描而得到实像的第二信息显示装置、以及使用交通工具的仪表盘的第三信息显示装置。

Description

信息显示装置
技术领域
本发明涉及对汽车、电车和飞机等载人移动的所谓交通工具的挡风玻璃投射图像的信息显示装置。
背景技术
对汽车的挡风玻璃投射影像光而形成虚像，来显示路线信息和拥堵信息等交通信息以及燃料剩余量、冷却水温度等汽车信息的所谓平视显示(HUD：Head-Up-Display)装置，例如通过以下专利文献1已知。
在这种信息显示装置中，因为将HUD装置主体配置在驾驶员的座席前方的方向盘与挡风玻璃之间，所以要求小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-194707号公报
发明内容
发明要解决的课题
实现现有技术的平视显示装置的凹面反射镜生成虚像的原理，如图22所示，是通过相对于凹面反射镜1’的光轴上的点O在焦点F(焦距f)的内侧配置物点A、B，而得到用凹面反射镜1’形成的虚像。该图22中，为了便于说明，将凹面反射镜1’视为具有相同的正屈光力的凸透镜，示出物点与凸透镜(为了便于说明，在图20中记作凹面反射镜)与产生的虚像的关系。
现有技术中，为了将用凹面反射镜1’生成的虚像的大小放大，使物点A、B接近焦点F即可，但为了得到要求的倍率，凹面反射镜的曲率半径减小。结果，反射镜尺寸减小，结果只能得到实质上放大率较大但可观看的范围较小的虚像。因此，为了同时满足(1)要求的虚像尺寸、(2)必要的虚像的倍率M＝b/a，凹面反射镜的尺寸需要与观看范围相应地，考虑与影像显示装置的平衡来决定虚像的倍率。
另一方面，专利文献1中公开的虚像方式的HUD中，为了使观看者能够观看的虚像的尺寸增大，生成虚像的凹面反射镜的尺寸增大，所以装置的体积增大。
另外，专利文献1中，公开了显示所谓速度信息等信息的虚像的HUD，但没有考虑扩大观看者能够看到的虚像的可观看范围、扩大虚像的大小、在观看者用眼观看的远景的实像上叠加虚像的所谓增强现实，为了实现它需要使从影像源到凹面反射镜的距离增大。另外，也考虑在近景的实像上叠加虚像的情况时，视点移动较少而变得不自然，需要对此改良，考虑能够得到较多的影像信息的影像显示装置。
于是，本发明目的在于提供一种使观看者的视点移动更流畅(自然)而减少且能够得到更多的影像信息的影像显示装置。
用于解决课题的技术方案
本发明鉴于上述背景技术和课题，举其一例，提供一种在交通工具中显示影像信息的信息显示装置，具有配置在所述交通工具的挡风玻璃与所述交通工具的仪表盘之间的第一信息显示装置和第二信息显示装置，所述仪表盘具有直视型的影像显示装置，所述第一信息显示装置具有虚像光学系统，该虚像光学系统使从用于显示所述影像信息的影像显示装置出射的光在所述挡风玻璃上反射而在所述交通工具的前方显示虚像，所述第二信息显示装置具有实像光学系统，该实像光学系统投射光并使其与所述第一信息显示装置所生成的所述虚像叠加而得到实像。
发明效果
根据上述本发明，能够提供一种将在远景上叠加虚像的HUD装置和显示在近景上叠加的实像的实像显示装置和仪表盘的显示组合从而减少驾驶员的视点移动而有助于辅助安全驾驶的信息显示装置。
附图说明
图1是实施例1中的信息显示装置和信息显示装置的周边设备的概略结构图。
图2是表示实施例中的信息显示装置和挡风玻璃和驾驶员的视点位置的概略截面结构图。
图3是实施例中的影像显示位置的概略说明图。
图4是实施例中的其他影像显示位置的概略说明图。
图5是说明驾驶时的驾驶员注视点的角度和对象物的图。
图6是驾驶时的驾驶员视点的角度特性。
图7是说明实施例中的挡风玻璃的曲率半径的不同的图。
图8是实施例中的与不同偏振光对应的玻璃相对于入射角度的反射率特性。
图9是实施例中的搭载了信息显示装置的汽车的顶面图。
图10是表示实施例中的在挡风玻璃上涂布、接合或粘合的反射物质的反射特性的特性图。
图11是实施例中的信息显示装置的虚像光学系统的概略结构图。
图12是实施例中的投射光学装置的基本结构图。
图13是实施例中的二轴驱动的MEMS元件的概略结构图。
图14是说明实施例中的MEMS元件进行的光束扫描的概要的说明图。
图15是实施例中的在自由曲面反射镜上扫描的激光的第一扫描状态的说明图。
图16是实施例中的第一扫描状态下的光扫描装置的光源光谱。
图17是黑体轨迹和等色温线图。
图18是实施例中的第一扫描状态下的光扫描装置的光源光的色度表。
图19是实施例中的在自由曲面反射镜上扫描的激光的第二扫描状态的说明图。
图20是实施例中的第二扫描状态下的光扫描装置的光源光谱。
图21是实施例中的第二扫描状态下的光扫描装置的光源光的色度表。
图22是用于说明现有技术的虚像光学系统的原理的概略图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施例用附图等进行详细说明。
(实施例1)
图1是本实施例中的信息显示装置和信息显示装置的周边设备的概略结构图。此处，作为其一例，特别说明对汽车的挡风玻璃投射图像的信息显示装置。图1(A)是信息显示装置的截面立体图，图1(B)是周边设备的概略结构框图。
在图1(A)中，45是车体，6是作为被投射部件的挡风玻璃，是车体的纵截面的示意图。HUD装置100是为了在驾驶员的视线8中在本车的前方形成虚像而将在被投射部件6(本实施例中是挡风玻璃的内表面)上反射的各种信息用虚像(Virtual Image)显示的装置。另外，被投射部件6只要是投射信息的部件即可，不仅是上述挡风玻璃，除此以外也可以是组合器。即，本实施例的HUD装置100中，只要在驾驶员的视线8中在本车的前方形成虚像并使驾驶员看到即可，作为用虚像显示的信息，例如包括车辆信息和用监视摄像机或环视观察器等摄像机(未图示)拍摄的前景信息。
然后，HUD装置100具有对影像显示装置4和背光源10进行控制的控制装置40。另外，包括上述影像显示装置4和背光源10等的光学部件，包括以下所述的作为虚像光学系统的、使光反射的凹面形状的凹面反射镜1。另外，在该凹面反射镜1上反射的光，在挡风玻璃6上反射而射向驾驶员的视线8(也可以是能够正确观看的驾驶员的视点范围、所谓Eyebox)。
接着，图1(B)中，控制装置40从导航系统60取得与本车行驶的当前位置对应的道路的限速和车道数、导航系统60中设定的本车的移动预定路径等各种信息，作为前景信息(即用虚像在本车的前方显示的信息)显示。
驾驶辅助ECU62是根据周边监视装置63中作为监视结果检测出的障碍物对驱动系统和控制系统进行控制，从而实现驾驶辅助控制的控制装置，作为驾驶辅助控制，例如包括巡航控制、自适应巡航控制、预防碰撞安全、车道保持辅助等公知技术。
周边监视装置63是监视本车周边的状况的装置，例如是基于拍摄本车周边得到的图像检测存在于本车周边的物体的摄像机，或基于发送接收探测波的结果检测存在于本车周边的物体的探测装置等。
控制装置40取得来自这样的驾驶辅助ECU62的信息(例如到前方车辆的距离和前方车辆的方位、障碍物和标志所在的位置等)作为前景信息。进而，对控制装置40输入点火(IG)信号)和本车状态信息。这些信息中，“本车状态信息”指的是作为车辆信息取得的信息，例如包括内燃机的燃料的剩余量和冷却水的温度等、表示预先规定的异常状态的警告信息。另外，也包括方向指示灯的操作结果和本车的行驶速度以及变速档位信息等。
以上叙述的来自控制装置40的影像信号，是与汽车的状态和周围环境对应的影像信息，适当地选择性地显示在观看者观看的远方实景上用虚像叠加的第一信息显示装置即HUD装置100、在近景上用实像叠加的第二信息显示装置即投射光学装置220、以及第三信息显示装置即直视型的仪表盘42上。根据本发明，通过这一点，使观看者即驾驶员在驾驶中进行的视点移动更流畅(自然)，减轻对驾驶员的负担。另外，该控制装置40在输入点火信号时起动。以上是本实施例中的信息显示装置全体系统的结构。
另外，HUD装置100中，设置了投射显示信息的影像光的影像显示装置4，且为了修正对该影像显示装置4上显示的影像用凹面反射镜1形成虚像时产生的畸变和像差，在影像显示装置4与凹面反射镜1之间设置了修正用的光学元件即透镜2和3。
另外，作为上述影像显示装置4，例如有具有背光源的LCD(Liquid CrystalDisplay)，此外也有自发光的VFD(Vacuum Fluorescent Display)等。
另一方面，也可以代替上述影像显示装置4地，用投射装置在屏幕上显示影像，用上述凹面反射镜1变换为虚像并在作为被投射部件的挡风玻璃6上反射而射向驾驶员的视点8。作为这样的屏幕，例如可以用将微透镜二维状地配置而成的微透镜阵列构成。
更具体而言，为了减少虚像的畸变，凹面反射镜1的形状，采用在图1(A)所示的上部(与驾驶员的视点的距离相对较短的、光线在挡风玻璃6的下方反射的区域)为了使放大率增大而曲率半径相对较小、另一方面在下部(与驾驶员的视点的距离相对较长的、光线在挡风玻璃6的上方反射的区域)为了使放大率减小而曲率半径相对较大的形状即可。另外，通过使影像显示装置4相对于凹面反射镜的光轴倾斜而对上述虚像倍率的不同进行修正以减少产生的畸变自身，由此能够实现更良好的修正。
图2是表示本实施例中的信息显示装置、挡风玻璃和驾驶员的视点位置的概略截面结构图。
另外，图3是本实施例中的影像显示位置的概略说明图。另外，图3是从驾驶座观看挡风玻璃6的情况下的概略图。
如该图2、图3所示，本实施例中，具有方向盘43的前表面的挡风玻璃6的中央部附近的图像显示区域1(a)、挡风玻璃6的下部的图像显示区域2(a)和仪表盘42上的图像显示区域3(a)。
本实施例中的信息显示装置，用上述HUD装置100将挡风玻璃6的中央部附近、即图2、图3所示的图像显示区域1(a)作为反射面，对观看者以虚像距离8m提供40英寸以上的虚像，由此在观看者驾驶时观看的实景上叠加，从而能够抑制视点移动。
进而，发明人对于在市区行驶时的驾驶员的视点位置变化进行计测，实测地求出了如果将虚像距离的最大值设为30m则可以抑制90％的视点移动。另外，通过实验求出了在高速行驶时，如果将虚像距离设为70m以上，则能够同样地抑制视点移动。此时，必要的虚像的大小相当于350英寸。
基于以上叙述，本发明中，在观看者的视点位于远方的区域中，使用显示虚像的HUD装置100，将该虚像显示在图2和图3所示的图像显示区域1(a)，另一方面，在图2和图3所示的图像显示区域2(a)中，在观看者即驾驶员实际观看的近景上叠加影像(实像)。为此，在挡风玻璃下部，例如对于特定偏振的光束用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)元件扫描而用投射光学装置200映出实像。此处，用MEMS进行的影像显示，基本上是无需对焦的，所以对于向具有曲率的挡风玻璃投射是有利的。
另外，在映出影像的挡风玻璃下部，使其包含、或者在车内的玻璃面上涂敷或接合或粘合在后文中详细说明的具有对于特定偏振波的反射率相对于另一方的偏振波不同的特性的部件，由此使影像光效率良好地反射而使实像射向观看者。此处，关于HUD装置100在挡风玻璃6上的图像显示区域1(a)中的该图像的水平方向显示尺寸，因为在挡风玻璃前方的远方作为虚像汇聚为焦点，所以与投射光学装置220进行的实像显示的水平方向显示尺寸相比更小。
另外，通过实验证实了代替上述图像显示区域的分割地，如图4所示，通过将用HUD装置显示虚像的远方的图像显示区域1(b)的一部分或全部、与在近景上叠加影像的图像显示区域2(b)叠加地显示，能够模拟地进行立体显示。为了实现更良好的显示，优选使虚像的远近方向的显示位置与实像的远近方向的显示位置部分叠加，能够得到更良好的效果。另外，使上述2个图像显示区域叠加地显示而得到显示图像的连续性，也能够得到流畅地进行视点移动等新的效果。
在上述挡风玻璃中央部附近映出的虚像的显示位置、显示颜色、显示间隔，优选根据监视观看者的状态的监视用摄像机210适当地选择，例如优选不仅用影像显示被控制为自动行驶状态的汽车下一个进行的动作、例如左右转弯、停止、加速等的信息，也对驾驶员的健康状态和困倦等进行传感并根据这些信息进行提醒注意的影像显示等。另外，这些信息并不需要总是显示，而是优选用监视用摄像机210追踪驾驶员的视线的运动，根据需要在必要的场所显示。
另外，发明人通过实验求出了图5所示的在单侧一车道的国内一般道路上进行40km程度的低速行驶的状态下驾驶员在行驶中注视的位置。其结果在图6中示出，但是此处示出了关于驾驶经验不同的2名被试者的视点移动。结果，可知驾驶经验多的驾驶员如实线所示，在驾驶中较多地注意人行道上的行人地驾驶，更具体而言，也注视相对于正面(视角0度)-4度至-7度的范围。
另一方面，驾驶经验少的驾驶员如虚线所示，左右方向视角的范围较窄，最多注视相对于正面-1度至-2度的范围。同样地，得知了用虚线表示的驾驶经验多的驾驶员，注视点的峰也是-2度至-3度，与观看正面地驾驶相比是注意略左侧即人行道地驾驶。
驾驶在左侧车道行驶的右侧方向盘的汽车的驾驶员，注视点的最大点位于行人行走在的人行道一侧、即与正面相比略左侧。同样地，驾驶在右侧车道行驶的左侧方向盘的汽车的驾驶员，注视点的最大点位于行人行走在的人行道一侧、即与正面相比略右侧。
另外，可知提高汽车的行驶速度时，注视点的最大点接近正面。因此，得知了与行驶速度相应地使影像的显示位置(显示范围)变化(即偏向行人所行走的人行道一侧显示影像)对于提高观看性是不可或缺的。
乘用车的挡风玻璃6如图7所示，垂直方向的曲率半径Rv与水平方向的曲率半径Rh不同，一般而言，处于Rh>Rv的关系。因此，如图7所示，将挡风玻璃6作为反射面时，是凹面反射镜的超环面。因此，本实施例的HUD装置100中，凹面反射镜1的形状为了对因挡风玻璃6的形状产生的虚像倍率进行修正，即为了对挡风玻璃的垂直方向与水平方向的曲率半径的不同进行修正，而在水平方向和垂直方向采用不同的平均曲率半径即可。此时，凹面反射镜1的形状在相对于光轴对称的球面或非球面(以下用式(2)表示)形状下是从光轴起的距离h的函数，不能分别地控制远离的场所的水平截面和垂直截面形状，所以优选采用以下用式(1)表示的自由曲面而用反射镜面从光轴起的面的坐标(x，y)的函数进行修正。
[式1]
Figure BDA0002445488530000081
[式2]
Figure BDA0002445488530000082
此处，z是以定义面的轴为基准的坐标(x，y)处的弛垂量，c是定义面的轴的原点处的曲率，K是圆锥常数，Cj是系数。
再次返回图1，进而在影像显示装置4与凹面反射镜1之间例如配置透镜元件2和透镜元件3作为透射型的光学部件，控制光线对凹面反射镜的出射方向，由此与凹面反射镜的形状相应地进行畸变像差的修正，同时实现包括因上述挡风玻璃6的水平方向的曲率半径与垂直方向的曲率半径的不同而产生的像散的虚像的像差修正。
另一方面，如图1和图2所示，来自太阳50的光束中，S偏振波几乎全部在挡风玻璃上反射，对车内入射的光束几乎全部是P偏振波，所以为了在近景上叠加影像而对挡风玻璃下部投射影像，为此使用使S偏振的光束对MEMS元件入射并扫描的投射光学装置220。此时将S偏振光用于影像显示的其他理由，在于挡风玻璃的倾斜角度是40度以上、较大，关于该角度下的反射率如图8所示S偏振波较高。
另外，是因为汽车的挡风玻璃如图7所示，水平方向的曲率半径Rh与垂直方向的曲率半径Rv不同，且如图9所示，观看者即驾驶员的位置(图9中是方向盘43的位置)相对于水平方向的曲率中心与影像的中心不同。
对此，上述投射光学装置220使用激光源，通过用MEMS在垂直和水平方向上扫描而在挡风玻璃上映出影像，但使图2和图3所示的挡风玻璃下部的图像显示曲率2(a)含有、或者在车内的玻璃面上涂敷或接合或粘合具有对于S偏振波的反射率相对于P偏振波不同的特性的部件，由此使影像光效率良好地反射而使实像射向观看者。具体而言，如图10所示，S波的激光的可见光范围(380nm～780nm)中的反射率如特性(1)所示平均10％程度至特性(2)所示的20％程度较好，使影像光在挡风玻璃的与室内相接的反射面上反射而向观看者即驾驶员的方向反射。
更具体而言，也可以叠层将具有上述特性的光学多层膜叠层而成的薄片、或折射率不同的多个薄片使其具有同样的效果，也可以为了使挡风玻璃对于水平方向的扩散特性与对于垂直方向的扩散特性相比更大而在薄片表面设置凹凸形状。
另外，上述薄片的反射率设定为在紫外线区域(小于380nm)和近红外线区域(大于780nm)中较高，由此抑制紫外线和近红外线对车内入射，实现更舒适的环境。
如以上所述，本实施例是一种在交通工具中显示信息的信息显示装置，包括：在交通工具的挡风玻璃上反射而显示虚像的影像信息的第一信息显示装置；用MEMS元件使激光在挡风玻璃上扫描而得到实像的第二信息显示装置；和使用交通工具的仪表盘的第三信息显示装置；第一信息显示装置具有使从显示影像信息的影像显示装置出射的光在挡风玻璃上反射而在交通工具的前方显示虚像的虚像光学系统，第二信息显示装置具有用扫描型反射镜元件使激光扫描而在挡风玻璃上显示实像的实像光学系统，第三信息显示装置具有作为仪表盘的直视型的影像显示装置，第一信息显示装置的影像显示位置在挡风玻璃的中央附近，第二信息显示装置的影像显示位置在挡风玻璃的下部。
由此，通过将在远景上叠加虚像的HUD装置、显示在近景上叠加的实像的实像显示装置和仪表盘的显示组合，能够提供一种减少驾驶员的视点移动的不自然的、有助于辅助安全驾驶的信息显示装置。特别是，通过在驾驶员的近处的仪表盘的显示与用HUD装置在远景上叠加显示的虚像之间的近景上、用实像显示装置显示实像，能够使驾驶员的视点移动从近处(仪表盘)向近景(实像显示)的显示、进而从近景向远景的显示(虚像显示)流畅地移动。
＜HUD装置的具体结构＞
以下，对于上述信息显示装置的具有虚像光学系统的HUD装置的更具体的光学结构进行说明。
图11是本实施例中的HUD装置100的整体结构图。图9中，如上所述，从下游侧起依次设置了投射隔着挡风玻璃6形成虚像的影像光的凹面(自由曲面)反射镜1、对此时产生的畸变和像差进行修正用的修正用透镜组2、影像显示装置4、构成背光源的背光源10。另外，7是壳体。进而，为了抑制侵入HUD装置100内部的太阳光的P波成分，例如在透镜组2与影像显示装置4之间设置了抑制P波成分用的光学单元3。
首先，本结构中，优选使投射影像光的凹面(自由曲面)反射镜1具有使可见光(波长：约400～700nm)反射、同时特别从包括各种波长谱的太阳光中将对于信息显示装置不必要且对装置造成损伤的、例如红外线(IR)和紫外线(UV)等除去的功能。此时，使可见光的反射率在95％以上时能够实现光利用效率高的虚像光学系统。
但是，相反地，透过挡风玻璃直接观看凹面(自由曲面)反射镜1的情况下，外部光反射而看起来眩目，导致汽车的品质降低，且太阳光或夜间的对向车的头灯等的强光在凹面反射镜1上反射，一部分光线返回液晶面板，由此导致对比度性能等用信息显示装置得到的图像(虚像)的画质降低，并且会对构成影像显示装置4的偏振板和液晶面板造成损伤。因此，通过使凹面(自由曲面)反射镜1的反射率故意地降低而成为90％以下、优选85％以下，能够解决上述问题点。
作为凹面(自由曲面)反射镜1的基件的凹面反射镜支承部1a，为了使基件不吸收上述太阳光中不反射的波长成分的光而选择透明性高的材料。塑料制基件且透明度高的基件，有(1)日本ZEON(株)的ZEONEX、(2)聚碳酸酯、(3)丙烯酸树脂等。吸水率约为0％且热变形温度高的(1)ZEONEX最优，但价格高，所以对热变形温度同等且吸水率为0.2％程度的聚碳酸酯进行改进并使用即可。关于成形性最高且廉价的丙烯酸树脂，因为吸湿率最大，所以必须设置防湿膜和反射膜。
为了防止凹面(自由曲面)反射镜1的基件吸湿而与在反射面上成膜的反射膜一同地、在相反侧的面上使SiN(氮化硅)成膜作为防湿膜而设置防湿膜即可。作为防湿膜的SiN透射太阳光，所以不会发生基件中的光吸收，能够抑制热变形。结果，在用聚碳酸酯和丙烯酸树脂成形的凹面(自由曲面)反射镜中也能防止吸湿导致的形状变化。
进而，虽然此处未图示，但也可以在具备上述抑制/除去IR和UV的功能的凹面(自由曲面)反射镜1之外、或代替它地，在HUD装置100的上部形成的开口部41处，设置具备除去IR和UV的功能的透光板。另外，该情况下，在IR和UV抑制功能之外，也能够防止外部的尘埃侵入HUD装置100内部。
这样，通过上述凹面反射镜1，能够将从开口部41侵入HUD装置100内部的包括多种光谱成分的太阳光中的、该HUD装置中不必要的成分除去，主要选择性地提取出可见光成分。
另一方面，作为使HUD装置的画质降低的原因，已知从影像显示装置4向凹面反射镜1出射的影像光先在途中配置的光学元件2的表面反射而返回影像显示装置，再次反射而与本来的影像光叠加，使画质降低。因此，本实施例中，优选不仅在光学元件2的表面使防反射膜成膜而抑制反射，也使光学元件2的影像光入射面和出射面的任一者或两者的透镜面形状具有不使上述反射光在影像显示装置4的一部分极端地聚光的形状的制约地进行设计。
接着，作为影像显示装置4，如果采用为了吸收上述来自光学元件2的反射光而配置了偏振板的液晶面板，则能够减少画质的降低。另外，液晶面板的背光源10被控制为使对影像显示装置4入射的光的入射方向对凹面反射镜1的入瞳效率良好地入射。进而，作为光源，采用产品寿命长的固体光源即可，进而优选采用光输出变化相对于周围温度的变动较少的LED(Light Emitting Diode)并使用设置了减小光的发散角的光学单元的PBS(Polarizing Beam Splitter)进行偏振变换。
在液晶面板的背光源10一侧(光入射面)和光学元件2一侧(光出射面)配置偏振板，提高影像光的对比度。作为在背光源10一侧(光入射面)设置的偏振板，如果采用偏振度高的碘系偏振板，则能够得到较高的对比度。另一方面，在光学元件2一侧(光出射面)使用染料系的偏振板，从而即使在外部光入射的情况和环境温度高的情况下，也能够得到高可靠性。
使用液晶面板作为影像显示装置4的情况下，特别是在驾驶员佩戴偏振太阳镜的情况下，会产生特定的偏振波被遮挡而看不见影像的问题。为了防止该问题，优选在液晶面板的光学元件2一侧配置的偏振板的光学元件一侧配置λ/4板，将对齐为特定偏振方向的影像光变换为圆偏振光。
＜投射光学装置的具体结构＞
接着，以下对于上述信息显示装置的具有实像光学系统的投射光学装置的更具体的光学结构进行说明。
图12是本实施例中的、用MEMS使激光扫描而得到实像的投射光学装置220的基本结构图。图12中，投射光学装置220是搭载了使与图像信号相应地进行光强度调制(以下称为“调制”)后的激光在二维方向上扫描的光扫描装置、用该光扫描装置使激光在被照射体(例如挡风玻璃)上扫描而描绘图像的扫描型的图像显示装置。即，通过用具有转动轴的扫描反射镜61使来自光源部64(64a、64b)的激光反射，能够使激光扫描。在概念上，调制后的各像素201沿着显示面20的激光的扫描轨迹202，在像面上二维状地扫描。
以下，对于本结构例中的扫描反射镜61中的二维状的偏转作用的详情进行说明。
图13是本结构例中的二轴驱动的MEMS元件即扫描反射镜61的概略结构图。图13中，使激光以反射角度偏转的扫描反射镜面61a，与在同轴上隔着扫描反射镜面a相对地配置的第一扭力弹簧61连结。进而，第一扭力弹簧61b与保持部件61c连结，接着，保持部件61c与第二扭力弹簧61d连结。第二扭力弹簧61d与框架61e连结。然后，在关于各扭力弹簧61b和61d大致对称的位置，配置了未图示的永磁体和线圈。线圈与扫描反射镜61的扫描反射镜面61a大致平行地形成，在扫描反射镜61的扫描反射镜面61a处于静止状态时，产生与扫描反射镜面61a大致平行的磁场。在线圈中流通电流时，因为弗莱明左手定则而产生与扫描反射镜面61a大致垂直的洛仑兹力。
扫描反射镜面61a转动至洛仑兹力与扭力弹簧61b和61d的复原力平衡的位置。对于扭力弹簧61b，以扫描反射镜面61a所具有的谐振频率对线圈供给交流电流，由此扫描反射镜面61进行谐振动作。同样地，对于扭力弹簧61d，以扫描反射镜面61a和保持部件61c合成的谐振频率对线圈供给交流电流，由此扫描反射镜面61a和扭力弹簧61b和保持部件61c进行谐振动作。由此，能够实现在2个方向上基于不同的谐振频率的谐振动作。
图14中，如果设光扫描部的反射面即扫描反射镜61的转动角为β/2，则反射光线的角度即扫描角变化其2倍即β。此处，在扫描反射镜61与像面20之间没有配置任何光学要素的情况下，扫描角β等于像面20中的入射角度α。从而，与某一投射距离对应的扫描像的大小由扫描反射镜61的转动角β/2决定。因此，为了在较短距离得到大画面，本实施例中，通过在图12所示的扫描反射镜61到投射面即挡风玻璃之间设置光学系统(凹透镜或凸面镜)(未图示)而增大上述振幅。
本例中，为了在观看者观看的近景上叠加影像，从观看者到影像的距离短，所以需要相对于垂直方向增大水平方向的影像显示区域。于是，发明人等将观看者即驾驶员到挡风玻璃下部的距离固定为1.2m并通过实测求出了影像显示宽度的最优值。可知为了与方向盘的旋转角度相应地用箭头显示驾驶的汽车左右转弯，需要使水平方向的显示范围在30英寸以上，如果能够实现超过40英寸的显示则能够进行更良好的影像显示。
另一方面，发现了垂直方向的显示只要10英寸就能够实现明确的显示。为了进一步提高显示的观看性，需要将显示范围扩大至20英寸程度，但MEMS的驱动中增大垂直方向的振幅时需要减小水平方向的振幅，确认了只要将上限设为15英寸就可以得到实用上充分的影像。
接着，对于本结构例中的在像面上扫描的激光的第一扫描状态进行说明。
图15表示本结构例中的来自光扫描部的激光的第一扫描状态。如上所述，本结构例中的光扫描部的扫描的范围(振幅)使水平方向的振幅角度相对于垂直方向的振幅角度在2倍以上，使水平方向的影像显示范围相对于垂直方向更大。将挡风玻璃上的激光的尺寸作为一个像素，在水平方向上使激光301从左向右方向扫描，降低一个像素并从右向左扫描。302使第一扫描部的扫描轨迹。图像切换的帧率，在汽车的行驶速度是40km/小时的情况下是1/60Hz即可，在行驶速度是100km/小时时通过将帧率设为1/120Hz能够与汽车的行驶速度相应地加快显示图像的刷新速度而实现最优显示。
此时，本结构例中的光扫描部如式(3)所示，帧频率F与水平偏转频率fh与垂直偏转频率fv的积大致是固定值A。因此，根据来自图1所示的驾驶辅助ECU62的汽车的行驶速度信息变更帧率，根据式(3)减小水平的偏转频率时，偏转角度也同时成正比地减小。
[式3]
A＝F(fh×fv) ……(3)
结果，作为影像显示范围，影像显示的水平方向尺寸较小，但行驶速度提高时驾驶员的视野变窄，所以能够得到使用时没有不自然感的信息显示装置。
本结构例中的第一扫描状态下，使用图16所示的3色(红色(635nm)、绿色(532nm)、蓝色(460nm))的单色激光。在图18中示出将组合它们得到的单色的光和合成的情况下的色度变换为图17所示的色度图上的坐标的结果，因为单色的色纯度分别优秀，所以能够覆盖NTSC制式的显示颜色范围同时得到充分的亮度。
进而，也能够在各单色发光时混合其他颜色光。例如，使蓝色激光100％发光时，使绿色光相对于最大发光以10％发光同时使红色光相对于最大发光以5％发光时，混色光是相当于蓝色的颜色且亮度是2倍以上。如以上所述，发现了本申请方式的扫描部中不仅用激光单色光、通过使其他颜色激光混色能够进一步提高模拟的单色光的亮度。
接着，对于本结构例中的在像面上扫描的激光的第二扫描状态进行说明。
图19表示本结构例中的来自光扫描部的激光的第二扫描状态。与第一扫描状态的不同点，在于使光扫描部成为多个、即图19中第一扫描部和第二扫描部这2个。第一扫描部进行的扫描的范围(振幅)使水平方向的振幅角度相对于垂直方向的振幅角度在2倍以上，使水平方向的影像显示范围相对于垂直方向更大。将挡风玻璃上的激光301的尺寸作为一个像素，在水平方向上使光束扫描，即，在图19的实线所示的轨迹中从左向右扫描，降低一个像素并从右向左方向扫描。302是第一扫描部的扫描轨迹。
另一方面，第二扫描部进行的扫描的范围(振幅)，与第一扫描部同样地，使水平方向的振幅角度相对于垂直方向的振幅角度在2倍以上，使水平方向的影像显示范围相对于垂直方向更大。将挡风玻璃上的激光303的尺寸作为一个像素在水平方向上使光束扫描，即，按图19的虚线所示的轨迹从左向右方向扫描，降低一个像素并从右向左扫描。另外，图19中示出了激光303到达最下方的最终像素的状态。另外，第二扫描部进行的扫描也可以是从上向下方向，也可以是从下向上方向。304是第二扫描部的扫描轨迹。此时，使第一扫描部显示的帧图像的下一帧的显示错开约1/2帧地显示下一帧的影像。
结果，确认了能够模拟地使帧率成为2倍。进而，第二扫描状态下的第一扫描部中使用了图20所示的3色的红色(635nm)、绿色(532nm)、蓝色(460nm)的单色激光。另外，第二扫描部中使用图20所示的3色的红色(645nm)、绿色(515nm)、蓝色(450nm)的单色激光，由此也能够减少斑纹，组合它们得到的单色的光和合成的情况下的色度如图21所示，因为构成2个扫描部的激光源的单色的色纯度分别优秀，所以能够覆盖NTSC制式的显示颜色范围同时得到充分的亮度。
进而，在第一扫描部(此后记作(1))、第二扫描部(此后记作(2))分别单色发光时混合其他颜色光，例如使2个扫描部的蓝色激光(1)和(2)100％发光时，使绿色光(1)相对于最大发光以5％发光同时使绿色光(2)相对于最大发光以10％发光、使红色光(1)相对于最大发光以5％发光时，混色光是相当于蓝色的颜色且亮度是2倍以上。
如以上所述，根据本结构例，发现了即使重叠使用多个扫描部，也能够通过不是用激光单色光、而是混合其他颜色激光而进一步提高模拟的单色光的亮度。本结构例中叙述了同时使用2个扫描部的情况下的效果，但如果同时使用3个以上扫描部，则能够模拟地加快帧率，通过在各扫描部中使用不同波长的激光叠加也能够大幅减少斑纹噪声。关于亮度也能够如上所述不损害单色的色度地提高。即，第二信息显示装置即投射光学装置与第一信息显示装置不同，只要用实像显示信息即可。
＜仪表盘的具体结构＞
接着，以下，对于作为上述信息显示装置的仪表盘的显示的更具体的结构进行说明。
图1所示的仪表盘42一般而言配置在方向盘43的内径部分，所以对于其显示的影像，从观看者即驾驶员起的视点移动最大。因此，汽车在基于自动驾驶模式的自动驾驶中以外，显示紧急度低的信息。对于驾驶员的视点，用上述监视用摄像机210进行传感，变更显示影像时，能够有效地对驾驶员显示较多的影像信息。
作为仪表盘，可以直接显示各种设备，但为了装置的薄型化优选使用液晶面板。特别是在重视汽车的内装设计的情况下，采用曲面形状即可。另外，通过使显示速度成为帧率(60Hz)的2倍即120Hz、或4倍即240Hz而高速地进行显示内容的切换，能够实时地显示来自车外的监视摄像机的影像信息等，是优选的。
(实施例2)
以上叙述的信息显示装置中，作为如图3所示的3种信息显示位置，具有图像显示区域1(a)、图像显示区域2(a)、图像显示区域3(a)。与此相对，本实施例中，作为对观看者即驾驶员的视点移动进行监视的传感器，例如使用图1和图2所示的监视用摄像机210，由此与观看者的视点移动的信息和汽车的速度对应地，使在上述3种信息显示位置显示的各影像显示组合为最优的位置、时间、显示内容地显示。由此，能够提供一种对于安全驾驶辅助有效的信息显示装置。例如，可以考虑与转弯时的观看者的视点移动相应地，进行将信息显示位置变更为该转弯方向等控制等。
另外，关于上述3个信息显示位置，通过将包括方向盘的旋转中心轴的直线附近作为显示中心地配置，观看者即驾驶员的水平方向的视点移动变得左右均等，所以可以得到抑制驾驶时的疲劳的效果和使视点移动最小的效果。
以上对于本发明的各种实施例的信息显示装置进行了叙述。但是，本发明不仅限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例为了易于理解地说明本发明而详细说明了系统全体，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
附图标记说明
1…凹面反射镜，1a…凹面反射镜支承部，2、3…光学元件(透镜)，4…影像显示装置，6…被投射部件(挡风玻璃)，8…眼盒(观察者的眼)，10…背光源，41…开口部，42…仪表盘，43…方向盘，44…前盖，45…车体，50…太阳，100…HUD装置，101…汽车，201…像素，202…激光的扫描轨迹，210…监视用摄像机，220…投射光学装置，301…第一扫描部的激光，302…第一扫描部的扫描轨迹，303…第二扫描部的激光，304…第二扫描部的扫描轨迹，20…显示面，61…扫描反射镜，1(a)、2(a)、3(a)、1(b)、2(b)、3(b)…图像显示区域。

Claims (9)

1.一种在交通工具中显示影像信息的信息显示装置，其特征在于：
具有配置在所述交通工具的挡风玻璃与所述交通工具的仪表盘之间的第一信息显示装置和第二信息显示装置，
所述仪表盘具有作为第三信息显示装置的直视型影像显示装置，
所述第一信息显示装置具有虚像光学系统，该虚像光学系统使从用于显示所述影像信息的影像显示装置出射的光在凹面反射镜上反射，并使反射后的光在所述挡风玻璃上反射而在所述交通工具的前方显示虚像，
所述第二信息显示装置具有实像光学系统，该实像光学系统投射光并使其与所述第一信息显示装置所生成的所述虚像叠加而得到实像，
所述第一信息显示装置中的所述凹面反射镜具有反射可见光并除去所述可见光以外的光的功能，
所述第二信息显示装置使S偏振的光束的激光在所述挡风玻璃上扫描来显示所述影像信息，
所述第二信息显示装置在所述挡风玻璃上的显示区域具有对S偏振光的反射率不同于P偏振光的反射率的特性。
2.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
所述第一信息显示装置、第二信息显示装置和第三信息显示装置配置成，使得所显示的各影像的显示位置的中心位于包括所述交通工具的方向盘的旋转中心轴的直线附近。
3.如权利要求2所述的信息显示装置，其特征在于：
与所述交通工具的速度相应地改变由所述第一信息显示装置和第二信息显示装置中的至少一者显示的影像的显示位置的范围，来将该影像显示于所述挡风玻璃。
4.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
与所述第二信息显示装置所形成的实像的显示位置相比，所述第一信息显示装置的虚像所示的影像位于远处。
5.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
所述第一信息显示装置的虚像所示的影像与所述第二信息显示装置的实像所示的影像的一部分或全部重叠显示。
6.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
观看者隔着所述挡风玻璃观看的基于所述第一信息显示装置的虚像的影像显示在所述挡风玻璃上的水平方向显示尺寸，小于基于所述第二信息显示装置的实像显示的水平方向显示尺寸。
7.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
还具有用于监视观看者的视点移动的传感器，
基于由所述传感器获得的所述观看者的视点移动的信息，改变所述第一信息显示装置、第二信息显示装置和第三信息显示装置所显示的各影像中的至少显示位置、显示时间和显示内容中的任意项。
8.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
所述第二信息显示装置用MEMS元件使激光扫描而显示所述影像信息。
9.如权利要求1所述的信息显示装置，其特征在于：
构成所述仪表盘的直视型影像显示装置具有液晶显示装置。
CN201880066189.0A 2017-10-10 2018-10-05 信息显示装置 Active CN111201151B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017196578A JP6940361B2 (ja) 2017-10-10 2017-10-10 情報表示装置
JP2017-196578 2017-10-10
PCT/JP2018/037460 WO2019073935A1 (ja) 2017-10-10 2018-10-05 情報表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111201151A CN111201151A (zh) 2020-05-26
CN111201151B true CN111201151B (zh) 2023-03-24

Family

ID=66100902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880066189.0A Active CN111201151B (zh) 2017-10-10 2018-10-05 信息显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11447011B2 (zh)
JP (2) JP6940361B2 (zh)
CN (1) CN111201151B (zh)
WO (1) WO2019073935A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11119315B2 (en) * 2015-10-15 2021-09-14 Maxell, Ltd. Information display apparatus
JP6685569B1 (ja) * 2019-07-10 2020-04-22 Ｄｏｌｐｈｉｎ株式会社 光走査装置、物体検出装置、光走査方法、物体検出方法及びプログラム
CN114442319A (zh) * 2020-11-05 2022-05-06 群创光电股份有限公司 影像的显示方法
CN114690406B (zh) * 2020-12-25 2024-08-23 千石科技股份有限公司 多全投影屏幕的车用抬头显示装置
CN114407653B (zh) * 2022-01-21 2023-09-19 广东汇天航空航天科技有限公司 智能汽车屏幕显示控制方法、装置、系统及智能汽车
WO2023218773A1 (ja) * 2022-05-09 2023-11-16 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN117631911A (zh) * 2022-08-17 2024-03-01 华为技术有限公司 显示方法、电子设备、存储介质及程序产品

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999011A (en) * 1987-04-16 1991-03-12 Yazaki Corporation Display apparatus for a vehicle
JPH10293264A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP2007057361A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Calsonic Kansei Corp 車両用表示装置
JP2007272350A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Honda Motor Co Ltd 車両用運転支援装置
CN104854498A (zh) * 2012-12-12 2015-08-19 矢崎总业株式会社 合成显示装置
JP2016101805A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 パイオニア株式会社 表示装置、制御方法、プログラム、及び記憶媒体
JP2016156974A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 株式会社Ｊｖｃケンウッド 画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法
WO2017061019A1 (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 日立マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP2017165163A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 日本精機株式会社 車両用表示装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3747866B2 (ja) * 2002-03-05 2006-02-22 日産自動車株式会社 車両用画像処理装置
US7932819B2 (en) * 2005-08-30 2011-04-26 Honda Motor Co., Ltd. Vehicular instrument device and vehicle with vehicular instrument device
TWI425524B (zh) * 2007-05-30 2014-02-01 Opus Microsystems Corp 抬頭顯示系統
JP2009150947A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Hitachi Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
JP4998640B2 (ja) 2011-07-28 2012-08-15 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
DE102011114059B4 (de) 2011-09-22 2020-06-25 Daimler Ag Vorrichtung zur Anzeige von Bewegtbildern in einem Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
JP6004706B2 (ja) * 2012-04-04 2016-10-12 三菱電機株式会社 表示装置及びこれを備えたヘッドアップディスプレイシステム
US9030749B2 (en) * 2012-08-01 2015-05-12 Microvision, Inc. Bifocal head-up display system
JP2015034919A (ja) * 2013-08-09 2015-02-19 株式会社デンソー 情報表示装置
JP6335674B2 (ja) 2013-11-15 2018-05-30 シチズン時計株式会社 光モジュール
JP6260345B2 (ja) * 2014-01-06 2018-01-17 株式会社Ｊｖｃケンウッド 中間像形成部及びそれを用いた画像表示装置
JP6340807B2 (ja) * 2014-02-05 2018-06-13 株式会社リコー 画像表示装置及び移動体
KR102071693B1 (ko) * 2014-02-07 2020-01-30 엘지전자 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
JP2015194707A (ja) 2014-03-27 2015-11-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
CN112839169B (zh) * 2014-05-29 2023-05-09 株式会社尼康 驾驶辅助装置及摄像装置
CN107250890B (zh) * 2015-02-20 2020-10-27 富士胶片株式会社 组合器以及平视显示器系统
JP2016153281A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 富士フイルム株式会社 ウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステム
JP6558017B2 (ja) * 2015-03-27 2019-08-14 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2017015955A (ja) 2015-07-01 2017-01-19 日本精機株式会社 表示装置
US11119315B2 (en) * 2015-10-15 2021-09-14 Maxell, Ltd. Information display apparatus
CN113433699B (zh) * 2015-10-27 2023-07-04 麦克赛尔株式会社 平视显示装置
JP2017105291A (ja) * 2015-12-09 2017-06-15 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
US10031336B2 (en) * 2016-01-26 2018-07-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Image display device
JP2017134226A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 京セラ株式会社 表示装置および車両
US10055867B2 (en) * 2016-04-25 2018-08-21 Qualcomm Incorporated Accelerated light field display
JP6694772B2 (ja) * 2016-07-13 2020-05-20 株式会社日立エルジーデータストレージ レーザ投射表示装置
JP6875118B2 (ja) * 2016-12-20 2021-05-19 株式会社日立エルジーデータストレージ レーザ投射表示装置
DE102017212912B4 (de) * 2017-07-27 2022-08-18 Audi Ag Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung, Steuereinrichtung, und Kraftfahrzeug
JP2019049505A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 矢崎総業株式会社 車両用表示装置および表示制御方法
JP6876580B2 (ja) * 2017-09-15 2021-05-26 マクセル株式会社 情報表示装置
US20190116344A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-18 Visteon Global Technologies, Inc. Multiple image plane head-up display
US20200018977A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Conserve & Associates , Inc. Display device and automobile head-up display system using the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999011A (en) * 1987-04-16 1991-03-12 Yazaki Corporation Display apparatus for a vehicle
JPH10293264A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
JP2007057361A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Calsonic Kansei Corp 車両用表示装置
JP2007272350A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Honda Motor Co Ltd 車両用運転支援装置
CN104854498A (zh) * 2012-12-12 2015-08-19 矢崎总业株式会社 合成显示装置
JP2016101805A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 パイオニア株式会社 表示装置、制御方法、プログラム、及び記憶媒体
JP2016156974A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 株式会社Ｊｖｃケンウッド 画像描画装置、ヘッドアップディスプレイ及び画像輝度調整方法
WO2017061019A1 (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 日立マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP2017165163A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 日本精機株式会社 車両用表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6940361B2 (ja) 2021-09-29
JP2019069685A (ja) 2019-05-09
JP7228646B2 (ja) 2023-02-24
US20200298704A1 (en) 2020-09-24
JP2022003393A (ja) 2022-01-11
CN111201151A (zh) 2020-05-26
US11447011B2 (en) 2022-09-20
WO2019073935A1 (ja) 2019-04-18
US20220396150A1 (en) 2022-12-15
US11738646B2 (en) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7081021B2 (ja) 情報表示装置
CN111201151B (zh) 信息显示装置
US20240036313A1 (en) Information display apparatus
JP7360433B2 (ja) 情報表示装置
JP6839764B2 (ja) 情報表示装置
CN109643018B (zh) 信息显示装置
JP7471383B2 (ja) 情報表示装置
JP7200317B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2020026841A1 (ja) 情報表示装置および情報表示方法
JP2021036317A (ja) 情報表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: MAXELL, Ltd.

Address before: Kyoto Japan

Applicant before: MAXELL HOLDINGS, Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220225

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: MAXELL HOLDINGS, Ltd.

Address before: Kyoto Japan

Applicant before: MAXELL, Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant