CN115151854B - 平视显示器装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够防止与太阳光相伴的破损并且确保用户的便利性的平视显示器装置。因此，反射镜M1将由显示面板64制作的影像反射并向显示区域投影。日射传感器66在太阳60的位置存在于预定的检测范围内的情况下检测太阳光强度。遮断机构67在关闭时形成显示区域与显示面板64之间的影像的投影光路，在开启时遮断影像的投影光路以及成为其逆朝向的太阳光的入射光路。保护处理部根据使用来自日射传感器66的太阳光强度、光源65的亮度以及周围温度推测的显示面板64的推测温度，控制遮断机构67的开启/关闭。

Description

平视显示器装置
技术领域
本发明涉及平视显示器装置，涉及例如适用于利用了AR(Augmented Reality：增强现实)的平视显示器装置的技术。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种能够有效地防止太阳光等外部光的侵入的平视显示器装置。该平视显示器装置具备具有多个百叶(shutter)的百叶部，通过根据显示部显示的显示图像的大小使形成于百叶部的透射窗部的大小变化，防止外部光的侵入、甚至显示部的破损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-152746号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如，在以汽车为代表的车辆中，有时搭载有平视显示器(Head Up Display，以下有时记载为“HUD”)。HUD在风挡(windshield)(前玻璃)等上投射显示车速、引擎转速等行驶信息、导航信息等各种信息。在使用HUD时，驾驶者无需将视线移动到嵌入于仪表板的仪表盘、所谓的仪表面板等而能够得到驾驶所需的信息。因此，能够对安全驾驶做出贡献。
另一方面，在HUD中，近年来期望利用如将各种信息附加到实际存在的风景上的对象物而显示的AR。特别，在利用了AR的HUD(称为AR-HUD)中，需要宽的显示区域。为了扩大显示区域，需要扩大设置于从显示面板向风挡的投影光路上的开口部。在扩大开口部时，太阳光易于朝向显示面板入射，作为其结果，显示面板易于破损。
因此，如专利文献1那样，考虑使透射窗部的大小变化的方式。然而，即使在根据显示图像的大小使透射窗部的大小变化的情况下，在显示面板上依然可能产生太阳光的聚集部位，所以不一定实现充分的保护。为了实现充分的保护，期望完全遮断太阳光的入射光路。然而，在该情况下，来自显示面板的投影光路也被同时遮断，产生HUD无法使用的时间带。不过，即使在该情况下，如果尽可能缩短HUD无法使用的时间带，则能够某种程度上确保用户的便利性。
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的之一在于提供一种能够防止与太阳光相伴的破损并且确保用户的便利性的平视显示器装置。
本发明的前述以及其他目的和新的特征将根据本说明书的记述以及附图而变得清楚。
用于解决课题的手段
如果简单地说明在本申请中公开的发明中的代表性的发明的概要，则如下所述。
代表性的平视显示器装置通过向风挡的显示区域投影影像，使车辆的驾驶者视觉辨认重叠有影像的风景，具有光源、显示面板、反射镜、日射传感器、遮断机构以及保护处理部。显示面板通过调制来自光源的光，制作用于向显示区域投影的影像。反射镜将由显示面板制作的影像反射并向显示区域投影。日射传感器在太阳的位置存在于预定的检测范围内的情况下检测太阳光强度。遮断机构在关闭(off)时形成显示区域与显示面板之间的影像的投影光路，在开启(on)时遮断影像的投影光路以及成为该投影光路的逆朝向的太阳光的入射光路。保护处理部根据使用来自日射传感器的太阳光强度、光源的亮度以及周围温度推测的显示面板的推测温度，控制遮断机构的开启/关闭。
发明的效果
如果简单地说明通过在本申请中公开的发明中的代表性的发明得到的效果，则在平视显示器装置中，能够防止与太阳光相伴的破损并且确保用户的便利性。
附图说明
图1是示出搭载有本发明的一个实施方式所涉及的平视显示器装置的车辆的结构例的概略图。
图2是示出图1中的影像显示单元周围的结构例的概略图。
图3是示出图2中的影像显示单元周围的更详细的结构例以及动作例的图。
图4是示出包括图3的影像显示单元的HUD装置的外形例的立体图。
图5是示出包含于图1的平视显示器装置的控制系统的主要部的结构例的框图。
图6是示出在图5中与车辆信息的取得有关的部位的结构例的框图。
图7是示出在图5中保护处理部的主要部的动作例的示意图。
图8是说明在图5中在保护处理部中使用的显示面板的推测温度的图。
图9是示出图5中的保护处理部的处理内容的一个例子的流程图。
图10是示出图9中的是否需要保护判定的处理内容的一个例子的流程图。
图11是示出图9中的是否能够恢复判定的处理内容的一个例子的流程图。
图12是示出图11中的是否能够恢复判定[1]的处理内容的一个例子的流程图。
图13是示出图12中的退缩解除判定的处理内容的一个例子的流程图。
图14A是示出图11中的是否能够恢复判定[2]的处理内容的一个例子的流程图。
图14B是示出图11中的是否能够恢复判定[2]的处理内容的一个例子的流程图。
图15是示出在图5中保护处理部的用户通知内容的一个例子的图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。此外，在用于说明实施方式的全部附图中，对相同的部件原则上附加相同的符号，省略其重复的说明。
《HUD装置的概要》
图1是示出搭载有本发明的一个实施方式所涉及的平视显示器装置的车辆的结构例的概略图。图1的平视显示器(HUD)装置1搭载于车辆2。车辆2代表性地是汽车，但不一定限定于此，根据情况也可以是铁路车辆等。HUD装置1从设置于车辆2的各部的各种传感器等取得车辆信息4。各种传感器例如检测在车辆2中发生的各种事件，或者定期地检测与行驶状况相关的各种参数的值。
在车辆信息4中，例如包括车辆2的速度信息、挡位(gear)信息、方向盘操舵角信息、车灯点亮信息、外部光信息、距离信息、红外线信息、引擎ON/OFF信息、车内外的相机影像信息、加速度陀螺仪信息、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)信息、导航信息、车车间通信信息以及路车间通信信息等。在GPS信息中，还包括当前时刻的信息。HUD装置1根据这样的车辆信息4，使用影像显示单元12将投影影像向风挡3的显示区域5投影。由此，HUD装置1使车辆2的驾驶者视觉辨认重叠有投影影像的风景。
图2是示出图1中的影像显示单元周围的结构例的概略图。图2所示的影像显示单元12具备影像显示装置35和反射镜M1、M2。反射镜M1例如是凹面镜(放大镜)。影像显示装置35例如是投影仪、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)等，根据从控制部指示的影像数据制作并显示影像。反射镜M1、M2例如是自由曲面镜、具有光轴非对称的形状的镜。反射镜M2反射由影像显示装置35制作(显示)的影像。反射镜M1反射以及放大由反射镜M2反射的影像，经由开口部7向显示区域5投影。
由此，驾驶者6将投射到显示区域5的投影影像作为透明的风挡3的前方的虚像，以重叠到车外的风景(道路、建筑物、人等)的形式进行视觉辨认。在投影影像(虚像)中，例如包括道路标识、本车的当前速度、附加到风景上的对象物的各种信息(AR信息)等各种例子。此外，在图2中，例如通过调整反射镜M1的设置角度，能够调整风挡3上的显示区域5的位置，能够在上下方向上调整驾驶者6视觉辨认的虚像的位置。另外，例如通过使反射镜M1进一步大面积化等，能够扩大显示区域5的面积，能够将更多的信息向显示区域5投影。由此，能够实现如将各种信息附加到风景上的对象物而显示的AR功能。
图3是示出图2中的影像显示单元周围的更详细的结构例以及动作例的图。图4是示出包括图3的影像显示单元的HUD装置的外形例的立体图。如图3所示，图2的影像显示装置35详细而言具有发光的光源65以及通过调制来自光源65的光来制作(显示)用于向显示区域5投影的影像的显示面板64。光源65代表性地是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源。显示面板64代表性地是液晶面板(LCD)，根据被输入的影像数据，针对每个像素调制来自光源65的光的透射率。
另外，在显示面板64与反射镜M2之间设置了聚光透镜63。因此，有时来自太阳60的太阳光经由反射镜M1、M2以及聚光透镜63被聚集到显示面板64。因此，在反射镜M1中，安装了用于变更反射镜M1的设置角度的驱动机构62。驱动机构62包括步进马达等。安装有该驱动机构62的反射镜M1构成遮断机构67。
遮断机构67在关闭时形成显示区域5与显示面板64之间的影像的投影光路，在开启时遮断影像的投影光路以及成为该投影光路的逆朝向的太阳光的入射光路。具体而言，该遮断机构67如图3所示，在开启时，通过经由驱动机构62变更反射镜M1的设置角度，改变光路，遮断朝向显示面板64的太阳光的入射光路，其结果，也遮断影像的投影光路。
此外，遮断机构67不一定限于这样的结构，只要能够遮断太阳光的入射光路即可，例如也可以是变更反射镜M2的设置角度的方式、或者如在太阳光的入射光路上另外插入滑动式的遮蔽板等的方式。其中，如前所述，图3的遮断机构67内的驱动机构62在调整虚像的位置时等也能够使用。因此，通过使用图3的方式，能够实现零件的并用化。
另外，在图3中，影像显示装置35、带有驱动机构62的反射镜M1、反射镜M2以及聚光透镜63与未图示的各种控制部一起收纳于壳体61内。此外，在壳体61中，设置了检测太阳60的位置以及太阳光强度的日射传感器66。此外，虽然省略了图示，在壳体61中也可以还设置用于检测周围温度Ta的温度传感器。不过，例如，在从设置于车辆2的温度传感器取得周围温度Ta的情况下，无需在壳体61中设置温度传感器。
在图4中，在壳体61中，形成有开口部7，在该开口部7中设置有被称为眩光阱(glare trap)等的透明色的遮罩部件71。在壳体61内，如图3所示，以将来自反射镜M2的光朝向遮罩部件71(开口部7)反射的方式设置了反射镜M1。另外，在壳体61中，例如在遮罩部件71的周边等设置了日射传感器66。
详细而言，如图4所示，日射传感器66在太阳60的位置(方位以及仰角)存在于太阳光检测范围70内的情况下检测太阳光强度。例如，根据太阳光针对反射镜M1的入射角(进而太阳60的位置)，太阳光的入射光路脱离显示面板64，所以能够忽略显示面板64的破损的可能性。即，根据季节、时间带、车辆2的姿势等，能够忽略破损的可能性。
能够忽略破损的可能性的该入射角的范围、换言之、无法忽略破损的可能性的入射角的范围能够根据包括反射镜M1、M2以及聚光透镜63的光学系统的光学条件(例如设置位置、设置角度、尺寸等)预先决定。因此，日射传感器66将无法忽略显示面板64的破损的可能性的该入射角(太阳60的位置)的范围作为太阳光检测范围70，在该太阳光检测范围70内检测太阳光强度。
作为具体的日射传感器66的结构，例如可以举出如通过在光电二极管等受光元件周围适当地设置开口部、遮蔽板等来物理性地限制入射到受光元件的太阳光的入射角的方式。或者，也可以是使用能够检测太阳60的位置以及太阳光强度这两方的已知的日射传感器(例如通过4个受光元件的光强度平衡来检测位置的传感器等)来组合检测到的位置信息和太阳光强度信息进行信号处理的方式。
《HUD装置的控制系统的结构》
图5是示出包含于图1的平视显示器装置的控制系统的主要部的结构例的框图。图6是示出在图5中与车辆信息的取得有关的部位的结构例的框图。图5所示的平视显示器(HUD)装置1具备控制部(ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元)10、扬声器11、影像显示单元12以及在图4中所述的日射传感器66。影像显示单元12包括如图3所示的影像显示装置35、带有驱动机构62的反射镜M1等。
控制部10主要进行HUD装置1中的投影影像(虚像)的显示的控制、声音输出的控制等。控制部10例如由布线基板等构成，该布线基板例如搭载于图4的壳体61内。控制部10具备安装于布线基板上的车辆信息取得部15、微型控制器(MCU)16、非易失性存储器17、易失性存储器18、声音用驱动器19、显示用驱动器20以及通信部21等。MCU 16如广泛已知的那样，除了CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)以外，还具备各种周边功能。因此，图5的控制部10内的除了MCU 16以外的各块也可以适当地搭载于MCU 16内。
车辆信息取得部15例如是CAN(Controller Area Network，控制器局域网)接口、LIN(Local Interconnect Network，局域互连网络)接口等，根据CAN、LIN等通信协议取得车辆信息4。车辆信息4如图6所示由与车辆信息取得部15连接的各种传感器等信息取得设备生成。在图6中，示出各种信息取得设备的一个例子。
例如，车速传感器41检测图1的车辆2的速度，生成成为检测结果的速度信息。换挡位置传感器42检测当前的挡位，生成成为检测结果的挡位信息。方向盘操舵角传感器43检测当前的方向盘操舵角，生成成为检测结果的方向盘操舵角信息。前照灯传感器44检测前照灯的ON/OFF，生成成为检测结果的车灯点亮信息。
照度传感器45以及色度传感器46检测外部光，生成成为检测结果的外部光信息。测距传感器47检测车辆2与外部的物体之间的距离，生成成为检测结果的距离信息。红外线传感器48检测车辆2的近距离处的物体的有无、距离等，生成成为检测结果的红外线信息。引擎开动传感器49检测引擎的ON/OFF，生成成为检测结果的ON/OFF信息。
加速度传感器50以及陀螺仪传感器51分别检测车辆2的加速度以及角速度，作为检测结果，生成表示车辆2的姿势、举动的加速度陀螺仪信息。温度传感器52检测车内外的温度，生成成为检测结果的温度信息。例如，通过温度传感器52，能够检测HUD装置1的周围温度Ta。不过，如图4所述，也可以在HUD装置1内另外搭载温度传感器。
路车间通信用无线收发机53通过车辆2与道路、标识、信号灯等之间的路车间通信，生成路车间通信信息。车车间通信用无线收发机54通过车辆2与周边的其他车辆之间的车车间通信，生成车车间通信信息。车内用相机55以及车外用相机56分别通过拍摄车内以及车外，生成车内的相机影像信息以及车外的相机影像信息。具体而言，车内用相机55例如是拍摄图2的驾驶者6的姿势、眼的位置、活动等的DMS(Driver Monitoring System，驾驶员监视系统)用的相机等。在该情况下，通过解析摄像到的影像，能够掌握驾驶者6的疲劳状况、视线的位置等。
另一方面，车外用相机56例如拍摄车辆2的前方、后方等周围的状况。在该情况下，通过解析摄像到的影像，能够掌握在周边存在的其他车辆、人等障碍物的有无、建筑物、地形、雨、积雪、结冰、凹凸等这样的路面状况以及道路标识等。另外，在车外用相机56中，例如还包括通过影像记录行驶中的状况的行车记录仪等。
GPS接收机57生成通过接收GPS信号而得到的GPS信息。例如，通过GPS接收机57，能够取得当前时刻。VICS(Vehicle Information and Communication System，汽车信息通讯系统，注册商标)接收机58生成通过接收VICS信号而得到的VICS信息。GPS接收机57、VICS接收机58也可以设置为导航系统的一部分。此外，关于图6的各种信息取得设备，能够适当地删除、追加其他种类的设备、置换为其他种类的设备。
在图5中，MCU 16经由车辆信息取得部15接收这样的车辆信息4，根据该车辆信息4等，生成面向扬声器11的声音数据、面向影像显示装置35的影像数据等。具体而言，MCU 16具备声音数据生成部27、影像数据生成部28、失真校正部29、光源调整部30、镜调整部31以及保护处理部75。这些各部主要通过CPU执行储存于非易失性存储器17或者易失性存储器18的程序来安装。
声音数据生成部27根据需要生成基于车辆信息4等的声音数据。声音数据例如在进行导航系统的声音引导的情况、通过AR功能对驾驶者6发出警告的情况等下生成。声音用驱动器19根据该声音数据驱动扬声器11，使扬声器11输出声音。
影像数据生成部28根据车辆信息4等，生成决定投影到图2等的显示区域5的投影影像的显示内容的影像数据。失真校正部29生成对来自影像数据生成部28的影像数据施加失真校正的校正后的影像数据。具体而言，失真校正部29在如图2所示将来自影像显示装置35的影像投影到显示区域5的情况下，校正由于风挡3的曲率而产生的影像的失真。
显示用驱动器20根据来自失真校正部29的校正后的影像数据，驱动包含于影像显示装置35内的显示面板64的各显示元件(像素)。由此，影像显示装置35根据校正后的影像数据，制作(显示)用于向显示区域5投影的影像。光源调整部30控制影像显示装置35内的光源65的亮度。镜调整部31在需要调整风挡3中的显示区域5的位置的情况下，经由驱动机构62变更影像显示单元12内的反射镜M1的设置角度。此外，如在图3中所述，镜调整部31在遮断太阳光的入射光路时，也经由驱动机构62某种程度上变更反射镜M1的设置角度。
保护处理部75具备定时器76，详细后述，主要根据使用来自日射传感器66的太阳光强度、来自图6的温度传感器52等的周围温度Ta以及光源调整部30中的光源65的亮度推测的影像显示装置35内的显示面板64的推测温度，进行各种保护动作。非易失性存储器17主要预先存储由MCU 16内的CPU执行的程序、在MCU 16内的各部的处理中使用的设定参数、规定的声音数据以及影像数据等。
易失性存储器18主要适当地保持取得的车辆信息4、在MCU 16内的各部的处理过程中使用的各种数据。通信部21在与HUD装置1外部之间根据CAN、LIN等通信协议进行通信。通信部21也可以与车辆信息取得部15一体。此外，图4的控制部(ECU)10内的各部也可以适当地安装于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等。
《保护处理部的概略动作》
图7是示出在图5中保护处理部的主要部的动作例的示意图。在图7中，作为动作模式，设置了通常模式MN、保护模式MP以及退缩模式MD。首先，在通常模式MN中，在太阳光未入射的情况(基于日射传感器66的太阳光强度例如为零的情况)下，显示面板64的稳定状态下的温度由光源65的亮度L和周围温度Ta决定。将该太阳光未入射的情况下的稳定状态下的显示面板64的温度称为饱和温度Tsat。饱和温度Tsat在该例子中是80℃。在通常模式MN中，图3的遮断机构67是关闭(即，反射镜M1的设置角度是初始状态)，光源65以未被限制亮度L的状态被驱动。
另一方面，在太阳光已入射的情况(基于日射传感器66的太阳光强度为非零的情况)下，显示面板64的温度根据太阳光强度而上升。保护处理部75在显示面板64的温度达到保护开始温度(在该例子中为95℃)的时间点(保护开启时刻tON’)从通常模式MN转移到保护模式MP。在保护模式MP中，遮断机构67是开启(即，反射镜M1的设置角度是变更状态)，光源65的驱动停止。
在此，在各动作模式中，由于显示面板64具有难以搭载零件的性质，所以实际上有时难以通过温度传感器等实测显示面板64的温度。因此，保护处理部75根据使用来自日射传感器66的太阳光强度、光源65的亮度以及周围温度Ta推测的显示面板64的推测温度，包含遮断机构67的开启/关闭而控制动作模式。图8是说明在图5中在保护处理部中使用的显示面板的推测温度的图。
如图8所示，图7中的太阳光未入射的情况下的饱和温度Tsat例如使用与光源65的亮度L对应的温度上升量ΔT(L)和周围温度Ta来推测。温度上升量ΔT(L)由于显示面板64吸收来自光源65的光的能量而产生。不过，在显示面板64和光源65的距离在某种程度上接近的情况下，还考虑与光源65的发热相伴的热放射。另外，太阳光入射的情况下的显示面板64的温度通过以饱和温度Tsat为基准加上与太阳光强度I对应的温度上升量(或者还有温度上升率)ΔT(I)来推测。
由此，以一定的太阳光强度为前提，能够预先计算显示面板64的温度从饱和温度Tsat到达至保护开始温度(例如95℃)的所需时间。此外，根据该一定的太阳光强度和所需时间，能够决定图7的开启强度Ion和连续检测时间TON。此时，该连续检测时间TON可以是周围温度Ta、光源65的亮度L的函数。在保护处理部75中，作为实际的动作，在太阳光强度为开启强度Ion以上的状态并且该状态持续了连续检测时间TON的情况下，视为达到保护开始温度，从通常模式MN转移到保护模式MP。其结果，显示面板64的温度降低。
另一方面，保护处理部75在太阳光强度为预先决定的关闭强度Ioff以下的状态并且该状态持续了预先决定的连续未检测时间TOFF的情况下，从保护模式MP转移到退缩模式MD。在退缩模式MD中，遮断机构67是关闭(即，反射镜M1的设置角度是初始状态)，光源65以最大亮度Lmax被限制为比通常模式MN时低的值的状态被驱动。
例如，退缩模式MD时的最大亮度Lmax被限制为通常模式MN时的最大亮度(Lmax(Ta))的70％等。此时，保护处理部75例如根据周围温度Ta决定通常模式MN时的最大亮度(Lmax(Ta))。具体而言，保护处理部75例如以使在图8中温度上升量ΔT(L)和周围温度Ta的加法结果成为恒定的方式决定最大亮度(Lmax(Ta))。与此相伴地，保护处理部75还根据周围温度Ta可变地控制退缩模式MD中的最大亮度Lmax。作为其具体的安装方式，例如可以举出如将周围温度Ta和最大亮度Lmax的关系在图5的非易失性存储器17上安装为计算式或者表的方式。
通过设置这样的退缩模式MD，能够使显示面板64的温度如图7所示朝向饱和温度Tsat逐渐接近。另一方面，在假设未对亮度施加限制的情况(即，从保护模式MP直接转移到通常模式MN的情况)下，实际上，显示面板64的温度可能产生超过饱和温度Tsat的过冲(overshoot)。在使用如图8所示的计算时，能够推测稳定状态下的温度，但不易推测这样的过冲的量以及收敛时间这样的过渡状态下的温度。
因此，在产生过冲时，作为结果，产生无法高精度地推测显示面板64的温度的时段。详细而言，可能产生实际的温度比推测温度略高的时段。由此，在进行基于推测温度的控制的过程中，有可能显示面板64的温度超过规格上的上限温度。例如，在以某种程度的高频度出现保护模式MP时，误差积蓄，可能难以管理显示面板64的温度。因此，为了在不发生这样的过冲的情况下排除在基于推测温度的控制中可能产生的误差因素，设置限制最大亮度Lmax的退缩模式MD是有益的。
此外，光源65的亮度在LED光源的情况下通过PWM占空比(＝LED开启时间/PWM周期)来控制。在该情况下，图5的保护处理部75经由光源调整部30限制该PWM占空比的最大值。另外，连续未检测时间TOFF例如是3分钟～10分钟左右，代表性地是5分钟等。其例如能够通过实验等决定。具体而言，通过实验确认，在从保护开始温度(例如95℃)转移到保护模式MP的情况下，如果使保护模式MP持续至少5分钟，则显示面板64的温度成为饱和温度Tsat以下。
即，在图7中，在假设与保护开启时刻tON’同时太阳光强度成为零的情况下，如果从保护开启时刻tON’使保护模式MP持续5分钟，则显示面板64的温度成为饱和温度Tsat以下。显示面板64的温度为饱和温度Tsat以下意味着也可以解除保护模式MP。不过，在假设使用如以保护开启时刻tON’为基准使保护模式MP在从保护开启时刻tON’起5分钟后解除的方式时，在5分钟后太阳光强度依然维持为较高的值的情况下，有必要迅速地转移到保护模式MP。因此，以关闭强度Ioff以及连续未检测时间TOFF为条件来解除保护模式MP是有益的。
另外，在该例子中，显示面板64的推测温度以间接地反映于转移到保护模式MP时的开启强度Ion以及连续检测时间TON、退缩模式MD时的设定亮度等的形式被使用。不过，根据情况，也可以保护处理部75一边通过如在图8中所述的计算来逐次计算显示面板64的推测温度，一边直接使用计算出的推测温度来控制动作模式。不过，在该情况下，保护处理部75的处理负荷增大，所以在该观点中，使用如图7的方式是有益的。
《保护处理部的详细动作》
图9是示出图5中的保护处理部的处理内容的一个例子的流程图。图10是示出图9中的是否需要保护判定的处理内容的一个例子的流程图。图11是示出图9中的是否能够恢复判定的处理内容的一个例子的流程图。图12是示出图11中的是否能够恢复判定[1]的处理内容的一个例子的流程图。图13是示出图12中的退缩解除判定的处理内容的一个例子的流程图。图14A以及图14B是示出图11中的是否能够恢复判定[2]的处理内容的一个例子的流程图。这些流程以预定的控制周期重复执行。
首先，说明这些流程的概略。在图10中，保护处理部75如在图7中所述，在太阳光强度是开启强度Ion以上的状态并且该状态持续了预先决定的开启时间TON的情况下，使得从通常模式MN(或者退缩模式MD)转移到保护模式MP。另外，在图12中，保护处理部75如在图7中所述，在太阳光强度是预先决定的关闭强度Ioff以下的状态并且该状态持续了预先决定的关闭时间TOFF的情况下，使得从保护模式MP转移到退缩模式MD。
在此，在退缩模式MD中，光源65的最大亮度Lmax被限制，所以需要在某些条件下恢复到通常模式MN。因此，保护处理部75在退缩模式MD下的动作持续了预先决定的待机时间后的时段中，在检测到车辆2的电源的再接通(例如点火开关的关闭→开启)的情况下，使得从退缩模式MD转移到通常模式MN。待机时间例如是3小时以上，代表性地是6小时等。另外，是否为持续了待机时间后的判定例如能够通过从图6的GPS接收机57等取得当前时刻来进行。
该待机时间(6小时)例如根据图4的太阳光检测范围70和太阳60的活动而预先决定。具体而言，首先，以车辆2停止为前提，在一天中太阳60存在于太阳光检测范围70的时间带在太阳60升起的时段内和太阳60落下的时段内合计产生2次。从其第1次的时间带的开始时间点至第2次的时间带的结束时间点的时间在计算上是6小时左右。在该情况下，在从转移到保护模式MP的时间点起经过6小时之后，在接下来需要转移到保护模式MP之前(即，在需要考虑太阳光强度之前)，能够确保充分的时间。因此，在经过6小时后，即使转移到通常模式MN，也不会产生问题。
另外，在驾驶员持续驾驶的过程中，在经过6小时后亮度急剧变化时，有可能驾驶员的意识被其吸引而妨碍安全性。因此，车辆2的电源的再接通成为条件。另一方面，也可以使用如使退缩模式MD时的最大亮度Lmax随着时间经过而朝向通常模式MN时的最大亮度Lmax(Ta)阶段性地提高的方式。不过，在该情况下，为了推测显示面板64的温度，需要复杂的处理。因此，根据这样的观点，将退缩模式MD时的最大亮度Lmax保持为通常模式MN时的最大亮度Lmax(Ta)的XX％(例如70％)是有益的。
另外，作为例外的情形，有可能在保护模式MP的时段中驾驶员将车辆2的电源关闭。例如，在如在转移到保护模式MP后立即将车辆2的电源关闭并在此之后立即再次将车辆2的电源开启的情况下，在从初始状态(即，通常模式MN)启动时，有可能无法保护显示面板64。因此，保护处理部75如图5所示具备定时器76。
定时器76从转移到保护模式MP的时间点(图7的保护开启时刻tON’)起计数与关闭时间TOFF(例如5分钟)相同的时间。即使车辆2的电源关闭，该定时器76仍通过电池电源继续计数。此外，在图14A中，在该定时器(保护后定时器TW)76的计数动作中将车辆2的电源再接通的情况下，保护处理部75在定时器76的计数动作计满之前不解除保护模式MP。另一方面，如果是定时器76的计数动作计满后(即，如果从保护开启时刻tON’起5分钟后)，则根据与图7的关闭时间TOFF的情况同样的理由，能够解除保护模式MP。
另外，即使在转移到保护模式MP后立即将车辆2的电源关闭的情况下，之后，如果车辆2的电源开启的时刻是定时器(保护后定时器TW)76的计数动作计满后，则无需维持保护模式MP。在该情况下，保护处理部75在图14B中根据该车辆2的电源开启的时刻tPON是否为经过上述待机时间(6小时)后，区分使用退缩模式MD还是通常模式MN。
接下来，详细说明这些处理内容。在图9中，保护处理部75首先进行动作模式的判定(步骤S101)。对于保护处理部75，如果步骤S101的判定结果是通常模式MN，则进行是否需要保护判定(步骤S102)，如果是保护模式MP，则进行是否能够恢复判定(步骤S105)。此时的是否能够恢复判定(步骤S105)为是否能够从保护模式MP向退缩模式MD的判定。另一方面，对于保护处理部75，如果步骤S101的判定结果是退缩模式MD，则进行是否需要保护判定(步骤S103)和是否能够恢复判定(步骤S104)这两方。此时的是否能够恢复判定(步骤S104)为是否能够从退缩模式MD向通常模式MN的判定。
在图10的是否需要保护判定中，保护处理部75使用日射传感器66检测太阳光强度(步骤S201)。接下来，保护处理部75判定检测到的太阳光强度是否为开启强度Ion以上(步骤S202)。在太阳光强度是开启强度Ion以上的情况下，保护处理部75启动对开启时间TON进行计数的开启定时器(TON)(步骤S203)。开启定时器(TON)是图5的定时器76之一。另外，在步骤S203中开启定时器(TON)已经计数中的情况下，保护处理部75继续该计数动作。另一方面，在步骤S202中太阳光强度小于开启强度Ion的情况下，保护处理部75将开启定时器(TON)复位而结束处理(步骤S209)。
在步骤S203之后，保护处理部75判定开启定时器(TON)是否计满(步骤S204)。在开启定时器(TON)为计数中的情况下，保护处理部75结束处理。另一方面，在开启定时器(TON)计满的情况下，保护处理部75转移到保护模式MP(步骤S205)。此外，保护处理部75将从图6的GPS接收机57等取得的当前时刻作为保护开启时刻tON’记录到图5的非易失性存储器17等(步骤S206)。另外，保护处理部75启动保护后定时器TW(步骤S207)。保护后定时器TW是图5的定时器76之一，计数与关闭时间TOFF相同的时间。
之后，保护处理部75向用户(驾驶员)通知是保护模式MP(步骤S208)。即，在保护模式MP中，在显示区域5上不显示投影影像，所以有可能驾驶员的意识被其吸引而妨碍安全性。因此，例如，在集群面板或者导航面板上进行如图15所示的警告显示。图15是示出在图5中保护处理部的用户通知内容的一个例子的图。
在图15的例子中，在驾驶员想要调整HUD影像的明亮度时，在集群面板或者导航面板上显示通知保护动作中或者明亮度限制中并且无法进行HUD影像的明亮度调整的意思的内容。即，如后所述，不限于在保护模式MP时进行这样的通知，而在退缩模式MD时也进行这样的通知。其原因为，在退缩模式MD时，HUD影像的明亮度降低，所以与保护模式MP的情况同样地有可能妨碍安全性。此外，这样的用户通知例如经由图5的通信部21进行。另外，用户通知不限于显示，也可以是经由图5的扬声器11的声音。
在图11的是否能够恢复判定中，保护处理部75判定在保护后定时器TW计数的过程中是否检测到车辆2的电源关闭操作(点火开关的关闭)(步骤S301、S302)。对于保护处理部75，在步骤S301、S302的判定结果都为“是”的情况下，进行是否能够恢复判定[2](即，例外的判定)(步骤S304)，在判定结果中的任一方为“否”的情况下，进行是否能够恢复判定[1](即通常的判定)(步骤S303)。
在图12的是否能够恢复判定[1]中，保护处理部75进行退缩解除判定(步骤S401)。细节在图13中后述，通过退缩解除判定，维持退缩模式MD，或者从退缩模式MD转移到通常模式MN。在图12的步骤S402中，保护处理部75使用日射传感器66检测太阳光强度(步骤S401)。接下来，保护处理部75判定检测到的太阳光强度是否为关闭强度Ioff以下(步骤S403)。
在步骤S403中太阳光强度是关闭强度Ioff以下的情况下，保护处理部75启动对关闭时间TOFF进行计数的关闭定时器(TOFF)(步骤S404)。关闭定时器(TOFF)是图5的定时器76之一。另外，在步骤S404中关闭定时器(TOFF)已经计数中的情况下，保护处理部75继续该计数动作。另一方面，在步骤S403中太阳光强度高于关闭强度Ioff的情况下，保护处理部75将关闭定时器(TOFF)复位而结束处理(步骤S408)。
在步骤S404之后，保护处理部75判定关闭定时器(TOFF)是否计满(步骤S405)。在关闭定时器(TOFF)为计数中的情况下，保护处理部75结束处理。另一方面，在关闭定时器(TOFF)计满的情况下，保护处理部75转移到退缩模式MD(步骤S406)。之后，保护处理部75如在图15中所述，向用户(驾驶员)通知是退缩模式MD(步骤S407)。
在图13的退缩解除判定中，保护处理部75判定是否为退缩模式MD(步骤S501)。在不是退缩模式MD的情况(即，是通常模式MN的情况)下，保护处理部75结束处理。另一方面，在是退缩模式MD的情况下，保护处理部75取得最近的车辆2的电源开启操作时刻(点火开关的开启时刻)tPON(步骤S502)。具体而言，保护处理部75例如在HUD装置1的电源根据点火开关的开启而开启时，从图6的GPS接收机57等取得该时间点的当前时刻，将该时刻作为车辆2的电源开启操作时刻tPON记录到图5的非易失性存储器17等即可。或者，保护处理部75也可以使用来自图6的引擎开动传感器49的信息。
接下来，保护处理部75判定车辆2的电源开启操作时刻tPON是否从在图10的步骤S206中记录的保护开启时刻tON’起经过待机时间(例如6小时)(步骤S503)。在经过待机时间的情况下，保护处理部75转移到通常模式MN(步骤S504)。另一方面，在步骤S503中未经过待机时间的情况下，保护处理部75结束处理，从而维持退缩模式MD。
在图14A的是否能够恢复判定[2]中，保护处理部75待机，直至检测到车辆2的电源开启操作(步骤S601)。然后，在检测到车辆2的电源开启操作时，保护处理部75判定保护后定时器TW是否为计数中(步骤S602)。在保护后定时器TW为计数中的情况下，保护处理部75待机，直至保护后定时器TW计满(步骤S603)。在此期间，维持保护模式MP。
接下来，在步骤S603中保护后定时器TW计满时，在步骤S604中，保护处理部75在决定为退缩模式MD的状态下启动HUD装置(即，在显示区域5中显示投影影像)。之后，保护处理部75如在图15中所述，向用户(驾驶员)通知是退缩模式MD(步骤S605)。
另一方面，在步骤S602中保护后定时器TW不是计数中的情况(即，定时器计满的情况)下，进行如图14B所示的处理。在图14B中，保护处理部75使用日射传感器66检测太阳光强度(步骤S701)。接下来，保护处理部75判定检测到的太阳光强度是否为关闭强度Ioff以下(步骤S702)。
在步骤S702中太阳光强度是关闭强度Ioff以下的情况下，保护处理部75在步骤S703～S705中进行与图13的步骤S502～S504的情况同样的处理。即，保护处理部75取得最近的车辆2的电源开启操作时刻tPON(步骤S703)，判定该电源开启操作时刻tPON是否从保护开启时刻tON’起经过待机时间(例如6小时)(步骤S704)。
然后，在步骤S704中经过待机时间的情况下，保护处理部75在步骤S705中在决定为通常模式MN的状态下启动HUD装置(即，在显示区域5中显示投影影像)。另一方面，在步骤S704中未经过待机时间的情况下，保护处理部75在决定为退缩模式MD的状态下启动HUD装置(步骤S706)。之后，保护处理部75如在图15中所述，向用户(驾驶员)通知是退缩模式MD(步骤S707)。
《实施方式的主要效果》
以上，通过使用实施方式的HUD装置，代表性地，能够防止与太阳光相伴的破损并且确保用户的便利性。即，在保护显示面板64的同时，能够尽可能缩短HUD无法使用的时间带，换言之，能够延长能够使用HUD的时间带(显示区域5显示投影影像的时间带)。
具体而言，通过由日射传感器66检测太阳光检测范围70内的太阳光强度，不会不必要地转移到保护模式MP，能够延长能够使用HUD的时间带。此外，在转移到保护模式MP的情况下，在太阳光强度低的情况下，通过在关闭时间TOFF后解除保护模式MP，也能够延长能够使用HUD的时间带。另外，在解除保护模式MP时，并非转移到通常模式MN，而是转移到退缩模式MD，从而能够可靠地保护显示面板64。
以上，根据实施方式具体地说明了由本发明者做出的发明，但本发明不限定于前述实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。例如，前述实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，不一定具备所说明的所有结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，还能够对某个实施方式的结构添加其他实施方式的结构。另外，针对各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
符号说明
1 HUD装置
2 车辆
3 风挡
4 车辆信息
5 显示区域
6 驾驶者
7 开口部
10 控制部(ECU)
11 扬声器
12 影像显示单元
15 车辆信息取得部
16 微型控制器(MCU)
17 非易失性存储器
18 易失性存储器
19 声音用驱动器
20 显示用驱动器
21 通信部
27 声音数据生成部
28 影像数据生成部
29 失真校正部
30 光源调整部
31 镜调整部
35 影像显示装置
41 车速传感器
42 换挡位置传感器
43 方向盘操舵角传感器
44 前照灯传感器
45 照度传感器
46 色度传感器
47 测距传感器
48 红外线传感器
49 引擎开动传感器
50 加速度传感器
51 陀螺仪传感器
52 温度传感器
53 路车间通信用无线收发机
54 车车间通信用无线收发机
55 车内用相机
56 车外用相机
57 GPS接收机
58 VICS接收机
60 太阳
61 壳体
62 驱动机构
63 聚光透镜
64 显示面板
65 光源
66 日射传感器
67 遮断机构
70 太阳光检测范围
71 遮罩部件
75 保护处理部
76 定时器
Ioff 关闭强度
Ion 开启强度
M1、M2 反射镜
MD 退缩模式
MN 通常模式
MP 保护模式
TOFF 关闭时间
TON 开启时间
Ta 周围温度
tON’ 保护开启时刻

Claims (6)

1.一种平视显示器装置，通过向风挡的显示区域投影影像，使车辆的驾驶者视觉辨认重叠有所述影像的风景，所述平视显示器装置具有：
发光的光源；
显示面板，通过调制来自所述光源的光，制作用于向所述显示区域投影的影像；
反射镜，将由所述显示面板制作的所述影像反射并向所述显示区域投影；
日射传感器，在太阳的位置存在于预定的检测范围内的情况下检测太阳光强度；
遮断机构，在关闭时形成所述显示区域与所述显示面板之间的所述影像的投影光路，在开启时遮断所述影像的投影光路以及成为该投影光路的逆朝向的太阳光的入射光路；以及
保护处理部，根据使用来自所述日射传感器的所述太阳光强度、所述光源的亮度以及周围温度推测的所述显示面板的推测温度，控制所述遮断机构的开启/关闭，
作为动作模式，设置有所述遮断机构关闭并且所述光源的亮度未被限制的通常模式、所述遮断机构关闭并且所述光源的亮度被限制为比所述通常模式时低的值的退缩模式、以及所述遮断机构开启并且所述光源的驱动停止的保护模式，
所述保护处理部控制所述动作模式，
所述保护处理部在所述太阳光强度是预先决定的关闭强度以下的状态并且该状态持续了预先决定的关闭时间的情况下，使得从所述保护模式转移到所述退缩模式，
所述保护处理部具备从转移到所述保护模式的时间点起计数与所述关闭时间相同的时间的定时器，在所述定时器的计数动作中进行了所述车辆的电源的再接通的情况下，在所述定时器的计数动作计满之前不解除所述保护模式。
2.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
在所述反射镜中，安装有用于变更设置角度的驱动机构，
所述遮断机构在所述开启时，通过经由所述驱动机构变更所述反射镜的设置角度，遮断所述太阳光的入射光路。
3.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
所述保护处理部在所述退缩模式下的动作持续了预先决定的待机时间后的时段中，在检测到所述车辆的电源的再接通的情况下，使得从所述退缩模式转移到所述通常模式。
4.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
所述保护处理部根据所述周围温度，可变地控制所述退缩模式中的所述光源的最大亮度。
5.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
所述保护处理部在所述太阳光强度是开启强度以上的状态并且该状态持续了预先决定的开启时间的情况下，使得从所述通常模式或者所述退缩模式转移到所述保护模式。
6.根据权利要求1所述的平视显示器装置，其中，
所述保护处理部在所述退缩模式时和所述保护模式时，对用户通知是所述退缩模式或者所述保护模式。
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