JP2006224919A - 車両用虚像表示装置 - Google Patents

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嘉之 古屋
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Abstract

【課題】車両の虚像表示用反射ミラーのチルト角調整方向を容易に把握可能にする。
【解決手段】赤外線カメラ21で撮影した車両前方の映像の像光を乗員のアイポイントIP側に反射させる、チルト角調整可能な第3の反射ミラー31の上下チルト角が、第3の反射ミラー31上において赤外線カメラ21による撮影画像の虚像を全く視認できないほどずれている場合に、発光表示源5のTFT液晶パネル51の主情報表示領域A1に表示される赤外線カメラ21による撮影画像の虚像を、その上下の全体に亘って第3の反射ミラー31上で視認できるような適切な角度とするのに必要な、第3の反射ミラー31の上下チルト角の調整方向を案内する矢印のマークの虚像が、その状態の第3の反射ミラー31上で視認されるように、矢印のマークを発光表示する上側や下側のマーク表示領域A3,A5をTFT液晶パネル51の主情報表示領域A1の近辺に配置した。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両の乗員の前方に配置された反射ミラー上において、情報画像表示源に表示される情報画像の虚像を乗員に視認させる車両用虚像表示装置に関する。
発光表示源に表示された情報画面の表示光を車両の乗員の前方に配置した全反射ミラーやコンバイナで乗員側に反射させて、全反射ミラーやコンバイナ上において情報画面の虚像を遠方表示状態で乗員に視認させる、ヘッドアップディスプレイとも呼ばれる車両用虚像表示装置の分野においては、従来から、乗員の体格等の違いによるアイポイントのずれに対応するために、全反射ミラーやコンバイナをチルト角調整可能に支持するチルト角調整機構が採用されている(例えば、特許文献1,2)。
特開平9−315182号公報 特開平9−315182号公報
上述したようなチルト角調整機構が採用されたヘッドアップディスプレイにおいては、他人の体格に合わせて全反射ミラーやコンバイナのチルト角が調整されていると、自身のアイポイントと発光表示源との位置関係に対して全反射ミラーやコンバイナのチルト角が的確に設定されていないため、全反射ミラーやコンバイナに映る情報画面の虚像の一部が欠けてしまったり、全反射ミラーやコンバイナに情報画面の虚像が全く映って見えない場合がある。
その場合、情報画面の虚像が一部でも映って見える状態であれば、その情報画面の虚像の一部が全反射ミラーやコンバイナのどの辺りに映って見えているかを手がかりにして、情報画面の虚像の全範囲が全反射ミラーやコンバイナに映って見えるようにするための、全反射ミラーやコンバイナのチルト角の調整方向を、容易に判別することができる。
しかし、情報画面の虚像が全反射ミラーやコンバイナに全く映っていないと、全反射ミラーやコンバイナのチルト角がどの方向にずれているのかを、情報画面の虚像を手がかりにして知ることができないので、情報画面の虚像の全範囲が全反射ミラーやコンバイナに映って見えるようにするための、全反射ミラーやコンバイナのチルト角の調整方向を、容易に判別することができない。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、乗員のアイポイントと発光表示源との位置関係に対して全反射ミラーやコンバイナのチルト角が的確に設定されておらず、情報画面の虚像が全反射ミラーやコンバイナに全く映っていない状態であっても、情報画面の虚像の全範囲が全反射ミラーやコンバイナに映って見えるようにするための、全反射ミラーやコンバイナのチルト角の調整方向を、容易に判別することができる車両用虚像表示装置を提供することにある。
前記目的を達成するため請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置は、車両の乗員に視認させる情報画像を発光表示させる情報画像表示源と、前記乗員の前方に配置され該乗員のアイポイントに向けて前記情報画像表示源からの表示光を反射させる反射ミラーと、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の位置が移動するように、前記反射ミラーをチルト角調整可能に支持するチルト角調整機構とを備え、前記チルト角調整機構による前記反射ミラーのチルト角の調整に伴う、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の移動方向における、該情報画像の虚像の全範囲を、前記反射ミラー上において視認可能とするための、該反射ミラーに対する前記乗員からの視認方向が、前記反射ミラーのチルト角に応じて定まる車両用虚像表示装置であって、前記情報画像表示源の周辺の箇所に配置され、当該箇所の前記情報画像表示源に対する位置ずれ方向を示すマークを発光表示する位置ずれマーク表示源をさらに備えており、前記位置ずれマーク表示源は、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の、前記移動方向における外側に、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記マークの虚像が配置される位置であって、かつ、前記乗員が前記移動方向における前記情報画像の虚像の全範囲を前記反射ミラー上において視認できない角度に、前記反射ミラーのチルト角が設定されている状態において、前記マークの虚像を前記反射ミラー上において前記乗員が視認できる位置に配置されていることを特徴とする。
また、請求項2に記載した本発明の車両用虚像表示装置は、請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、前記情報画像表示源及び前記位置ずれマーク表示源が、発光表示領域毎に個別に発光表示制御可能な単一の発光表示デバイスの互いに異なる発光表示領域によって各々構成されているものとした。
さらに、請求項3に記載した本発明の車両用虚像表示装置は、請求項1又は2に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、前記マークの表示及び非表示を指示する操作スイッチをさらに備えており、前記位置ずれマーク表示源が前記操作スイッチの操作に応じて前記マークを選択的に発光表示するように構成されているものとした。
また、請求項4に記載した本発明の車両用虚像表示装置は、請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、前記位置ずれマーク表示源が前記マークを常時発光表示するように構成されており、前記位置ずれマーク表示源の周囲を覆う光路制限部材をさらに備えていて、該光路制限部材が、前記反射ミラーのチルト角が、前記乗員が前記移動方向における前記情報画像の虚像の少なくとも一部を前記反射ミラー上において視認できる角度に設定されている状態において、前記位置ずれマーク表示源から前記反射ミラーによって反射されて前記乗員のアイポイントに向かう前記マークの表示光の光束を遮るように構成されているものとした。
請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置によれば、全反射ミラーやコンバイナのような半反射ミラーといった反射ミラー上において車両の乗員により視認される、情報画像表示源の表示する情報画像の虚像の位置が、チルト角調整機構によるチルト角の調整に伴って移動する車両用虚像表示装置において、情報画像の虚像を乗員が全く視認できない角度に反射ミラーのチルト角が設定されている場合、情報画像表示源の周辺の箇所に配置された位置ずれマーク表示源の発光表示するマークの虚像が、反射ミラー上において乗員により視認されることとなる。
このため、情報画面の虚像の全範囲が反射ミラー上に映って見えるようにするための、チルト角調整機構による反射ミラーのチルト角の調整方向を、反射ミラー上における情報画像の虚像の位置を手がかりに判別することができなくても、反射ミラー上で乗員により虚像として視認される、位置ずれマーク表示源が発光表示したマークの示す位置ずれ方向を手がかりに、情報画面の虚像の全範囲が反射ミラーに映って見えるようにするための、チルト角調整機構による反射ミラーのチルト角の調整方向を、容易に判別することができる。
また、請求項2に記載した車両用虚像表示装置によれば、請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、情報画面の虚像の全範囲が反射ミラー上に映って見えるようにするための、チルト角調整機構による反射ミラーのチルト角の調整方向を知る手がかりとなるマークを、位置ずれマーク表示源に発光表示させるのに当たって、情報画像表示源用の発光表示デバイスとは別の独立した発光表示デバイスにより位置ずれマーク表示源を構成する必要がないので、発光表示デバイスに関する装置コストの増加を抑制することができる。
さらに、請求項3に記載した車両用虚像表示装置によれば、請求項1又は2に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、情報画像の虚像の移動方向における全範囲を反射ミラー上で視認できるようにするには、反射ミラーのチルト角をどの方向に調整すればよいのかを、反射ミラー上で乗員が視認できる情報画像の虚像の少なくとも一部によって判別できる場合や、情報画像の虚像の移動方向における全範囲を反射ミラー上で視認できるので、反射ミラーのチルト角の調整方向をそもそも判別する必要がない場合に、マークの非表示を指示する操作スイッチの操作により、必ずしも乗員に視認させる必要のないマークの位置ずれマーク表示源による発光表示を行わせないようにして、マークの発光表示に関する電力の無駄な消費を防止することができる。
また、請求項4に記載した車両用虚像表示装置によれば、請求項1に記載した本発明の車両用虚像表示装置において、情報画像の虚像の全範囲を反射ミラー上で視認できるようにするのに反射ミラーのチルト角をどの方向に調整すればよいのかを、反射ミラー上で乗員が視認できる情報画像の虚像の少なくとも一部によって判別できる場合や、情報画像の虚像の移動方向における全範囲を反射ミラー上で視認できるので、反射ミラーのチルト角の調整方向をそもそも判別する必要がない場合に、反射ミラー上でその虚像を乗員に視認させる必要がないにも拘わらず、位置ずれマーク表示源が常時発光表示しているマークの像光が反射ミラー上に到達して、反射ミラー上に映り込んだ情報画像の虚像の視認性を低下させるゴースト像を反射ミラー上に形成してしまうのを、防止することができる。
以下、本発明の車両用虚像表示装置を、図面を参照して説明する。
まず、図1乃至図5を参照して、本発明の第1実施形態に係る車両用虚像表示装置について説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る車両用虚像表示装置の概略構成を示す断面図で、第1実施形態の車両用虚像表示装置は、例えば車両のフロントグリル等に取り付けた後述の赤外線カメラ21(図5参照)によって夜間に撮影した車両前方の映像を、フロントガラス越しに乗員が視認可能な領域についての肉眼で見えない情報の補助情報として、乗員に視認させるために使用される。
そして、第1実施形態の車両用虚像表示装置は、車両のダッシュボード1の上面1aに形成された開口1bを開閉するように、ダッシュボード1の内部に車両の左右方向に延在するように配設された枢軸3aを中心にして、車両の前方に向けて起立しダッシュボード1の上面1a上に進出した状態と、後方に向けて傾倒しダッシュボード1の上面1a上から退避した状態との間で、開閉(起立/傾倒)可能に設けられたベースユニット3と、ダッシュボード1内に収容、固定されたバックライト付きの液晶表示板等の発光表示源5とを有している。
また、第1実施形態の車両用虚像表示装置は、発光表示源5から出射された表示光をベースユニット3に導くようにダッシュボード1内に収容された第1及び第2の2つの反射ミラー7,9と、ダッシュボード1内に収容、固定され、発光表示源5から第1及び第2の反射ミラー7,9を経てダッシュボード1の開口1bに到る表示光の光路をダッシュボード1内の周辺空間から遮蔽する遮光筒11とを有しており、この遮光筒11に第1及び第2の反射ミラー7,9が固定、支持されている。
前記ベースユニット3には、第1及び第2の反射ミラー7,9によりダッシュボード1の開口1bを通して発光表示源5から導かれた表示光を、車両の座席に着席した乗員(例えば運転者等)の目の位置の範囲であるアイレンジIR側に向けて反射させる第3の反射ミラー31と、アイレンジIR内における乗員の実際の目の位置であるアイポイントIPの上下方向位置に応じて第3の反射ミラー31の上下チルト角を調整するためのチルト角調整機構33とが設けられている。
尚、第1実施形態の車両用虚像表示装置では、第3の反射ミラー31が請求項中の反射ミラーに相当している。
前記チルト角調整機構33は、図2に斜視図で示すように、モータ33aと、モータ33aの回転をベースユニット3に枢支された第3の反射ミラー31の枢軸31aに伝達する歯車列33bと、第3の反射ミラー31の上下チルト角を検出するための、歯車列33bに作動連結されたロータリーセンサ33cとを有している。
尚、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角を調整する際には、図3の説明図に示す、上下チルト角の調整方向を指示するための「+」、「−」のボタン13a,13bからなる操作スイッチ13が乗員によって操作される。この操作スイッチ13は、例えばダッシュボード1の前面等の操作しやすい場所に、ベースユニット3から独立して配置されており、この操作スイッチ13も、本実施形態の車両用虚像表示装置の一構成要素となる。
また、ベースユニット3の開閉(起立/傾倒)状態は、ダッシュボード1の開口1bの近傍に配置された第1及び第2のリミットスイッチ15,17(図5参照)により検出される。
前記発光表示源5は、図4に説明図で示すように、TFT液晶パネル51と、その左右両脇に5列ずつ配置されたバックライト用の白色LED53a〜53e,55a〜55eとを有している。
ちなみに、TFT液晶パネル51には、基本的には、一般的なTFT液晶パネルの縦横比よりもフロントガラスに近い横長の形状で赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像が発光表示されるが、実際には、拡大のために曲面鏡を用いている第3の反射ミラー31における反射の際の歪を考慮して、その歪とは逆向きに多少歪ませた扇形で発光表示される。
そして、TFT液晶パネル51には、赤外線カメラ21(図5参照)で撮影された画像を発光表示するための扇形の主情報表示領域A1の上下の余剰領域に、第3の反射ミラー31の上下チルト角の調整方向を表す矢印のマーク表示領域A3,A5が確保されており、上側のマーク表示領域A3には下向きの矢印が発光表示され、TFT液晶パネル51の下側のマーク表示領域A5には上向きの矢印が発光表示される。
尚、上記したTFT液晶パネル51は、下向きの矢印の虚像が第1乃至第3の反射ミラー7,9,31を介して乗員に、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像よりも上方の位置で視認され、上向きの矢印の虚像が第1乃至第3の反射ミラー7,9,31を介して乗員に、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像よりも下方の位置で視認されるように、上側のマーク表示領域A3が図1中右側に位置し、下側のマーク表示領域A5が図1中左側に位置するように配置されている。
詳しくは、TFT液晶パネル51における主情報表示領域A1の位置は、例えば、図1に示すアイレンジIR内の任意のアイポイントIPに目を位置させた乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、左右の全幅に亘って第3の反射ミラー31の左右幅内に収まるように設定されている。
また、TFT液晶パネル51における主情報表示領域A1の位置は、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で適切な角度に調整されている場合に、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように設定されている。
かつ、TFT液晶パネル51における主情報表示領域A1の位置は、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で上側にずれて調整されている場合に、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、第3の反射ミラー31に対して下方にずれ、その下側が欠けて第3の反射ミラー31上で視認できなくなり、第3の反射ミラー31の上下チルト角の上側へのずれが大きいと、乗員が第3の反射ミラー31上で赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像を全く視認できなくなるように設定されている。
かつ、TFT液晶パネル51における主情報表示領域A1の位置は、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で下側にずれて調整されている場合に、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、第3の反射ミラー31に対して上方にずれ、その上側が欠けて第3の反射ミラー31上で視認できなくなり、第3の反射ミラー31の上下チルト角の下側へのずれが大きいと、乗員が第3の反射ミラー31上で赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像を全く視認できなくなるように設定されている。
また、TFT液晶パネル51における上側のマーク表示領域A3の位置は、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、上側のマーク表示領域A3に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された下向きの矢印の虚像が、第3の反射ミラー31に対して上方にずれて、第3の反射ミラー31上で乗員が全く視認できないように設定されている。
かつ、TFT液晶パネル51における上側のマーク表示領域A3の位置は、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像の上側を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できないように、第3の反射ミラー31の上下チルト角が下側にずれて調整されている場合に、そのずれの度合いの大小に拘わらず、上側のマーク表示領域A3に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された下向きの矢印の虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できるように設定されている。
さらに、TFT液晶パネル51における下側のマーク表示領域A5の位置は、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、下側のマーク表示領域A5に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された上向きの矢印の虚像が、第3の反射ミラー31に対して下方にずれて、第3の反射ミラー31上で乗員が全く視認できないように設定されている。
かつ、TFT液晶パネル51における下側のマーク表示領域A5の位置は、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21(図5参照)の撮影画像の虚像の下側を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できないように、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上側にずれて調整されている場合に、そのずれの度合いの大小に拘わらず、下側のマーク表示領域A5に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された上向きの矢印の虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できるように設定されている。
ちなみに、第1実施形態の車両用虚像表示装置では、請求項中の情報画像表示源が、TFT液晶パネル51の主情報表示領域A1によって構成されており、請求項中の位置ずれマーク表示源が、TFT液晶パネル51の上側のマーク表示領域A3及び下側のマーク表示領域A5によって構成されている。
上述したチルト角調整機構33のモータ33a及びロータリーセンサ33cと、操作スイッチ13と、発光表示源5は、いずれも、図5に第1実施形態の車両虚像表示装置の電気的概略構成のブロック図で示すように、先に説明した赤外線カメラ21や、後述する第1及び第2のリミットスイッチ15,17及び不図示の補助情報表示のオンオフスイッチと共に、マイクロコンピュータ等からなるコントローラ19に接続される。
このうち、前記第1のリミットスイッチ15は、ダッシュボード1の内部の、ベースユニット3の傾倒状態において第1の反射ミラー7の周縁のベースユニット3部分により押圧される箇所に配置されており、ベースユニット3が傾倒状態から若干起立した状態から完全に起立した状態までの範囲では、第1の反射ミラー7の周縁のベースユニット3部分が離間し、内蔵のマイクロスイッチが押圧状態を解除されてオフ状態となり、ベースユニット3が完全に傾倒した状態でのみ、マイクロスイッチが押圧されてオン状態となるように構成されている。
また、前記第2のリミットスイッチ17は、ダッシュボード1の内部の、ベースユニット3の起立状態において枢軸3aよりも車両の前方側に位置するベースユニット3部分により押圧される箇所に配置されており、ベースユニット3が起立状態から若干傾倒した状態から完全に傾倒した状態までの範囲では、枢軸3aよりも車両の前方側に位置するベースユニット3部分が離間し、内蔵のマイクロスイッチが押圧状態を解除されてオフ状態となり、ベースユニット3が完全に起立した状態でのみ、マイクロスイッチが押圧されてオン状態となるように構成されている。
そして、前記コントローラ19は、内部のROM(図示せず)等に格納されたプログラムに従って、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、不図示のオンオフスイッチがオンにされると、前記主情報表示領域A1に赤外線カメラ21の撮影画像が表示されるように、TFT液晶パネル51を赤外線カメラ21からの画像信号により駆動し、前記上側のマーク表示領域A3や下側のマーク表示領域A5に上向きの矢印や下向きの矢印が発光表示されるように、TFT液晶パネル51を駆動すると共に、TFT液晶パネル51の左右両脇の白色LED53a〜53e,55a〜55dを点灯させる。
また、前記コントローラ19は、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、操作スイッチ13の「+」ボタン13aが操作されると、その操作が終わるまで、あるいは、ロータリーセンサ33cの出力から割り出される第3の反射ミラー31の上下チルト角がチルト角調整範囲の上側の限界角に達するまで、第3の反射ミラー31を上側にチルトさせる方向にモータ33aを回転させる。
同様に、前記コントローラ19は、内部の不図示のROM等に格納されたプログラムに従って、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、操作スイッチ13の「−」ボタン13bが操作されると、その操作が終わるまで、あるいは、ロータリーセンサ33cの出力から割り出される第3の反射ミラー31の上下チルト角がチルト角調整範囲の下側の限界角に達するまで、第3の反射ミラー31を下側にチルトさせる方向にモータ33aを回転させる。
なお、コントローラ19によって、操作されているボタン13a,13bに対応する方向にモータ33aが回転されると、歯車列33bから枢軸31aに伝達されるモータ33aの回転により、ボタン13aが操作された場合は第3の反射ミラー31が上側に駆動され、ボタン13bが操作された場合は第3の反射ミラー31が下側に駆動される。
ちなみに、ベースユニット3の開閉(起立/傾倒)は、手動で行うように構成することもできるが、不図示のオンオフスイッチの操作に連動させてモータ等の動力により行うように構成することもでき、その場合、オンオフスイッチがオン操作されればベースユニット3を自動で閉(傾倒)状態から開(起立)状態に移行させ、オンオフスイッチがオフ操作されればベースユニット3を自動で開(起立)状態から閉(傾倒)状態に移行させることになる。
次に、上述のように構成された第1実施形態の車両用虚像表示装置において、赤外線カメラ21で撮影した車両前方の映像を、フロントガラス越しに乗員が視認可能な領域についての肉眼で見えない情報の補助情報として、起立状態のベースユニット3の第3の反射ミラー31上において虚像表示させる場合の動作(作用)について説明する。
まず、オンオフスイッチのオン操作によりTFT液晶パネル51の主情報表示領域A1に発光表示させた赤外線カメラ21の撮影画像の像光は、第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された後、起立状態のベースユニット3の第3の反射ミラー31で反射されて、車両のアイレンジIR側に反射される。
このとき、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で適切な角度に調整されていれば、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像をその上下左右の全幅に亘って視認することができる。
ところが、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で、上側にずれて調整されていると、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像のうち少なくとも下側の一部を視認できなくなり、その代わりに、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の上方に、上側のマーク表示領域A3に発光表示された下向きの矢印の虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認することになる。
そこで、第3の反射ミラー31上で虚像を視認する下向きの矢印によって第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度よりも上側にずれていることを認識した乗員が、操作スイッチ13の「−」ボタン13bを操作してモータ33aを回転させ、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角を下側に調整して、第3の反射ミラー31の上下チルト角を適切な角度に調整することで、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できる赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の範囲を上側にずらして、赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を、その上下左右の全幅に亘って第3の反射ミラー31上で視認できるようにすることができる。
また、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で、下側にずれて調整されていると、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像のうち少なくとも上側の一部を視認できなくなり、その代わりに、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の下方に、下側のマーク表示領域A5に発光表示された上向きの矢印の虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認することになる。
そこで、第3の反射ミラー31上で虚像を視認する上向きの矢印によって第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度よりも下側にずれていることを認識した乗員が、操作スイッチ13の「+」ボタン13aを操作してモータ33aを回転させ、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角を上側に調整して、第3の反射ミラー31の上下チルト角を適切な角度に調整することで、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できる赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の範囲を下側にずらして、赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を、その上下左右の全幅に亘って第3の反射ミラー31上で視認できるようにすることができる。
そして、第1実施形態の車両用虚像表示装置では、上述したように、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を全く視認できなくなるほど、第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度から上側や下側に大きくずれても、上側のマーク表示領域A3に発光表示された下向きの矢印の虚像と、下側のマーク表示領域A5に発光表示された上向きの矢印の虚像とのどちらかを、乗員が第3の反射ミラー31上で必ず視認できるように構成されている。
このため、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の、第3の反射ミラー31に対するずれの方向から、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上下のどちら側にずれているのかを認識することができなくても、第3の反射ミラー31上で視認される、上側のマーク表示領域A3に発光表示された下向きの矢印の虚像か、あるいは、下側のマーク表示領域A5に発光表示された上向きの矢印の虚像によって、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上下のどちら側にずれているのかを確実に認識することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る車両用虚像表示装置について、図6を参照して説明する。
第2実施形態の車両用虚像表示装置は、図6に要部断面図で示すように、第1実施形態のTFT液晶パネル51の上側のマーク表示領域A3や下側のマーク表示領域A5における下向きの矢印や上向きの矢印の発光表示を行わないようにし、その代わりに、図6中TFT液晶パネル51の左脇に上側のマーク用発光表示源5aを設けると共に、図6中TFT液晶パネル51の右脇に下側のマーク用発光表示源5bを設けて、これらTFT液晶パネル51、上側のマーク用発光表示源5a、及び、下側のマーク用発光表示源5bにより、第1実施形態の発光表示源5に代わる発光表示源5Aを構成している。
前記上側のマーク用発光表示源5aは、下向きの矢印の透過表示用シンボルを有するレンズシート57aと、このレンズシート57aの背後に配置された白色LED等の光源59aとを有しており、光源59aから出射された光がレンズシート57aを透過することで、下向きの矢印のシンボルの像光が第1の反射ミラー7側に出射されるように構成されている。
前記下側のマーク用発光表示源5bは、上向きの矢印の透過表示用シンボルを有するレンズシート57bと、このレンズシート57bの背後に配置された白色LED等の光源59bとを有しており、光源59bから出射された光がレンズシート57bを透過することで、上向きの矢印のシンボルの像光が第1の反射ミラー7側に出射されるように構成されている。
ちなみに、第2実施形態の車両用虚像表示装置では、請求項中の情報画像表示源が、TFT液晶パネル51の主情報表示領域A1によって構成されており、請求項中の位置ずれマーク表示源が、上側のマーク用発光表示源5a及び下側のマーク用発光表示源5bによって構成されている。
また、第2実施形態の車両用虚像表示装置では、第1実施形態の遮光筒11に代えて、発光表示源5A側の開口部分に変更を加えた遮光筒11Aが用いられている。
前記遮光筒11Aの発光表示源5A側の開口部分は、具体的には、TFT液晶パネル51の主情報表示領域A1をその上下の使用しない上側のマーク表示領域A3や下側のマーク表示領域A5から覆い隠す主遮光筒部11aと、主遮光筒部11aの図6中左脇に連設されて上側のマーク用発光表示源5aのレンズシート57aと光源59aとを保持する上側保持部11bと、主遮光筒部11aの図6中右脇に連設されて下側のマーク用発光表示源5bのレンズシート57bと光源59bとを保持する下側保持部11cとを有している。
そして、前記遮光筒11Aの主遮光筒部11aと上側保持部11b及び下側保持部11cとの境界部分には、上側のマーク用発光表示源5aから出射される下向きの矢印のシンボルの像光や下側のマーク用発光表示源5bから出射される上向きの矢印のシンボルの像光の光路方向を規制する遮光壁11d,11eが、第1の反射ミラー7側に向けて立設されている。
尚、前記遮光筒11Aの遮光壁11dは、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、上側のマーク用発光表示源5aから出射された下向きの矢印のシンボルの像光のうち、第1及び第2の反射ミラー7,9による反射後に第3の反射ミラー31上に到達する光路成分を遮光して、上側のマーク用発光表示源5aに発光表示された下向きの矢印のシンボルの虚像を、第3の反射ミラー31上で乗員が全く視認できないようにするように構成されている。
かつ、遮光筒11Aの遮光壁11dは、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の上側を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できないように、第3の反射ミラー31の上下チルト角が下側にずれて調整されている場合に、そのずれの度合いの大小に拘わらず、上側のマーク用発光表示源5aから出射された下向きの矢印のシンボルの像光のうち、第1及び第2の反射ミラー7,9による反射後に第3の反射ミラー31上に到達する光路成分を遮光せず、上側のマーク用発光表示源5aに発光表示された下向きの矢印のシンボルの虚像を、第3の反射ミラー31上で乗員が視認できるようにするように構成されている。
また、前記遮光筒11Aの遮光壁11eは、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、下側のマーク用発光表示源5bから出射された上向きの矢印のシンボルの像光のうち、第1及び第2の反射ミラー7,9による反射後に第3の反射ミラー31上に到達する光路成分を遮光して、下側のマーク用発光表示源5bに発光表示された上向きの矢印のシンボルの虚像を、第3の反射ミラー31上で乗員が全く視認できないようにするように構成されている。
かつ、遮光筒11Aの遮光壁11eは、主情報表示領域A1に発光表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の下側を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できないように、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上側にずれて調整されている場合に、そのずれの度合いの大小に拘わらず、下側のマーク用発光表示源5bから出射された上向きの矢印のシンボルの像光のうち、第1及び第2の反射ミラー7,9による反射後に第3の反射ミラー31上に到達する光路成分を遮光せず、下側のマーク用発光表示源5bに発光表示された上向きの矢印のシンボルの虚像を、第3の反射ミラー31上で乗員が視認できるようにするように構成されている。
この説明からも明らかなように、第2実施形態の車両用虚像表示装置では、請求項中の光路制限部材が、遮光筒11Aの遮光壁11d,11eによって構成されている。
そして、上側のマーク用発光表示源5aや下側のマーク用発光表示源5bの光源59a,59bは、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、不図示のオンオフスイッチがオンにされると、第1実施形態の車両用虚像表示装置におけるTFT液晶パネル51の左右両脇の白色LED53a〜53e,55a〜55dと同様に、前記主情報表示領域A1に赤外線カメラ21の撮影画像が表示されるように赤外線カメラ21からの画像信号によるTFT液晶パネル51の駆動と並行して、前記コントローラ19により点灯される。
このように構成された第2実施形態の車両用虚像表示装置において、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で、上側にずれて調整されていると、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像のうち少なくとも下側の一部を視認できなくなり、その代わりに、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の上方に、上側のマーク用発光表示源5aに発光表示された下向きの矢印のシンボルの虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認することになる。
そこで、第3の反射ミラー31上で虚像を視認する下向きの矢印のシンボルによって第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度よりも上側にずれていることを認識した乗員が、操作スイッチ13の「−」ボタン13bを操作してモータ33aを回転させ、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角を下側に調整して、第3の反射ミラー31の上下チルト角を適切な角度に調整することで、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できる赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の範囲を上側にずらして、赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を、その上下左右の全幅に亘って第3の反射ミラー31上で視認できるようにすることができる。
また、第3の反射ミラー31の上下チルト角が、乗員のアイポイントIPとの関係で、下側にずれて調整されていると、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像のうち少なくとも上側の一部を視認できなくなり、その代わりに、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の下方に、下側のマーク用発光表示源5bに発光表示された上向きの矢印のシンボルの虚像を、乗員が第3の反射ミラー31上で視認することになる。
そこで、第3の反射ミラー31上で虚像を視認する上向きの矢印のシンボルによって第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度よりも下側にずれていることを認識した乗員が、操作スイッチ13の「+」ボタン13aを操作してモータ33aを回転させ、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角を上側に調整して、第3の反射ミラー31の上下チルト角を適切な角度に調整することで、乗員が第3の反射ミラー31上で視認できる赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の範囲を下側にずらして、赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を、その上下左右の全幅に亘って第3の反射ミラー31上で視認できるようにすることができる。
そして、第2実施形態の車両用虚像表示装置では、上述したように、乗員が第3の反射ミラー31上で、主情報表示領域A1に発光表示された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像を全く視認できなくなるほど、第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切な角度から上側や下側に大きくずれても、上側のマーク用発光表示源5aに発光表示された下向きの矢印のシンボルの虚像と、下側のマーク用発光表示源5bに発光表示された上向きの矢印のシンボルの虚像とのどちらかを、乗員が第3の反射ミラー31上で必ず視認できるように構成されている。
このため、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する赤外線カメラ21の撮影画像の虚像の、第3の反射ミラー31に対するずれの方向から、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上下のどちら側にずれているのかを認識することができなくても、第3の反射ミラー31上で視認される、上側のマーク用発光表示源5aに発光表示された下向きの矢印のシンボルの虚像か、あるいは、下側のマーク用発光表示源5bに発光表示された上向きの矢印のシンボルの虚像によって、第3の反射ミラー31の上下チルト角が上下のどちら側にずれているのかを確実に認識することができる。
しかも、上述した第2実施形態の車両用虚像表示装置では、乗員が第3の反射ミラー31上で視認する、主情報表示領域A1に表示されて第1及び第2の反射ミラー7,9で反射された赤外線カメラ21の撮影画像の虚像が、上下の全幅に亘って第3の反射ミラー31の上下幅内に収まるように、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、上側のマーク用発光表示源5aから出射された下向きの矢印のシンボルの像光や、下側のマーク用発光表示源5bから出射された上向きの矢印のシンボルの像光のうち、第1及び第2の反射ミラー7,9による反射後に第3の反射ミラー31上に到達する光路成分が、遮光壁11d,11eによって遮光される構成とした。
このため、チルト角調整機構33により第3の反射ミラー31の上下チルト角が適切に調整されている場合に、上側のマーク用発光表示源5aから出射された下向きの矢印のシンボルの像光や、下側のマーク用発光表示源5bから出射された上向きの矢印のシンボルの像光が、遮光筒11の内壁における乱反射により、第1乃至第3の反射ミラー7,9,31における反射を経てアイレンジIRに到達し、上向きの矢印のシンボルや下向きの矢印のシンボルのゴースト像が乗員に視認されてしまうのを、遮光壁11d,11eによる遮光によって防止することができる。
尚、上述した第1及び第2実施形態の車両用虚像表示装置では、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、不図示のオンオフスイッチがオンにされると、上側のマーク表示領域A3及び下側のマーク表示領域A5における上向きの矢印及び下向きの矢印の発光表示や、上側のマーク用発光表示源5a及び下側のマーク用発光表示源5bにおける上向きの矢印のシンボル及び下向きの矢印のシンボルの発光表示が、コントローラ19によって行われるものとした。
しかし、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されている状態で、あるいは、第2のリミットスイッチ15のオンによりベースユニット3の起立状態が検出されていて、かつ、不図示のオンオフスイッチがオンにされている状態で、操作スイッチ13の「+」ボタン13aが操作されると、その操作が終わるまで、上側のマーク表示領域A3における上向きの矢印の発光表示や、上側のマーク用発光表示源5aにおける上向きの矢印のシンボルの発光表示が、コントローラ19によって行われ、操作スイッチ13の「−」ボタン13bが操作されると、その操作が終わるまで、下側のマーク表示領域A5における下向きの矢印の発光表示や、下側のマーク用発光表示源5bにおける下向きの矢印のシンボルの発光表示が、コントローラ19によって行われる構成としてもよい。
そして、第1実施形態の車両用虚像表示装置において、上述のように構成した場合には、TFT液晶パネル51の上側のマーク表示領域A3や下側のマーク表示領域A5に対応する、TFT液晶パネル51の左右両脇の上端の白色LED53a,55aや下端の白色LED53e,55eの点灯が、不要時に行われることがないので、TFT液晶パネル51のバックライト部分における消費電力を抑制することができ、有利である。
また、第2実施形態の車両用虚像表示装置において、上述のように構成した場合には、操作スイッチ13の「+」ボタン13aや「−」ボタン13bの操作に伴う、上側のマーク用発光表示源5a及び下側のマーク用発光表示源5bにおける上向きの矢印のシンボル及び下向きの矢印のシンボルの発光表示が、不要時に行われることがないので、上向きの矢印のシンボルや下向きの矢印のシンボルのゴースト像の発生を防止するための、遮光筒11の遮光壁11d,11eを、省略してもよい。
さらに、上述した第1及び第2実施形態の車両用虚像表示装置では、発光表示源5,5Aからの光束が、第1乃至第3の反射ミラー7,9,31での反射を経てアイレンジIRに到達するまでの間に交差しない場合について説明したが、交差する場合には、その交差の回数に応じて、必要により、TFT液晶パネル51の主情報表示領域A1に対する上側のマーク表示領域A3や下側のマーク表示領域A5の配置や、TFT液晶パネル51に対する上側のマーク用発光表示源5a及び下側のマーク用発光表示源5bの配置を、逆転させればよい。
また、上述した第1及び第2実施形態の車両用虚像表示装置では、発光表示源5,5Aからの光束を第1及び第2の反射ミラー7,9で反射させて、上下チルト角の調整が可能なベースユニット3の第3の反射ミラー31に導く構成について説明したが、本発明は、発光表示源5,5Aからの光束を直接、あるいは、1又は3以上の反射ミラーで反射させて、上下チルト角の調整が可能なベースユニット3の第3の反射ミラー31に導く構成の車両用虚像表示装置にも、同様に適用可能であることは、言うまでもない。
本発明の第1実施形態に係る車両用虚像表示装置の概略構成を示す断面図である。 図1のチルト角調整機構の概略構成を示す斜視図である。 図2のチルト角調整機構による上下チルト角の調整時に操作される操作スイッチの正面図である。 図1の発光表示源の概略構成を示す説明図である。 図1の車両用虚像表示装置の電気的概略構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る車両用虚像表示装置の概略構成を示す要部断面図である。
符号の説明
5a 上側のマーク用発光表示源(位置ずれマーク表示源)
5b 下側のマーク用発光表示源(位置ずれマーク表示源)
11A 遮光筒(光路制限部材)
11d,11e 遮光壁(光路制限部材)
13 操作スイッチ
13a 「+」ボタン(操作スイッチ)
13b 「−」ボタン(操作スイッチ)
31 第3の反射ミラー(反射ミラー)
33 チルト角調整機構
51 TFT液晶パネル(情報画像表示源、位置ずれマーク表示源)
A1 主情報表示領域(情報画像表示源)
A3 上側のマーク表示領域(位置ずれマーク表示源)
A5 下側のマーク表示領域(位置ずれマーク表示源)
IP アイポイント

Claims (4)

  1. 車両の乗員に視認させる情報画像を発光表示させる情報画像表示源と、
    前記乗員の前方に配置され該乗員のアイポイントに向けて前記情報画像表示源からの表示光を反射させる反射ミラーと、
    前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の位置が移動するように、前記反射ミラーをチルト角調整可能に支持するチルト角調整機構とを備え、
    前記チルト角調整機構による前記反射ミラーのチルト角の調整に伴う、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の移動方向における、該情報画像の虚像の全範囲を、前記反射ミラー上において視認可能とするための、該反射ミラーに対する前記乗員からの視認方向が、前記反射ミラーのチルト角に応じて定まる車両用虚像表示装置であって、
    前記情報画像表示源の周辺の箇所に配置され、当該箇所の前記情報画像表示源に対する位置ずれ方向を示すマークを発光表示する位置ずれマーク表示源をさらに備えており、
    前記位置ずれマーク表示源は、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記情報画像の虚像の、前記移動方向における外側に、前記反射ミラー上において前記乗員により視認される前記マークの虚像が配置される位置であって、かつ、前記乗員が前記移動方向における前記情報画像の虚像の全範囲を前記反射ミラー上において視認できない角度に、前記反射ミラーのチルト角が設定されている状態において、前記マークの虚像を前記反射ミラー上において前記乗員が視認できる位置に配置されている、
    ことを特徴とする車両用虚像表示装置。
  2. 前記情報画像表示源及び前記位置ずれマーク表示源は、発光表示領域毎に個別に発光表示制御可能な単一の発光表示デバイスの互いに異なる発光表示領域によって各々構成されている請求項1記載の車両用虚像表示装置。
  3. 前記マークの表示及び非表示を指示する操作スイッチをさらに備えており、前記位置ずれマーク表示源は前記操作スイッチの操作に応じて前記マークを選択的に発光表示するように構成されている請求項1又は2記載の車両用虚像表示装置。
  4. 前記位置ずれマーク表示源は前記マークを常時発光表示するように構成されており、前記位置ずれマーク表示源の周囲を覆う光路制限部材をさらに備えていて、該光路制限部材は、前記反射ミラーのチルト角が、前記乗員が前記移動方向における前記情報画像の虚像の少なくとも一部を前記反射ミラー上において視認できる角度に設定されている状態において、前記位置ずれマーク表示源から前記反射ミラーによって反射されて前記乗員のアイポイントに向かう前記マークの表示光の光束を遮るように構成されている請求項1記載の車両用虚像表示装置。
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