JP2008203441A - Head-up display device for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head-up display device for a vehicle, which secures the sufficient moving amount of a display position and an excellent display with an inexpensive and simple configuration. <P>SOLUTION: In the head-up display device for the vehicle which is configured so that the display image of a display unit 1 is reflected to a front windshield and a driver 6 can view the virtual image 7 of the reflected display image, in such a state that the virtual image 7 is placed on a background as a field of front vision, the display image of the display unit 1 is reflected and displayed on the front windshield 3 through a first mirror M1 and a second mirror M2, and the first mirror M1 and the second mirror M2 are moved on a locus for maintaining an optical path length from the display unit 1 to the front windshield 3, to make the display position of the virtual image 7 movable. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a vehicle head-up display device.

従来、フロントウインドシールドの前方下方のインストルメントパネルに表示器を設けると共に、この表示器の表示像をフロントウインドシールド（またはコンバイナ）に直接反射した表示像の虚像を前方視界である背景と重ねた状態で運転者に見せるようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
また、フロントウインドシールドに反射させた表示位置を車両旋回方向に移動させて運転者の視野有効エリア内に移動可能にしたものもある（特許文献２参照）。
特開２００６−２６４４１０号公報 特開２００１−３０１４８６号公報 Conventionally, an indicator is provided on the instrument panel below the front windshield, and a virtual image of the display image obtained by directly reflecting the display image of the indicator on the front windshield (or combiner) is superimposed on the background that is the front view. A technique of a vehicle head-up display device that is shown to a driver in a state is known (see Patent Document 1).
Some display positions reflected on the front windshield are moved in the vehicle turning direction so as to be movable within the driver's visual field effective area (see Patent Document 2).
JP 2006-264410 A JP 2001-301486 A

しかしながら、従来の発明にあっては、表示器の画面上で表示像を移動させることにより表示位置を移動させていたため、その移動量は画面サイズによって制限されてしまい、十分な移動量を確保できないという問題点があった。
そこで、画面サイズを大きくして小さな表示像を移動させることが考えられるが、この場合、表示に使用されない画面エリアが大幅に増えて無駄となる上、表示器の大型化とコストアップを招くという問題点があった。 However, in the conventional invention, since the display position is moved by moving the display image on the screen of the display device, the amount of movement is limited by the screen size, and a sufficient amount of movement cannot be secured. There was a problem.
Therefore, it is conceivable to move the small display image by increasing the screen size, but in this case, the screen area not used for display is greatly increased and wasted, and the display is increased in size and cost. There was a problem.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、安価且つ簡便な構成でもって表示位置の十分な移動量と良好な表示を実現できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle head-up display that can realize a sufficient amount of movement of the display position and good display with an inexpensive and simple configuration. Is to provide a device.

本発明の請求項１記載の発明では、表示器の表示像をフロントウインドシールドに反射させると共に、この反射した表示像の虚像を前方視界である背景と重ねた状態で運転者に見えるようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、前記表示器の表示像を複数のミラーを介してフロントウインドシールドに反射させて表示し、前記複数のミラーを表示器からフロントウインドシールドまでの光路長を維持する軌跡上で移動させることにより、前記虚像の表示位置を移動可能にしたことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the display image of the display device is reflected on the front windshield, and the virtual image of the reflected display image is made visible to the driver in a state of being superimposed on the background as the front view. In a vehicle head-up display device, a display image of the display device is reflected on a front windshield through a plurality of mirrors and displayed, and the plurality of mirrors maintain a path length from the display device to the front windshield. The display position of the virtual image can be moved by moving it upward.

本発明の請求項１記載の発明にあっては、表示器の表示像をフロントウインドシールドに反射させると共に、この反射した表示像の虚像を前方視界である背景と重ねた状態で運転者に見えるようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、前記表示器の表示像を複数のミラーを介してフロントウインドシールドに反射させて表示し、前記複数のミラーを表示器からフロントウインドシールドまでの光路長を維持する軌跡上で移動させることにより、前記虚像の表示位置を移動可能にしたため、安価且つ簡便な構成でもって表示位置の十分な移動量と良好な表示を実現できる。   In the first aspect of the present invention, the display image of the display device is reflected on the front windshield, and the virtual image of the reflected display image is visible to the driver in a state of being overlapped with the background that is the front field of view. In the vehicle head-up display device thus configured, the display image of the display device is reflected and displayed on the front windshield through a plurality of mirrors, and the optical path length from the display device to the front windshield is displayed on the plurality of mirrors. Since the display position of the virtual image can be moved by moving on the locus to be maintained, a sufficient amount of movement of the display position and good display can be realized with an inexpensive and simple configuration.

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置を示す図、図２〜５は作用を説明する図である。 Example 1 will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle head-up display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS.

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、表示器１と、それぞれ平板状の第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２と、制御部２が備えられ、これらは全て車両のフロントウインドシールド３の前方下方に配置されたインストルメントパネル４（図２（ｂ）参照）に設けられている。 First, the overall configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the head-up display device for a vehicle according to the first embodiment includes a display 1, a flat plate-like first mirror M1 and a second mirror M2, and a control unit 2, all of which are provided. It is provided in the instrument panel 4 (refer FIG.2 (b)) arrange | positioned in the front downward direction of the front windshield 3 of a vehicle.

表示器１は、その上面に設けられたＬＣＤ５の表示像をその下面側に設けられた図示を省略する光源を用いて第１ミラーＭ１へ投影するものである。
なお、表示器１のＬＣＤ５は、制御部２に格納されるＶＲＡＭの画像データの設定に応じた画像を多数のドット表示により表示するようになっている。 The display 1 projects the display image of the LCD 5 provided on the upper surface thereof onto the first mirror M1 using a light source (not shown) provided on the lower surface side.
Note that the LCD 5 of the display 1 displays an image corresponding to the setting of the VRAM image data stored in the control unit 2 by a large number of dot displays.

また、第２ミラーＭ２は、第１ミラーＭ１によって投影された表示像をフロントウインドシールド３の反射点へ反射させ、これによって、運転者６にフロントウインドシールド３に反射された表示像の虚像７を前方視界である背景と重ねた状態で見せるようになっている。
なお、フロントウインドシールド３の反射点にハーフミラーで構成される別体のコンバイナを設けても良い。 In addition, the second mirror M2 reflects the display image projected by the first mirror M1 to the reflection point of the front windshield 3, thereby causing the driver 6 to display a virtual image 7 of the display image reflected by the front windshield 3. Can be seen overlaid on the background that is the front view.
A separate combiner composed of a half mirror may be provided at the reflection point of the front windshield 3.

さらに、両ミラーM1,M2は図示を省略する駆動手段により後述する軌跡に従って移動可能に設けられている。   Furthermore, both mirrors M1 and M2 are provided so as to be able to move according to a trajectory to be described later by driving means (not shown).

制御部２は、表示器１の表示像の出力を制御する他、車両情報として少なくともカーナビゲーション装置による車両位置及び車両方向、操舵角センサによるステアリング８（図２（ｂ）参照）の操作状態等が入力され、この車両情報に基づいて駆動手段に両ミラーM1,M2の移動の命令を行うようになっている。   The control unit 2 controls the output of the display image of the display 1, and at least the vehicle position and vehicle direction by the car navigation device as the vehicle information, the operation state of the steering 8 (see FIG. 2B) by the steering angle sensor, etc. Is input, and the drive means is instructed to move both mirrors M1, M2 based on this vehicle information.

次に、作用を説明する。
このように構成された車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、制御部２が車両情報から車両が直進中と判断した場合には、図２（ａ）に示すように、第１ミラーＭ１を表示器１のＬＣＤ５に対して傾斜した状態（本実施例１ではα＝４５°）で配置する一方、第２ミラーＭ２を第１ミラーＭ１と同じ傾斜角度で図中右側に離間して配置する。 Next, the operation will be described.
In the vehicle head-up display device configured as described above, when the control unit 2 determines from the vehicle information that the vehicle is traveling straight, the first mirror M1 is displayed on the display 1 as shown in FIG. The second mirror M2 is disposed at a right angle in the drawing at the same inclination angle as that of the first mirror M1, while being disposed in an inclined state with respect to the LCD 5 (α = 45 ° in the first embodiment).

これにより、表示器１の表示像は、第１ミラーＭ１、第２ミラーＭ２の順番に一点鎖線で示す光路を経てフロントウインドシールド３の反射点に反射し、この結果、図２（ｂ）に示すように、運転者６にフロントウインドシールド３に反射した表示像の虚像７を前方視界である背景と重ねた状態で見せる。   Thereby, the display image of the display device 1 is reflected on the reflection point of the front windshield 3 through the optical path indicated by the alternate long and short dash line in the order of the first mirror M1 and the second mirror M2, and as a result, as shown in FIG. As shown, the virtual image 7 of the display image reflected on the front windshield 3 is shown to the driver 6 in a state where it is overlapped with the background which is the front field of view.

また、この際、虚像７の表示位置を運転者６の有効視野エリア９内の下方中央に表示させることで、運転者６は運転を妨げることなく様々な情報を確実に視認することができるようになっている。
なお、表示位置は有効視野エリア９内であればその位置は任意である。 At this time, the display position of the virtual image 7 is displayed at the lower center in the effective visual field area 9 of the driver 6 so that the driver 6 can surely view various information without disturbing the driving. It has become.
The display position is arbitrary as long as it is within the effective visual field area 9.

また、制御部２が車両情報から車両が左側に旋回中と判断した場合には、両ミラーM1,M2を図３（ａ）に示す位置へ移動させることにより、フロントウインドシールド３に反射した表示像の表示位置を左側に移動させ、この結果、図３（ｂ）に示すように、車両が左側に旋回している際における運転者６の有効視野エリア９内に常に虚像７の表示位置を移動させて表示できるようになっている。
この際、両ミラーM1,M2は移動前における表示器１からフロントウインドシールド３までの光路長、詳細には表示器１のＬＣＤ５からフロントウインドシールド３の反射点までの光路長を維持する軌跡上（図３（ａ）の二点鎖線で図示）、即ち、表示器１の中央部と両端部を用いて説明するとＡ１＋Ａ２＋Ａ３（図２（ａ）参照）＝Ａ４＋Ａ５＋Ａ６、Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３（図２（ａ）参照）＝Ｂ４＋Ｂ５＋Ｂ６、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３（図２（ａ）参照）＝Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６が常に維持される軌跡上を移動し、これによって、虚像７に奥行きの歪みが生じるのを防止でき、運転者６に見栄えの良い良好な表示をできるようになっている。 When the control unit 2 determines from the vehicle information that the vehicle is turning to the left side, the display reflected on the front windshield 3 by moving both mirrors M1 and M2 to the position shown in FIG. The display position of the image is moved to the left side. As a result, as shown in FIG. 3B, the display position of the virtual image 7 is always within the effective visual field area 9 of the driver 6 when the vehicle is turning to the left side. It can be moved and displayed.
At this time, both mirrors M1 and M2 are on a trajectory that maintains the optical path length from the display 1 to the front windshield 3 before the movement, more specifically, the optical path length from the LCD 5 of the display 1 to the reflection point of the front windshield 3. (Indicated by the two-dot chain line in FIG. 3A), that is, using the center and both ends of the display 1, A1 + A2 + A3 (see FIG. 2A) = A4 + A5 + A6, B1 + B2 + B3 (see FIG. 2A) ) = B4 + B5 + B6, C1 + C2 + C3 (refer to FIG. 2 (a)) = C4 + C5 + C6 is moved on a trajectory that is always maintained, thereby preventing the virtual image 7 from being distorted in depth and good for the driver 6 Display is possible.

一方、制御部２が車両情報から右側に旋回中と判断した場合には、両ミラーM1,M2を図４（ａ）に示す位置へ移動させることにより、フロントウインドシールド３に反射した表示像の表示位置を右側に移動させ、この結果、図４（ｂ）に示すように、車両が右側に旋回している際における運転者６の有効視野エリア９内に常に虚像７の表示位置を移動させて表示できるようになっている。
この際、両ミラーM1,M2は移動前における表示器１からフロントウインドシールド３までの光路長、詳細には表示器１のＬＣＤ５からフロントウインドシールド３の反射点までの光路長を維持する軌跡上（図４（ａ）の二点鎖線で図示）、即ち、表示器１の中央部と両端部を用いて説明するとＡ１＋Ａ２＋Ａ３（図２（ａ）参照）＝Ａ７＋Ａ８＋Ａ９、Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３（図２（ａ）参照）＝Ｂ７＋Ｂ８＋Ｂ９、Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３（図２（ａ）参照）＝Ｃ７＋Ｃ８＋Ｃ９が常に維持される軌跡上を移動し、これによって、虚像７に奥行きの歪みが生じるのを防止でき、運転者６に見栄えの良い良好な表示をできるようになっている。 On the other hand, when the control unit 2 determines from the vehicle information that the vehicle is turning to the right, the mirror M1, M2 is moved to the position shown in FIG. The display position is moved to the right side. As a result, as shown in FIG. 4B, the display position of the virtual image 7 is always moved within the effective visual field area 9 of the driver 6 when the vehicle is turning to the right side. Can be displayed.
At this time, both mirrors M1 and M2 are on a trajectory that maintains the optical path length from the display 1 to the front windshield 3 before the movement, more specifically, the optical path length from the LCD 5 of the display 1 to the reflection point of the front windshield 3. (Indicated by the alternate long and two short dashes line in FIG. 4A), that is, using the center and both ends of the display 1, A1 + A2 + A3 (see FIG. 2A) = A7 + A8 + A9, B1 + B2 + B3 (see FIG. 2A) ) = B7 + B8 + B9, C1 + C2 + C3 (refer to FIG. 2 (a)) = C7 + C8 + C9 moves on a trajectory that is always maintained, thereby preventing the virtual image 7 from being distorted in depth and good for the driver 6 Display is possible.

即ち、本実施例１では、図５に示すように、表示器１からフロントウインドシールド３までの光路長を維持する軌跡上（二点鎖線で図示）で両ミラーM1,M2を移動させることとなり、これによって、虚像７の奥行きに歪みが生じるのを防止しつつ、虚像７を移動させることができ、運転者６に様々な情報を良好に伝達することができる。   That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, both mirrors M1 and M2 are moved on a locus (indicated by a two-dot chain line) that maintains the optical path length from the display 1 to the front windshield 3. Thus, the virtual image 7 can be moved while preventing the depth of the virtual image 7 from being distorted, and various information can be transmitted to the driver 6 satisfactorily.

また、両ミラーM1,M2を移動させるという安価且つ簡便な方法でもって虚像７の表示位置を移動できる上、その移動量を十分に確保できる。   In addition, the display position of the virtual image 7 can be moved by an inexpensive and simple method of moving both mirrors M1 and M2, and a sufficient amount of movement can be secured.

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、表示器１の表示像をフロントウインドシールドに反射させると共に、この反射した表示像の虚像７を前方視界である背景と重ねた状態で運転者６に見えるようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、表示器１の表示像を第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２を介してフロントウインドシールド３に反射させて表示し、第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２を表示器１からフロントウインドシールド３までの光路長を維持する軌跡上で移動させることにより、虚像７の表示位置を移動可能にしたため、安価且つ簡便な構成でもって表示位置の十分な移動量と良好な表示を実現できる。 Next, the effect will be described.
As described above, in the vehicle head-up display device according to the first embodiment, the display image of the display device 1 is reflected by the front windshield, and the virtual image 7 of the reflected display image is reflected in the front view. In a vehicle head-up display device that is visible to the driver 6 in a state of being overlapped with a certain background, the display image of the display 1 is reflected to the front windshield 3 via the first mirror M1 and the second mirror M2. Since the display position of the virtual image 7 can be moved by moving the first mirror M1 and the second mirror M2 on the trajectory that maintains the optical path length from the display 1 to the front windshield 3, it is inexpensive and simple. With a simple configuration, a sufficient amount of movement of the display position and good display can be realized.

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、表示器１の表示像の内容、表示のタイミング、移動のタイミング、移動方向、移動量、及び移動速度等は適宜設定できる。
同様に、ミラーの設置数や形状、駆動手段の構成も適宜設定でき、例えば、駆動手段のミラーの移動方法としてはミラーの一部をその移動軌跡に合致する摺動溝に摺動させながらアクチュエータ等を用いて移動させる。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, the contents of the display image of the display 1, the display timing, the movement timing, the movement direction, the movement amount, the movement speed, and the like can be set as appropriate.
Similarly, the number and shape of mirrors and the configuration of the driving means can be set as appropriate. For example, as a method of moving the mirror of the driving means, the actuator is operated by sliding a part of the mirror in a sliding groove that matches the movement locus. Move using etc.

また、第２ミラーＭ２とフロントウインドシールド３との間に凹凸鏡を介在させて虚像６の更なる遠方、拡大表示を行えるようにしても良い。   Further, a concave / convex mirror may be interposed between the second mirror M2 and the front windshield 3 so that the virtual image 6 can be displayed farther and enlarged.

本発明の実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置を示す図である。It is a figure which shows the head-up display apparatus for vehicles of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of Example 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｍ１ 第１ミラー
Ｍ２ 第２ミラー
１ 表示器
２ 制御部
３ フロントウインドシールド
４ インストルメントパネル
５ ＬＣＤ
６ 運転者
７ 虚像
８ ステアリング
９ 有効視野エリア M1 1st mirror M2 2nd mirror 1 Display 2 Control part 3 Front windshield 4 Instrument panel 5 LCD
6 Driver 7 Virtual image 8 Steering 9 Effective visual field area

Claims (1)

表示器の表示像をフロントウインドシールドに反射させると共に、この反射した表示像の虚像を前方視界である背景と重ねた状態で運転者に見せるようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示器の表示像を複数のミラーを介してフロントウインドシールドに反射させて表示し、
前記複数のミラーを表示器からフロントウインドシールドまでの光路長を維持する軌跡上で移動させることにより、前記虚像の表示位置を移動可能にしたことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 In the vehicle head-up display device that reflects the display image of the display device to the front windshield and shows the virtual image of the reflected display image to the driver in a state of being superimposed on the background that is the front view,
The display image of the display is reflected and displayed on the front windshield through a plurality of mirrors,
A head-up display device for a vehicle, wherein the display position of the virtual image can be moved by moving the plurality of mirrors on a trajectory that maintains the optical path length from the display to the front windshield.
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