JP2014028593A - Display device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用表示装置に関する。 The present invention relates to a vehicle display device.
ヘッドアップディスプレイと呼ばれる車両用表示装置が知られている。ヘッドアップディスプレイは、車外から入る光を透過すると共に、車内に配置された光学ユニットから投射された画像を反射するコンバイナと呼ばれる光学素子を用いて、車外の風景に重畳して、情報を表示する表示装置である。ヘッドアップディスプレイは、車外の景色を視認している運転者が視線や焦点をほとんど変化させることなく光学ユニットから投射された画像の情報を認識することができるため、車両用の表示装置として近年注目を集めている。 A vehicle display device called a head-up display is known. The head-up display transmits information that enters from outside the vehicle and displays information by superimposing it on the scenery outside the vehicle using an optical element called a combiner that reflects the image projected from the optical unit arranged inside the vehicle. It is a display device. A head-up display has recently been attracting attention as a display device for vehicles because a driver who is viewing the scenery outside the vehicle can recognize information on the image projected from the optical unit with almost no change in line of sight or focus. Collecting.
特許文献1は、車両のダッシュボードに搭載させるヘッドアップディスプレイにおいて、X軸ステージ、Z軸ステージ及び回転ステージを用いることにより、視認できる空間を調整することについて開示している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses that a visible space is adjusted by using an X-axis stage, a Z-axis stage, and a rotary stage in a head-up display mounted on a dashboard of a vehicle.
車両用の表示装置として、ヘッドアップディスプレイの他、速度計や燃料計など車両運行に必要な表示装置やナビゲーションシステムやAVシステムに係る表示装置が設けられることがある。これら複数の表示装置を小型化でき更に低コストで提供できることが望ましい。 In addition to a head-up display, a display device necessary for vehicle operation, such as a speedometer and a fuel meter, a display device related to a navigation system or an AV system may be provided as a display device for a vehicle. It is desirable that the plurality of display devices can be reduced in size and can be provided at a lower cost.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の表示装置の機能を兼ね備える小型な車両用表示装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the small display apparatus for vehicles which has the function of a some display apparatus.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用表示装置は、光源から射出された光を変調する画像表示素子と、画像表示素子の第1領域により変調された第1画像表示光と、画像表示素子の第1領域とは異なる第2領域により変調された第2画像表示光とを投射軸方向に投射する投射部と、投射部により投射された第1画像表示光を反射する第1スクリーンと、第1スクリーンにより反射された第1画像表示光を虚像として提示するコンバイナと、投射部により投射された第2画像表示光を映し出す第2スクリーンと、画像表示素子の第2領域に対応した位置に設けられる光路長調整板と、を備える。 In order to solve the above-described problems, a vehicle display device according to an aspect of the present invention includes an image display element that modulates light emitted from a light source, and first image display light that is modulated by a first region of the image display element. And a projection unit that projects the second image display light modulated by the second region different from the first region of the image display element in the projection axis direction, and reflects the first image display light projected by the projection unit. A first screen; a combiner that presents the first image display light reflected by the first screen as a virtual image; a second screen that displays the second image display light projected by the projection unit; and a second region of the image display element. And an optical path length adjusting plate provided at a position corresponding to.
本発明によれば、複数の表示装置の機能を兼ね備える小型な車両用表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the small display apparatus for vehicles which has the function of a some display apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Specific numerical values and the like shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
本実施形態に係る車両用表示装置として、車両のダッシュボード内部に設置して使用するヘッドアップディスプレイについて説明する。この車両用表示装置は、一つの投射部から投射される画像表示光の上半分をコンバイナを介して虚像として提示し、投射部から投射される画像表示光の下半分をスクリーンを介して実像として提示する。これにより、一つの車両用表示装置で、ヘッドアップディスプレイとしての表示機能と、通常のディスプレイとしての表示機能の二つを兼ねることができ、装置の小型化及びコスト低減を行うことができる。 As a vehicle display device according to this embodiment, a head-up display that is installed and used inside a dashboard of a vehicle will be described. This vehicle display device presents the upper half of image display light projected from one projection unit as a virtual image via a combiner, and the lower half of the image display light projected from the projection unit as a real image via a screen. Present. As a result, one display device for a vehicle can serve as both a display function as a head-up display and a display function as a normal display, and the device can be reduced in size and cost.
[実施形態に係る車両用表示装置]
図1は、本発明の実施形態に係る車両用表示装置の外観図である。運転者であるユーザは、投射された画像表示光の上半分をコンバイナ400を介して文字「A」の虚像450として認識する。ユーザは視線方向に対してコンバイナ400を見ることで、文字「A」の虚像450が、ユーザから例えば1.7m〜2.0m前方(車両前方)に表示されているかのように認識する。また、ユーザは投射された画像表示光の下半分を背面照射型スクリーン366を介して文字「B」の実像460として認識する。
[Vehicle Display Device According to Embodiment]
FIG. 1 is an external view of a vehicle display device according to an embodiment of the present invention. The user who is a driver recognizes the upper half of the projected image display light as a
なお、以後の説明において、前、後、左、右及び上、下で示される方向は、運転者であるユーザの目線を基準として、それぞれ車両の前方、後方、車両の左側方向、右側方向、車両が配置された路面に垂直で当該面から車両側の方向及びその反対方向を意味する。 In the following description, the directions indicated by front, rear, left, right and up and down are based on the user's eyes as a driver, respectively, forward, backward, left side direction, right side direction of the vehicle, It means a direction perpendicular to the road surface on which the vehicle is disposed and a direction from the surface to the vehicle side and the opposite direction.
図2は、車両用表示装置10の内部構成を示す側面図であり、図3は、図2の車両用表示装置10の上面図である。
車両用表示装置10は、投射部200と、投射部200から投射される画像表示光の上半分を反射する中間像スクリーン360と、中間像スクリーン360が反射した画像表示光を虚像450として提示するコンバイナ400と、投射部200から投射される画像表示光の下半分を実像として提示する背面照射型スクリーン366とを備える。
2 is a side view showing the internal configuration of the
The
投射部200は、投射部200が投射する画像表示光の画像信号を生成する回路基板と、回路基板が生成した画像信号により画像表示光を投射する光学ユニット210を備える。光学ユニット210には、後述する光源、画像表示素子、及び各種光学レンズなどが収納される。なお、本実施形態では画像表示素子240として反射型液晶表示パネルであるLCOS(Liquid crystal on silicon)を用いる場合を例示するが、画像表示素子240としてDMD(Digital Micromirror Device)を用いてもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路で構成するものとする。また、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等を用いたレーザ型の表示装置であってもよい。
The
中間像スクリーン360は、投射部200から投射される画像表示光の投射軸320の方向に、投射口201から離隔して設けられる。中間像スクリーン360には、投射部200から投射された画像表示光の一部分が実像として結像し、中間像スクリーン360で結像した実像に係る画像表示光は、中間像スクリーン360で反射され、ウィンドシールド610とダッシュボード620の間の空間に設けられるコンバイナ400に投射される。
The
背面照射型スクリーン366は、投射部200から投射される画像表示光の投射軸320の方向に、投射口201から離隔して設けられる。このとき、中間像スクリーン360に結像する実像よりも倍率の大きな実像を背面照射型スクリーン366に結像させるため、中間像スクリーン360と比較して、投射口201からの距離をとるように配置される。つまり、画像表示光の投射軸320の方向について、背面照射型スクリーン366は、中間像スクリーン360と比較して、投射口201からの距離が遠くなる位置となるように設けられる。
The back-
図4は、光学ユニット210の内部構成を光の経路と共に示す図である。光学ユニット210は、光源231、コリメートレンズ232、UV−IR(UltraViolet-Infrared Ray)カットフィルタ233、偏光子234、減光板250、フライアイレンズ235、反射鏡236、フィールドレンズ237、ワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ238、1/4波長板239、光路長調整板270、画像表示素子240、検光子241、投射レンズ群242、及びヒートシンク243を備える。
FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of the
光源231は白色、又は青色、緑色、及び赤色の三色の光を発する発光ダイオードからなる。光源231には発光に伴い発生する熱を放熱するためのヒートシンク243が取り付けられている。光源231が発光した光は、コリメートレンズ232によって略平行光に変えられる。UV−IRカットフィルタ233は、コリメートレンズ232を通過した平行光から紫外光及び赤外光を吸収し除去する。偏光子234は、UV−IRカットフィルタ233を通過した光を乱れのないP偏光へと変える。減光板250は、偏光子234を通過した光の強度を調整する。なお、減光板250の詳細については後述する。そして、フライアイレンズ235は、減光板250を通過した光の明るさを均一に整える。
The
反射鏡236は、フライアイレンズ235の各セルを通過した光の光路を90度変更する。反射鏡236で反射された光はフィールドレンズ237によって集光される。フィールドレンズ237が集光した光は、P偏光を透過するワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ238、1/4波長板239の順に入射する。1/4波長版239を透過した光の一部は画像表示素子240に照射され、その他の一部の光は光路長調整板270を介して、画像表示素子240に照射される。なお、光路長調整板270の詳細については後述する。
The reflecting
画像表示素子240は、画素毎に赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタを備えている。画像表示素子240に照射された光は、各画素に対応する色となり、画像表示素子240の備える液晶組成物によって変調が施され、S偏光の画像表示光となってワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ238に向けて出射される。出射されたS偏光の光はワイヤーグリッド偏光ビームスプリッタ238で反射され、光路を変えて検光子241を通過した後に投射レンズ群242へ入射される。投射レンズ群242を透過した画像表示光は、投射部200の投射口201から投射される。
The
図5は、画像表示素子240の第1領域271と第2領域272を示す図である。画像表示素子240の第1領域271は、投射部200から投射される画像表示光の一部分に相当する第1画像表示光として、光源231から射出された光を変調する。第1領域271により変調された第1画像表示光は、図2の中間像スクリーン360及びコンバイナ400を介して虚像として提示される。
FIG. 5 is a diagram showing the
一方、画像表示素子240の第2領域272は、投射部200から投射される画像表示光のうち第1画像表示光とは異なる部分に相当する第2画像表示光として、光源231から射出された光を変調する。第2領域272で変調された第2画像表示光は、図2の背面照射型スクリーン366を介して実像として提示される。
On the other hand, the
なお、画像表示素子240の第1領域271と第2領域272は、画像表示素子240の表面を仮想的に区分した領域である。したがって、入射光を変調させる画像表示素子240の各画素の物理的な構成は、第1領域271及び第2領域272の内側と外側とで同じであってよく、物理的に異なる構成をとる必要はない。
The
画像表示素子240により変調された第1画像表示光と第2画像表示光は、共通する投射レンズ群242により投射される。このとき、第1画像表示光と第2画像表示光とは、光学的に同一の経路を通るため、その実像が結像する位置は投射軸320の方向について同じ位置となる。しかし、第1画像表示光が結像する中間像スクリーン360の位置と、第2画像表示光が結像する背面照射型スクリーン366の位置は、投射軸320の方向について異なる位置としているため、一方のスクリーンに像を結像させようとすると、他方のスクリーンの像がぼやけてしまう。そこで、共通する投射レンズ群242を用いた場合においても、投射軸320の方向について異なる位置に設けられた中間像スクリーン360と背面照射型スクリーン366の双方に画像表示光を結像させるため、光路長調整板270を用いる。
The first image display light and the second image display light modulated by the
図6は、光路長調整板270と画像表示素子240の位置関係を示す図である。光路長調整板270は所定の屈折率nを有する透明材料で構成され、画像表示素子240に入射する光の光軸方向に厚さdを有する。光路長調整板270は、画像表示素子240の第2領域272を覆う一方で、第1領域271にはかからないような面積を有し、画像表示素子240の表面に近接するよう対向して設けられる。したがって、第1領域271に入射する光I11と、第1領域271で反射される光I12は、光路長調整板270を透過しない。一方、第2領域272に入射する光I21と、第2領域272で反射される光I22は光路長調整板270を透過する。これにより、第2領域272により変調される第2画像表示光の空気換算長を、第1領域271により変調される第1画像表示光に対して((1/n0)−(1/n))dだけ短くすることができる。なお、n0は空気の屈折率である。
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the optical path
光路長調整板270を透過する第2画像表示光は、投射レンズ群242に入射するまでの空気換算長が第1画像表示光と比較して短くなるため、共通する投射レンズ群242を用いたとしても、投射口201と結像位置との距離が第1画像表示光に対して長くなる。光路長調整板270に用いる透明材料の屈折率nや厚さdの値を、投射レンズ群242の倍率や、中間像スクリーン360と背面照射型スクリーン366の位置関係により適切な値に設定することにより、第1画像表示光と第2画像表示光をそれぞれ異なる位置に結像させることができる。これにより、投射軸320の方向に異なる位置に設けられた中間像スクリーン360と背面照射型スクリーン366に対し、共通する投射レンズ群242を用いてそれぞれ鮮明な画像表示光を結像させることができる。
The second image display light transmitted through the optical path
図4に戻り、減光板250について説明する。減光板250は、透明領域252と減光領域254を有し、図示しない駆動機構によりX方向に移動させることができる。減光板250をX方向に移動させることで、光源231から射出された光が透過する領域を、透明領域252と減光領域254の間で切り替える。図4は、光源231から射出された光が透明領域252を透過する位置に減光板250が配置される状態を示しており、このとき、光源231から射出された光は減光板250により減光されない。一方、減光板250を図4のX方向に移動させ、光源231から射出された光が減光領域254を透過する配置に切り替えた場合、その光は減光板250により減光される。
Returning to FIG. 4, the
図7は、光軸方向から見た減光板250の外観図である。減光領域254は、入射した光を減光させる減光部256と、減光させない透明部258とが交互に設けられている。減光部256は、入射した光の強度を所定の割合で減衰させるND(Neutral Density)フィルタ等により構成される。
FIG. 7 is an external view of the dimming
図8は、減光板250とフライアイレンズ235の位置関係を示す側面図である。図8は、光源231から射出された光が減光領域254を透過する配置を示している。減光板250の減光領域254は、一組の減光部256と透明部258とが、フライアイレンズ235のひとつのセルに対応するよう、減光部256及び透明部258が設けられる。また、減光板250は、フライアイレンズ235の各セルの上半分が減光部256に対応し、下半分が透明部258に対応する位置となるように、フライアイレンズ235の表面に近接するよう対向して設けられる。
FIG. 8 is a side view showing the positional relationship between the light reducing
図8の構成により、フライアイレンズ235の各セルの上半分の領域に入射する光I13は、減光領域254の減光部256により減光されてフライアイレンズ235に入射し、光I14として出射される。一方、フライアイレンズ235の各セル下半分の領域に入射する光I23は、減光領域254の透明部258を透過するため減光されずにフライアイレンズ235に入射し、光I24として出射される。その後、減光された光I14は、図4のフィールドレンズ237を介して画像表示素子240の第1領域271に入射し、減光されない光I24は、画像表示素子240の第2領域272に入射する。同様に、フライアイレンズ235の他のセルに入射する光も上半分が減光され、下半分は減光されない。このため、第2領域272に入射する光に対して、第1領域271に入射する光の強度を小さくすることができる。その結果、第2領域272により変調され投射される第2画像表示光に対して、第1領域271により変調され投射される第1画像表示光の照度を低くすることができる。これにより、画像表示素子240の階調比を変えることなく投射される第1画像表示光の照度調整を行うことができ、画像表示素子240を利用して照度調整をした場合と比べて、高階調の第1画像表示光を投射することができる。
With the configuration of FIG. 8, the light I 13 incident on the upper half region of each cell of the fly-
図9は、制御部1000の構成を示すブロック図である。制御部1000は、画像生成部1100と、画像表示部1200とを備え、車両用表示装置10が提示する表示画像に関する制御を行う。制御部1000は、投射部200に設けられる回路基板により実現される機能ブロックとして説明する。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the
以下、本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者に理解されるところである。 Hereinafter, each block shown in the block diagram of the present specification can be realized in hardware by an element such as a CPU of a computer or a mechanical device, and in software by a computer program or the like. Then, the functional block realized by those cooperation is drawn. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
画像生成部1100は、ナビゲーションシステムやスマートフォン等の外部機器1600から出力される画像信号を受信し、車両用表示装置10が提示する表示画像の画像信号を生成する。また、画像生成部1100は、リモコン等の操作機器1400からの操作信号や、車載センサ群1500からの車両情報を取得し、生成する画像信号を制御する。
The
画像表示部1200は、画像生成部1100から出力される画像信号や制御信号を受信し、光学ユニット210が有する光源、画像表示素子、減光板を移動させる駆動機構などを駆動する。また、画像表示部1200は、投射部200に設けられる光学ユニットセンサ群1300からの検知情報を取得し、投射部200に投射させる画像表示光を制御する。
The
画像生成部1100は、外部機器1600からの入力信号などを用いて画像生成する画像処理部1140と、ユーザからの操作を受け付ける操作受付部1170と、車載センサ群1500からの車両情報を取得する情報取得部1180と、画像処理部1140の処理を制御する画像制御部1110と、を有する。
The
情報取得部1180は、車載センサ群1500から車両情報を取得し、取得した車両情報を画像制御部1110に送信する。車載センサ群1500から取得する車両情報の具体例としては、車速情報、舵角情報、GPS信号、パーキングブレーキの状態情報、燃料情報などである。
The
操作受付部1170は、リモコン等の操作機器1400からの操作信号を受け付けし、受け付けた信号を画像制御部1110に送信する。なお、ユーザが操作入力する機器として、制御部1000に図示しない操作ボタンが設けられ、この操作ボタンからの操作信号を受信してもよい。
The
画像制御部1110は、操作受付部1170や情報取得部1180から取得した信号をもとに、画像処理部1140及び画像表示部1200に制御信号を送信する。例えば、操作受付部1170がユーザからの入力操作を受け付けた場合、画像制御部1110は、画像処理部1140に対し、ユーザからの入力操作の内容に応じた画像信号の生成を指示する。また、画像制御部1110は、ユーザからの入力操作に応じ、画像表示部1200に照度、色彩、コントラストの調整を指示する。
The
図10は、画像処理部1140の機能構成を示すブロック図である。画像処理部1140は、第1画像生成部1150と、第2画像生成部1152と、画像合成部1154とを有する。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
第1画像生成部1150は、第1画像表示光としてコンバイナ400に投射される画像の画像信号を生成する。図11は、第1画像表示光として投射される第1画像710を示す図である。第1画像表示光として投射される画像は、車外の風景に重畳される画像であるため、第1画像生成部1150は、ユーザが認識しやすく、シンプルで高コントラストな第1画像710の画像信号を生成する。第1画像生成部1150は、生成した画像信号を、画像合成部1154に送信する。
The first
なお、第1画像生成部1150は、ナビゲーションシステムなどの外部機器1600から取得した画像信号をもとにして、第1画像表示光の画像信号を生成してもよい。また、画像制御部1110の指示に基づき、オンスクリーンディスプレイと呼ばれる操作画像の画像信号を生成してもよい。
Note that the first
第2画像生成部1152は、第2画像表示光として背面照射型スクリーン366に投射される画像の画像信号を生成する。図12は、第2画像表示光として投射される第2画像720を示す図である。第2画像表示光として投射される画像は、例えば、速度計や燃料計などの車両運行に必要な車両情報を示す画像であり、第2画像生成部1152は、情報取得部1180が車載センサ群1500から取得した情報をもとに、各種車両情報を示す第2画像720の画像信号を生成する。第2画像生成部1152は、生成した画像信号を画像合成部1154に送信する。
The second
画像合成部1154は、第1画像生成部1150が生成した画像信号と、第2画像生成部1152が生成した画像信号を取得し、両者を合成した合成画像の画像信号を生成する。図13は、画像合成部1154が合成する合成画像730を示す図である。合成画像730は、第1画像生成部1150が生成した第1画像710が上半分に位置し、第2画像生成部1152が生成した第2画像720が下半分に位置するように配置される。このような配置の合成画像を合成することで、図5に示す画像表示素子240の第1領域271により変調される第1画像表示光を第1画像710に対応させ、画像表示素子240の第2領域272により変調される第2画像表示光が第2画像720に対応させることができる。なお、第1画像710と第2画像720の間には、図5に示す第1領域271と第2領域272との間隙に対応して所定の間隙が設けられてもよい。画像合成部1154は、生成した合成画像の画像信号を、画像表示部1200に送信する。
The
図9に戻り、画像表示部1200は、光学ユニット210に含まれる素子を駆動する駆動部1270と、画像生成部1100から取得した画像信号を調整する表示調整部1240と、それらを制御する表示制御部1210とを備える。
Returning to FIG. 9, the
表示調整部1240は、表示制御部1210からの指示に基づき、画像処理部1140から画像信号を取得し、取得した画像信号の画像の明るさ調整をする。表示調整部1240は、明るさ調整した画像信号をもとに、駆動部1270に制御信号を送信する。
The
表示制御部1210は、画像生成部1100から取得した指示や、光学ユニットセンサ群1300から取得した情報に基づき、表示調整部1240及び駆動部1270を制御する。光学ユニットセンサ群1300には、コンバイナ400の周辺の明るさを検知する照度センサ1310や、光源231の温度を検知する温度センサ1350が含まれる。
The
例えば、表示制御部1210は、照度センサ1310が検知した照度に基づき、表示調整部1240に対して明るさ調整の指示を行う。晴天の日中で外光の照度が高い場合、ユーザの視認性を上げるため、表示調整部1240に対し、投射部200が投射する画像表示光の明るさを上げるように指示する。
For example, the
駆動部1270は、表示制御部1210及び表示調整部1240から取得した制御信号をもとに、光学ユニット210に含まれる光源231、画像表示素子240及び減光板250を移動させるための駆動機構を駆動させる。
The
駆動部1270は、図13に示す合成画像730の画像信号を表示調整部1240から取得し、その画像信号を用いて画像表示素子240を駆動する。このとき、図13の合成画像730は、画像表示素子240の第1領域271に対応する位置に第1画像710が配置され、画像表示素子240の第2領域272に対応する位置に第2画像720が配置されている。そのため、駆動部1270は、画像表示素子240の第1領域271により第1画像710に対応する第1画像表示光を変調させ、画像表示素子240の第2領域272により第2画像720に対応する第2画像表示光を変調させるよう画像表示素子240を駆動する。
The
また、駆動部1270は、表示制御部1210からの明るさ調整の指示に基づき、光源の出力を調整したり、画像表示素子240への制御信号を調整したりする。さらに、雨天時や夜間で外光の照度が低い場合はユーザが第1画像表示光を眩しく感じないよう、図4の減光板250を移動させる駆動機構を駆動させ、第1画像表示光に対応する光を減光させる。これにより、第2画像表示光の照度と比較して、第1画像表示光の照度を低下させることができる。
Further, the
以上の構成を有することにより、車両用表示装置10は、投射部200から投射される第1画像表示光によりヘッドアップディスプレイとして図11に示す第1画像710を提示するとともに、投射部200から投射される第2画像表示光により通常のディスプレイとして図12に示す第2画像を提示できる。第1画像表示光と第2画像表示光とは、同じ光学ユニット210を共通利用しているため、それぞれ別の表示装置を設ける場合と比べて、大幅に装置の小型化及びコスト低減をすることができる。
By having the above configuration, the
[変形例に係る車両表示装置]
次に、変形例に係る車両表示装置について述べる。変形例に係る車両表示装置は、図4に示した光学ユニット210の代わりに光学ユニット212を備える。その他の構成は共通するため、異なる点を中心に述べる。
[Vehicle Display Device According to Modification]
Next, a vehicle display device according to a modification will be described. The vehicle display device according to the modification includes an
図14は、変形例に係る車両用表示装置の光学ユニット212の内部構成を示す図である。光学ユニット212は、光源231の代わりに、レーザ光源230(R、G、B)が設けられている。レーザ光源230(R、G、B)は、例えば、半導体レーザダイオードであり、それぞれ、赤色、緑色、青色のレーザ光を射出する。レーザ光源230(R、G、B)には、それぞれ放熱のためのヒートシンク243が設けられる。レーザ光源230(R、G、B)から射出されたレーザ光は、それぞれダイクロイックミラー229により反射されて光路を変え、同一の光軸を有する白色レーザ光としてコリメートレンズ232に入射される。
FIG. 14 is a diagram showing an internal configuration of the
なお、光学ユニット212は、波長板239と画像表示素子240の間に図4で示した光路長調整板が設けられていない。レーザ光源は点光源に近い光源であるため、レーザ光源230から射出された光はF値の大きな光として画像表示素子240に入射させることができる。画像表示素子240により変調され、投射レンズ群242を介して投射される画像表示光は、F値が大きく、被写界深度の深い像として結像する。そのため、図4に示した光路長調整板270を用いなくても、投射口からの投射軸320の方向の距離が異なる中間像スクリーン360と背面照射型スクリーン366に、それぞれ第1画像表示光と第2画像表示光を結像させることができる。なお、中間像スクリーン360と背面照射型スクリーン366の投射軸320の方向の位置が大きく異なり、画像表示光の被写界深度の範囲に収まらない場合には、図4と同様に光路長調整板270を設けることで、結像位置の調整を行っても良い。
In the
上述の実施形態においては、第2画像表示光として速度計や燃料計などの車両運行に必要な車両情報を示す画像が背面照射型スクリーン366に投射される場合を説明したが、その画像はこれに限られない。その他、ナビゲーションシステムやAVシステムの表示のために第2画像表示光を用いてもよい。その場合、背面照射型スクリーン366は、運転者から見てハンドルの前方の位置ではなく、ダッシュボードの中央に位置させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where an image indicating vehicle information necessary for vehicle operation such as a speedometer and a fuel gauge is projected onto the back-illuminated
また、上述の実施形態においては、投射部200をダッシュボード内部に設ける場合について説明を行ったが、投射部200の設置場所はこれに限られない。例えば、投射部200をルームミラーに取り付け、ルームミラー横の運転席側の位置に設けられるコンバイナに第1画像表示光を投射させてもよい。この場合、第2画像表示光を投射する背面照射型スクリーンをルームミラー横の助手席側の位置に設け、助手席や後部座席に座る同乗者に画像を提示する表示装置として用いてもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the case where the
10 車両用表示装置、 200 投射部、 201 投射口、 230 レーザ光源、 231 光源、 240 画像表示素子、 250 減光板、 270 光路長調整板、 271 第1領域、 272 第2領域、 360 中間像スクリーン、 366 背面照射型スクリーン、 400 コンバイナ、 450 虚像、 710 第1画像、 720 第2画像。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記画像表示素子の第1領域により変調された第1画像表示光と、前記画像表示素子の前記第1領域とは異なる第2領域により変調された第2画像表示光とを投射軸方向に投射する投射部と、
前記第1画像表示光を反射する第1スクリーンと、
前記第1スクリーンにより反射された前記第1画像表示光を虚像として提示するコンバイナと、
前記第2画像表示光を実像として結像させる第2スクリーンと、
前記画像表示素子の前記第2領域に対応した位置に設けられる光路長調整板と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。 An image display element that modulates light emitted from the light source;
The first image display light modulated by the first area of the image display element and the second image display light modulated by a second area different from the first area of the image display element are projected in the projection axis direction. A projection unit to perform,
A first screen that reflects the first image display light;
A combiner for presenting the first image display light reflected by the first screen as a virtual image;
A second screen that forms the second image display light as a real image;
An optical path length adjusting plate provided at a position corresponding to the second region of the image display element;
A vehicle display device comprising:
前記画像表示素子の第1領域により変調された第1画像表示光と、前記画像表示素子の前記第1領域と異なる第2領域により変調された第2画像表示光とを投射軸方向に投射する投射部と、
前記第1画像表示光を反射する第1スクリーンと、
前記第1スクリーンにより反射された前記第1画像表示光を虚像として提示するコンバイナと、
前記第2画像表示光を実像として結像させる第2スクリーンと、
前記光源と前記画像表示素子との間に前記第1領域にて変調される光の強度を調整する減光板と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。 An image display element that modulates light emitted from the laser light source;
The first image display light modulated by the first region of the image display element and the second image display light modulated by a second region different from the first region of the image display element are projected in the projection axis direction. A projection unit;
A first screen that reflects the first image display light;
A combiner for presenting the first image display light reflected by the first screen as a virtual image;
A second screen that forms the second image display light as a real image;
A dimming plate for adjusting the intensity of light modulated in the first region between the light source and the image display element;
A vehicle display device comprising:
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