JP2016218174A

JP2016218174A - Head-up display device

Info

Publication number: JP2016218174A
Application number: JP2015100983A
Authority: JP
Inventors: 淳平岩; Atsushi Hiraiwa
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2016-12-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head-up display device capable of giving a three-dimensional appearance to a projected virtual image.SOLUTION: A head-up display device 1 projects a virtual image V1 on a scene on the other side of a windshield 10 by projecting video issued through a screen 60 onto a combiner 70. The screen 60 is formed three-dimensionally.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関し、詳しくは、スクリーンを介して発せられる映像をコンバイナに投影することでフロントガラスの向こうの景色に虚像を映し出すヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a head-up display device, and more particularly to a head-up display device that projects a virtual image on a landscape beyond a windshield by projecting an image emitted through a screen onto a combiner.

従来、自動車のインストルメントパネルに設けられたメータ計には、車速や方向指示器（ウィンカー）が表示可能となっている。ここで、下記特許文献１には、これら車速や方向指示器の表示をフロントガラスの向こう（運転者の視線の延長線上）に虚像を映し出す技術が開示されている。これにより、運転者の視線移動を減らすことができる。したがって、わき見運転の防止を図ることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a meter meter provided on an instrument panel of an automobile can display a vehicle speed and a direction indicator (blinker). Here, the following Patent Document 1 discloses a technique for projecting a virtual image over the windshield (on the extension line of the driver's line of sight) with the display of the vehicle speed and the direction indicator. Thereby, a driver | operator's eyes | visual_axis movement can be reduced. Therefore, it is possible to prevent side-view driving.

特開２００３−６３２７５号公報JP 2003-63275 A

しかしながら、上述した従来技術では、虚像ｖは、スクリーン２６０を介して発せられるプロジェクタ２５０からの映像（実像）をコンバイナ２７０に投影することでフロントガラス２１０の向こうに映し出されている（図８参照）。このスクリーン２６０は平面状となっているため、映し出される虚像に立体感を持たせることができなかった（図９〜１０参照）。したがって、例えば、虚像ｖとしてキャラクター（例えば、猫のキャラクター）を映し出した場合、この映し出した虚像ｖも平面的なものとなるため、リアリティに欠けてしまうことがあった。 However, in the above-described prior art, the virtual image v is projected beyond the windshield 210 by projecting a video (real image) from the projector 250 emitted through the screen 260 onto the combiner 270 (see FIG. 8). . Since the screen 260 has a planar shape, the projected virtual image cannot have a three-dimensional effect (see FIGS. 9 to 10). Therefore, for example, when a character (for example, a cat character) is projected as a virtual image v, the projected virtual image v is also planar, and thus lacks reality.

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、映し出される虚像に立体感を持たせることができる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 is intended to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a head-up display device capable of giving a stereoscopic effect to a projected virtual image.

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、スクリーンを介して発せられる映像をコンバイナに投影することでフロントガラスの向こうの景色に虚像を映し出すヘッドアップディスプレイ装置であって、スクリーンは、立体的に形成されている。 The present invention is for achieving the above object, and is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a head-up display device that projects a virtual image on the scenery beyond the windshield by projecting an image emitted through the screen onto the combiner, and the screen is formed in three dimensions. Yes.

請求項１の発明によれば、例えば、スクリーンには、その意匠面側が突出する突部が形成されている。このように突部が形成されていると、映し出される虚像に立体感を持たせることができる。 According to the first aspect of the present invention, for example, the screen is formed with a protruding portion whose design surface side protrudes. If the protrusions are formed in this way, the projected virtual image can have a three-dimensional effect.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、スクリーンの位置は、スクリーンを介して発せられる映像の映像源に対して３次元的に移動可能となっている。 The invention according to claim 2 is the head-up display device according to claim 1, wherein the position of the screen is three-dimensionally movable with respect to the image source of the image emitted through the screen. It has become.

請求項２の発明によれば、映像源の固定物（例えば、ケース）に対してスクリーンの位置を３次元的に移動できる。 According to the invention of claim 2, the position of the screen can be moved three-dimensionally with respect to a fixed object (for example, a case) of the image source.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、映像源は、フォーカスフリーのレーザープロジェクタである。 The invention described in claim 3 is the head-up display device according to any one of claims 1 and 2, wherein the image source is a focus-free laser projector.

請求項３の発明によれば、レーザープロジェクタのピントの調節作業が不要となる。 According to the invention of claim 3, the adjustment work of the focus of the laser projector becomes unnecessary.

本発明の実施例１に係るヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車のフロント側の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the front side of the motor vehicle carrying the head-up display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 図１の投影ユニットの全体斜視図である。It is a whole perspective view of the projection unit of FIG. 図２の分解図である。FIG. 3 is an exploded view of FIG. 2. 本発明の実施例２に係るヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車のフロント側の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the front side of the motor vehicle carrying the head-up display apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 図４の投影ユニットの全体斜視図である。It is a whole perspective view of the projection unit of FIG. 図５の分解図である。FIG. 6 is an exploded view of FIG. 5. 図１のスクリーンの移動機構の例である。It is an example of the moving mechanism of the screen of FIG. 従来技術に係るヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車のフロント側の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the front side of the motor vehicle carrying the head-up display apparatus which concerns on a prior art. 図８の投影ユニットの全体斜視図である。It is a whole perspective view of the projection unit of FIG. 図９の分解図である。FIG. 10 is an exploded view of FIG. 9.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、図１〜３を参照して、本発明の実施例１に係るヘッドアップディスプレイ装置１を説明する。このヘッドアップディスプレイ装置１は、自動車２に搭載されており、主として、投影ユニット３０と、コンバイナ７０とから構成されている（図１参照）。以下に、これら投影ユニット３０とコンバイナ７０とを個別に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
First, with reference to FIGS. 1-3, the head-up display apparatus 1 which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. The head-up display device 1 is mounted on an automobile 2 and mainly includes a projection unit 30 and a combiner 70 (see FIG. 1). Hereinafter, the projection unit 30 and the combiner 70 will be described individually.

はじめに、投影ユニット３０から説明する。この投影ユニット３０は、開口４２を有するケース４０と、このケース４０の内部に設けられ映像源を成すレーザープロジェクタ５０と、このケース４０の開口４２を塞ぐスクリーン６０とから構成されている（図２〜３参照）。このレーザープロジェクタ５０は、例えば、フォーカスフリーのものから構成されている。また、このスクリーン６０は、例えば、透過率の低い（例えば、５〜５０％）黒の樹脂プレートから構成されている。 First, the projection unit 30 will be described. The projection unit 30 includes a case 40 having an opening 42, a laser projector 50 that is provided inside the case 40 and forms an image source, and a screen 60 that closes the opening 42 of the case 40 (FIG. 2). To 3). The laser projector 50 is composed of a focus-free projector, for example. The screen 60 is made of, for example, a black resin plate having a low transmittance (for example, 5 to 50%).

また、このスクリーン６０には、その意匠面６２側が突出する突部６０ｃが形成されている。この突部６０ｃは、図２〜３から明らかなように、キャラクター（この例では、猫のキャラクター）を成すように形成されている。この記載が、特許請求の範囲に記載の「スクリーンは、立体的に形成されている」に相当する。なお、この投影ユニット３０は、そのスクリーン６０の意匠面６２が後述するコンバイナ７０を向くように自動車２のインストルメントパネル２０や天井等（図示しない）に組み付けられている（図１参照）。 In addition, the screen 60 is formed with a protrusion 60c from which the design surface 62 side protrudes. As is apparent from FIGS. 2 to 3, the protrusion 60 c is formed to form a character (a cat character in this example). This description corresponds to “the screen is formed in three dimensions” described in the claims. The projection unit 30 is assembled to the instrument panel 20 or the ceiling (not shown) of the automobile 2 so that the design surface 62 of the screen 60 faces a combiner 70 described later (see FIG. 1).

これにより、スクリーン６０を介して発せられるレーザープロジェクタ５０からの映像を後述するコンバイナ７０に投影できる。そのため、自動車２のフロントガラス１０の向こうの景色に虚像Ｖ１（この例では、立体的な猫のキャラクター）を映し出すことができる。したがって、自動車２の運転者Ｍは、この虚像Ｖ１を見ることができる。投影ユニット３０は、このように構成されている。 Thereby, an image from the laser projector 50 emitted through the screen 60 can be projected onto the combiner 70 described later. Therefore, the virtual image V1 (in this example, a three-dimensional cat character) can be projected on the scenery beyond the windshield 10 of the automobile 2. Therefore, the driver M of the automobile 2 can see the virtual image V1. The projection unit 30 is configured in this way.

次に、コンバイナ７０を説明する。このコンバイナ７０は、３次元的に湾曲した透明の樹脂プレートから構成されている。このように３次元的に湾曲していると、自動車２のフロントガラス１０の向こうの景色に映し出す虚像Ｖ１を遠くや大きく映し出すことができる。なお、このコンバイナ７０は、フロントガラス１０の下側に台座７２を介して自動車２のインストルメントパネル２０や天井等（図示しない）に組み付けられている。これら投影ユニット３０と、コンバイナ７０とからヘッドアップディスプレイ装置１は構成されている。 Next, the combiner 70 will be described. This combiner 70 is comprised from the transparent resin plate curved in three dimensions. When curved in a three-dimensional manner as described above, the virtual image V1 projected on the scenery beyond the windshield 10 of the automobile 2 can be projected far and large. The combiner 70 is assembled to the instrument panel 20 or the ceiling (not shown) of the automobile 2 via the pedestal 72 below the windshield 10. The head-up display device 1 is composed of the projection unit 30 and the combiner 70.

本発明の実施例１に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、上述したように構成されている。この構成によれば、スクリーン６０には、その意匠面６２側が突出する突部６０ｃが形成されている。この突部６０ｃは、図２〜３から明らかなように、キャラクター（この例では、猫のキャラクター）を成すように形成されている。このように突部６０ｃが形成されていると、映し出される虚像Ｖ１に立体感を持たせることができる。 The head-up display device 1 according to the first embodiment of the present invention is configured as described above. According to this configuration, the screen 60 is formed with the protruding portion 60c from which the design surface 62 side protrudes. As is apparent from FIGS. 2 to 3, the protrusion 60 c is formed to form a character (a cat character in this example). When the protrusion 60c is formed in this way, the projected virtual image V1 can have a stereoscopic effect.

また、この構成によれば、レーザープロジェクタ５０は、例えば、フォーカスフリーのものから構成されている。そのため、レーザープロジェクタ５０のピントの調節作業が不要となる。 Further, according to this configuration, the laser projector 50 is configured, for example, from a focus-free one. This eliminates the need to adjust the focus of the laser projector 50.

（実施例２）
次に、図４〜６を参照して、本発明の実施例２に係るヘッドアップディスプレイ装置１０１を説明する。この実施例２のヘッドアップディスプレイ装置１０１は、既に説明した実施例１のヘッドアップディスプレイ装置１と比較すると、スクリーン１６０の立体的な形状を実施例１のスクリーン６０とは異なる形状で実施した形態である。なお、以下の説明にあたって、実施例１と同一な構成の部材には、図面において同一の符号を付すことで、重複する説明は省略することとする。 (Example 2)
Next, a head-up display device 101 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the head-up display device 101 according to the second embodiment, the three-dimensional shape of the screen 160 is different from the screen 60 according to the first embodiment in comparison with the head-up display device 1 according to the first embodiment. It is. In the following description, members having the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description is omitted.

この実施例２のヘッドアップディスプレイ装置１０１も、実施例１のヘッドアップディスプレイ装置１と同様に、自動車２に搭載されており、主として、投影ユニット１３０と、コンバイナ７０とから構成されている（図４参照）。 Similarly to the head-up display device 1 of the first embodiment, the head-up display device 101 of the second embodiment is mounted on the automobile 2 and mainly includes a projection unit 130 and a combiner 70 (see FIG. 4).

ここで、投影ユニット１３０を説明すると、この投影ユニット１３０は、開口１４２を有するケース１４０と、このケース１４０の内部に設けられ映像源を成すレーザープロジェクタ１５０と、このケース１４０の開口１４２を塞ぐスクリーン１６０とから構成されている（図５〜６参照）。このレーザープロジェクタ１５０は、例えば、フォーカスフリーのものから構成されている。また、このスクリーン１６０は、例えば、透過率の低い（例えば、５〜５０％）略く字状に屈曲した黒の樹脂プレートから構成されている。 Here, the projection unit 130 will be described. The projection unit 130 includes a case 140 having an opening 142, a laser projector 150 that is provided inside the case 140 and forms an image source, and a screen that blocks the opening 142 of the case 140. 160 (see FIGS. 5 to 6). The laser projector 150 is composed of a focus-free projector, for example. The screen 160 is composed of, for example, a black resin plate that has a low transmittance (for example, 5 to 50%) and is bent in a substantially square shape.

このように屈曲しているため、このスクリーン１６０は、屈曲していない鉛直部１６０ａと、屈曲した傾斜部１６０ｂとから構成されることとなる。また、このスクリーン１６０の鉛直部１６０ａには、その意匠面１６２の反対側（反意匠面側）が突出する突部１６０ｃが形成されている。この記載が、特許請求の範囲に記載の「スクリーンは、立体的に形成されている」に相当する。なお、この投影ユニット１３０は、そのスクリーン１６０の意匠面１６２がコンバイナ７０を向くように自動車２のインストルメントパネル２０に組み付けられている（図４参照）。 Since the screen 160 is bent as described above, the screen 160 includes a non-bent vertical portion 160a and a bent inclined portion 160b. Further, the vertical portion 160 a of the screen 160 is formed with a protrusion 160 c that protrudes on the opposite side (counter-design surface side) of the design surface 162. This description corresponds to “the screen is formed in three dimensions” described in the claims. In addition, this projection unit 130 is assembled | attached to the instrument panel 20 of the motor vehicle 2 so that the design surface 162 of the screen 160 may face the combiner 70 (refer FIG. 4).

これにより、スクリーン１６０を介して発せられるレーザープロジェクタ１５０からの映像を後述するコンバイナ７０に投影できる。そのため、自動車２のフロントガラス１０の向こうの景色に虚像Ｖ２を映し出すことができる。したがって、自動車２の運転者Ｍは、この虚像Ｖ２を見ることができる。投影ユニット１３０は、このように構成されている。これら投影ユニット１３０と、コンバイナ７０とからヘッドアップディスプレイ装置１０１は構成されている。 Thereby, an image from the laser projector 150 emitted through the screen 160 can be projected onto the combiner 70 described later. Therefore, it is possible to project the virtual image V2 in the scenery beyond the windshield 10 of the automobile 2. Therefore, the driver M of the automobile 2 can see the virtual image V2. The projection unit 130 is configured in this way. The head-up display device 101 includes the projection unit 130 and the combiner 70.

本発明の実施例２に係るヘッドアップディスプレイ装置１０１は、上述したように構成されている。この構成によれば、スクリーン１６０は、屈曲していない鉛直部１６０ａと、屈曲した傾斜部１６０ｂとから構成されている。また、このスクリーン１６０の鉛直部１６０ａには、その意匠面１６２の反対側（反意匠面側）が突出する突部１６０ｃが形成されている。そのため、例えば、鉛直部１６０ａを基準にすると、この鉛直部１６０ａから傾斜部１６０ｂと突部１６０ｃとに対して奥行き方向に距離長を生じさせることができる。したがって、映し出される虚像Ｖ２に立体感を持たせることができる。 The head-up display device 101 according to the second embodiment of the present invention is configured as described above. According to this structure, the screen 160 is comprised from the vertical part 160a which is not bent, and the bent inclination part 160b. Further, the vertical portion 160 a of the screen 160 is formed with a protrusion 160 c that protrudes on the opposite side (counter-design surface side) of the design surface 162. Therefore, for example, when the vertical portion 160a is used as a reference, a distance length can be generated in the depth direction from the vertical portion 160a to the inclined portion 160b and the protruding portion 160c. Therefore, it is possible to give the projected virtual image V2 a stereoscopic effect.

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。 The contents described above are only related to one embodiment of the present invention, and do not mean that the present invention is limited to the above contents.

実施例１では、映像源がレーザープロジェクタ５０である形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、映像源が携帯電話やスマートフォンの画面、ＬＣＤ、ＶＦＤ等であっても構わない。このことは、実施例２においても同様である。 In the first embodiment, the mode in which the video source is the laser projector 50 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the video source may be a screen of a mobile phone or a smartphone, an LCD, a VFD, or the like. The same applies to the second embodiment.

また、実施例１では、ケース４０の開口４２をスクリーン６０が直に塞ぐ形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ケース４０の開口４２をスクリーン６０が３次元（縦方向、幅方向、奥行き方向）移動機構Ｌを介して塞ぐ形態であっても構わない（図７参照）。この移動機構Ｌにより、虚像Ｖ１の位置や大きさの修正ができるだけでなく、キャラクターなどを自由に動かすことができる。このことは、実施例２においても同様である。 In the first embodiment, the screen 60 directly covers the opening 42 of the case 40 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the opening 42 of the case 40 may be closed by the screen 60 via a three-dimensional (vertical direction, width direction, depth direction) moving mechanism L (see FIG. 7). ). With this moving mechanism L, not only can the position and size of the virtual image V1 be corrected, but the character and the like can be moved freely. The same applies to the second embodiment.

１ヘッドアップディスプレイ装置（実施例１）
１０フロントガラス
６０スクリーン（実施例１）
７０コンバイナ
１０１ヘッドアップディスプレイ装置（実施例２）
１６０スクリーン（実施例２）
Ｖ１虚像（実施例１）
Ｖ２虚像（実施例２）

1 Head-up display device (Example 1)
10 windshield 60 screen (Example 1)
70 Combiner 101 Head-Up Display Device (Example 2)
160 screen (Example 2)
V1 virtual image (Example 1)
V2 virtual image (Example 2)

Claims

A head-up display device that projects a virtual image on a landscape beyond the windshield by projecting an image emitted through a screen onto a combiner,
The screen is a three-dimensional head-up display device.

The head-up display device according to claim 1,
A head-up display device in which the position of the screen is three-dimensionally movable with respect to the video source of the video emitted through the screen.

The head-up display device according to claim 1,
The video source is a head-up display device that is a focus-free laser projector.