JP2016510422A - 車両用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明は、車両用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイに関し、前記ディスプレイは、画像生成装置（２）と、画像生成装置（２）から放出された光線（４）を反射するユニット（５）と、反射ユニット（５）に一体化された、反射ユニットを加熱する手段（３０）と、を備える。

Description

本発明は、車両用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイに関する。

このような情報表示システムが、長年にわたって航空術分野において使用され、パイロットに、その視力を調節することなく、外部の環境と、オンボード計器により提供されてコックピットのパイロットの前に表示された情報とを同時に見ることを可能としてきたとすれば、これらシステムは現在、自動車分野においてますます普及しており、かつ車両運転支援に貢献している。

本発明に係るディスプレイは、以下、自動車向けのその使用に関して説明されるが、これは勿論、当該の人物の視野内に情報の表示を有することが必要であれば、任意の他の一般的な運送分野用にすることも可能である。

通常、車両用のヘッドアップディスプレイは、投射されるべき画像の形成を可能にする、画像を生成するための装置を備える。

さらに、システムは、装置から放出されるビームを反射し、装置が送信する画像を、最後の光学素子まで向かわせ、フロントガラスの後ろで、運転者の目の視界内に位置する仮想画像の表示を可能にするミラーのアセンブリによって完成される。

車両の乗員室は、顕著な温度および湿度の（意図的またはそうでない）変化に晒され、これは、車両の窓および他の類似の表面、例えばディスプレイの反射ミラーなどに、特に曇りを形成することによる、凝結現象を起こすことが知られている。これは、いわゆる露点温度に達した際に起こる。実際に、凝結は、周囲の空気の温度が露点温度を下回った場合に、材料上に現れ、露点温度は空気相対湿度に依存する。従って、露点が通過されると、ビームにより送信された画像が、減少した品質に変質されるか、または判読不能となる程度に、ディスプレイの光学チェーンの素子（特にミラー）が部分的に曇り、運転者から情報を奪ってしまうリスクがある。

本発明の目的は、ヘッドアップディスプレイシステムに現れる凝結の問題に対する解決策を提供することである。

このために、本発明は、車両用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイに関し、前記ディスプレイは、
− 画像生成装置と、
− 画像生成装置から放出された光線を反射するアセンブリと、
− 前記反射アセンブリに組み込まれた、反射アセンブリを加熱する手段と、を含む。

換言すれば、前記反射アセンブリは、加熱アセンブリとなるように作られており、加熱アセンブリは、ディスプレイの光学チェーンの素子上にて凝結の形成を防止することを可能にする。その結果、露点に達するリスクが除去されるため、最終画面にて送信および取得される画像（表示されるべき情報を表す画像）は、鮮明、最適な品質であり、かつぼけた輪郭、あるいは画像の一部または全体の損失がない。従って、本発明のシステムは、上記凝結の問題を克服し、かつこれを、追加の構成要素なしに行うが、それは、問題を解決するための手段が設けられているのは反射手段自体だからである。

共にまたは個別に採用することができる、本発明の様々な実施形態によれば、
− 前記加熱手段は、電気式であり、
− 前記加熱手段は、抵抗器を備え、
− 前記反射アセンブリは、１つまたは複数のミラーを備え、前記加熱手段は、前記ミラーまたはそれぞれの前記ミラーに組み込まれており、
− 前記抵抗器は、１つまたは複数の前記ミラーの複数の領域に設置されており、
− 前記ディスプレイは、前記反射アセンブリ上の曇りを検出する手段を備え、
− 前記ディスプレイは、前記加熱手段を駆動する手段を備え、
− 前記駆動手段は、前記反射アセンブリ上の曇りを検出する情報を考慮に入れるように構成されており、
− 前記画像生成装置は、レーザ源を含み、
− 前記レーザ源は、１つまたは複数のレーザダイオードを備える。

本発明に係るディスプレイの概略的実施形態を、１つの添付された図１を参照して、以下に説明する。

１つの図に示した通り、本発明は、車両用のディスプレイ１、特にヘッドアップディスプレイに関する。このディスプレイは、仮想画像４０の表示を可能にする。

優先的な、しかし限定でない本発明の使用において、前記ディスプレイ１は、自動車に搭載することを意図しており、運転者視野ＦＶ内で、実質的にその目の視線Ｌ上に、車両の速度などの特定の情報、ナビゲーションシステムの複数の情報、故障、検出等を表示し、一方で、車両のダッシュボードまたはナビゲーションシステムの画面を見るために、運転者が道路から目をそらすことを防止する。

ディスプレイ１は、一般に、送信すべき情報を表す画像を投射するための光線４を出力する、画像生成装置２を備える。前記装置は、例えば、それぞれレーザビームを放出する１つまたは複数の光源が設けられた走査プロジェクタ３４を備える。これらは、例えば、レーザ源、典型的にはレーザダイオードであり、各レーザ源は、単色ビームを放出する、つまり単一色からなる。

前記装置は、典型的には、３つのソースを備えることができ、前記装置は、前記ソースのそれぞれにより個別に放出されたビームを、プーリング（pooling）を介して、組み合わせることにより、光ビームを形成するように構成される。より正確には、これらは、ソースごとに異なる色のビームを放出するソースとすることができる。色は、例えば、赤、緑または青（ＲＧＢ）である。

ソースのそれぞれの光出力は、１つまたは複数のレーザ源の電源電流を用いて独立駆動される。所与の光出力において、光ビームの色は、様々なレーザダイオード間の電力比を確定するやり方によって決定される。例えば、白色光を得るためには、光出力は、比率として、緑ダイオードに６０、青ダイオードに３０、赤ダイオードに１０、の分布に従って確定しなければならない。ソースのそれぞれの光出力を駆動して、光ビームの光出力を変調することもできる。

ソースのそれぞれにより放出されるビームは、例えば、互いに平行に配向され、組み合わせによって、共通光ビームを形成するために、同じ方向に反射される。前記装置は、この点に関して、ある範囲波長にわたって半透明である、二色性鏡または合成プレートなどの光学素子を備えており、これらは、前記ソースのそれぞれにより放出されるビームを遮断し、かつ、これらのビームを前記ビームの方向に合成する。

より一般的には、前記装置は、当該のソースの数にかかわらず、１つまたは複数の前記レーザビームから、前記光ビームを形成するように構成される。単一ソースの場合、光ビームは、使用される単一ソースにより放出されるレーザビームにより構成され、得られる画像は、次いで、前記色の階調に従って、画像を構成する点のそれぞれにて印加される光出力の様々なレベルにより構成される単色画像となる。複数のソース、典型的には上述の３つのソースの場合、次いで前記光ビームを形成する前記共通ビームは、その分解能が前記ソースの電源の駆動の細かさと一致する色のスペクトルに従って、画像を確定することを可能にする。

前記デバイスは、前記ソースの電流源を駆動する手段をさらに備えることができる。上述したように、これらは、光ビームの色を選択可能にすることができる。

前記走査プロジェクタ３４は、例えば、１つまたは複数の光源により放出される光ビームを、非限定の例として、特に６０Ｈｚに等しい周波数に従って走査を実行するために、水平および垂直に動かすことをその機能とする、走査発生器をさらに備える。走査発生器は、特に、マイクロ電子機械システムを有する走査ミラー（以下、ＭＥＭＳミラーと呼ぶ）を備え、このシステムに対して、１つまたは複数の光源により放出された光ビームが、走査ビーム３として反射される。このようなＭＥＭＳミラーは、例えば、１ｍｍ^２の直径を有する。ＭＥＭＳミラーは、前記装置の拡散画面１６の、例えば６０Ｈｚのリフレッシュレートでの走査を実行するために、２つの回転軸を中心として回転するのに適している。画像は、次いで、前記拡散器１６に形成される。あるいは、ＭＥＭＳミラーは、２つの平面および可動ミラーにより置換することができ、これらミラーの動きはリンクされている。これらミラーのうちの１つは、水平軸の走査に専用とすることができるのに対し、もう１つのミラーは、垂直軸の走査に専用とすることができる。

画像が形成される拡散器１６は、後方投射用の複雑な構造を有する、透明の投射画面とすることができる。拡散器１６は、あるいは、半透明とすることもできる。拡散器１６は、例えば、ガラス、特にエッチングされたガラス製、あるいはポリカーボネート製である。例えば、拡散画面１６は、射出瞳拡散画面（"Exit Pupil Expander"）である。これは、拡大された観察円錐を可能にする。拡散画面１６は、光ビームが通過する面にて延長し、この走査ビーム３から生じる画像は、拡散画面１６の面の平面において形成される。

この拡散画面は、走査ビーム３を受信する。これは、例えば、走査ビーム３が拡散画面１６にぶつかる瞬間に、走査ビーム３の方向に対して３０°に等しい角セクタに沿って、この走査ビーム３を散乱させるように配置される。このために、非限定の例によれば、走査ビームの散乱を生じさせる隆起を含むという意味で、拡散画面の面が粗くなっている。粗い面は、ビームが出射する面、すなわち、画像が形成される面に対応する。

代替の実施形態によれば、前記表示装置は、画面、特にＴＦＴ画面とすることができる。

光ビームの進行方向における拡散画面１６の下流側において、前記ディスプレイは、少なくとも１つの半反射プレート２０と、拡散画面１６と半反射プレート２０との間の画像の経路に挿入される反射アセンブリ５と、を備える。前記反射アセンブリ５は、この場合、前記画像４０の投射のために装置２から出力される光線４を受信するミラー６，７（例えば２つのミラー）を備える。この図において、画像の経路は、矢印によって表されており、矢印は、半反射プレート２０を通して表示される前に、反射装置５にて反射される。後者は、前記半反射プレート２０を用いて得られる仮想画面において、前記半反射プレートの後ろ、特に装備車両のフロントガラスの後ろで、画像４０の拡大および／または透明な表示を可能にする。

この透明プレートは、少なくとも２０％に等しい反射率を呈し、これは、車両がとるルートを、ユーザがプレートを通して見ることを可能にし、一方で、表示画像を見えるようにする高コントラストの恩恵を受ける。あるいは、画像は、前記ディスプレイを備えた車両のフロントガラスによって表示することができる。

このように、本発明によれば、前記ディスプレイは、前記反射アセンブリを加熱する手段３０をさらに備え、この手段は、前記反射アセンブリ５に組み込まれる。

本発明によって、反射手段の表面における周囲温度は、露点温度よりも上に維持され、これは、ディスプレイの光学チェーンを形成する要素上にて凝結の形成を防止すること、および、運転者の目の前で送信される情報の明るく鮮明な表示を得ることを可能にする。

前記加熱手段３０は、好適には、電気式である。これらは、例えば抵抗器３２である。

前記加熱手段３０、特に、前記抵抗器３２には、前記ミラーのそれぞれ、特に複数の領域に組み込むことができる。換言すれば、ミラーごとに複数の抵抗器が設けられる。

前記加熱手段３０の作動に関して、前記ディスプレイは、前記反射アセンブリ５における曇りを、直接または間接的なやり方、例えば周囲環境の温度および／または湿度の測定によって検出する手段を備えることができる。前記ディスプレイは、前記加熱手段３０を駆動する手段をさらに備える。前記駆動手段は、好適には、曇りが存在する、および／または曇りの存在するリスクがある場合、例えば前記加熱手段３０を作動させることにより、前記反射アセンブリ５上の曇りを検出する情報を考慮に入れるように構成されている。

前記ディスプレイの前記画像生成装置２は、この場合、特にその光源に対する電流の供給を駆動する手段を備える、制御手段３３を備える。前記制御手段３３は、好適には、前記加熱手段３０を駆動する前記手段をさらに作動させるように構成されている。

Claims (10)

1. 車両用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイであって、前記ディスプレイは、
   − 画像生成装置（２）と、
   − 前記画像生成装置（２）から放出された光線（４）を反射するアセンブリ（５）と、
   − 前記反射アセンブリ（５）に組み込まれた、前記反射アセンブリを加熱する手段（３０）と、を含むことを特徴とするディスプレイ。
2. 前記加熱手段（３０）は、電気式である、ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
3. 前記加熱手段（３０）は、抵抗器（３２）を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ。
4. 前記抵抗器（３２）は、複数の領域に設置されている、ことを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。
5. 前記反射アセンブリ（５）は、１つまたは複数のミラー（６，８）を備え、前記加熱手段（３０）は、前記１つのミラーまたは前記複数のミラーのそれぞれに組み込まれている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のディスプレイ。
6. 前記反射アセンブリ（５）上の曇りを検出する手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のディスプレイ。
7. 前記加熱手段（３０）を駆動する手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のディスプレイ。
8. 前記駆動手段は、前記反射アセンブリ（５）上の曇りを検出する情報を考慮に入れるように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ。
9. 前記画像生成装置（２）は、レーザ源を含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のディスプレイ。
10. 前記レーザ源は、１つまたは複数のレーザダイオードを備える、ことを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ。

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