JP2017003836A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
外光の入射による表示器の不具合が生じる場合であっても、表示を極力維持することを可能とする。
【解決手段】
ヘッドアップディスプレイ装置１００において、液晶パネル１１ａの状態を推定可能な状態情報を取得する状態情報取得部をさらに備え、制御部３１ａは、前記状態情報取得部が取得した前記状態情報に基づいて液晶パネル１１ａに黒化現象が生じていると判断される場合に、表示器１１を制御し、液晶パネル１１ａの表示領域における表示画像Ｍの表示位置を通常時よりも周辺方向に移動させる第１の処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、車両の運転者が運転中に視線をほとんど動かさずに車両情報（速度、走行距離等）を認識できるようにするため、ウインドシールドなどの前方に車両情報を表示させるヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）装置が提案されている。ＨＵＤ装置は、例えば透過型の液晶パネルを有する表示器を備え、表示器が出射する表示画像を表す表示光をウインドシールドなどの透過反射部に投影することで風景と重ねて表示画像の虚像を運転者に視認させる。このようなＨＵＤ装置では、外光（主に、太陽光）が表示器に入射することで、液晶パネルの温度が上昇し、液晶パネル内の液晶に黒化現象が生じて表示不能となり、表示器に不具合が生じる場合があった。また近年、ＨＵＤ装置は、車両前方の風景の特定対象物（前方車両や白線など）に重ねて虚像を表示させる、いわゆる拡張現実（Augmented Reality；ＡＲ）表示を実現するべく、広画角化及び遠方表示化が進んでおり、一方でＨＵＤ装置の体積を抑制する必要もあることから光学倍率（表示／表示器）が高くなっており、外光が表示器に集光しやすく外光による液晶パネルの温度上昇のリスクが大きくなっている。

このような問題に対し、例えば、引用文献１には、外光のうちＨＵＤ装置の光学系を構成する透過反射部材を透過した特定の波長帯域の光の強度を検出し、強度が所定の閾値を超えた場合に、バックライトの光の輝度を低下させるか、バックライトを消灯させる方法が開示されている。また、引用文献２には、所定領域からの外光の明るさを検出し、外光の明るさを検出した照度データが所定値以上になったときに、表示光を投影部材（透過反射部）に投影する反射ミラーを外光が表示器に反射されない角度位置に回動させる方法が開示されている。

特開２０１３−２２８４４２号公報 特開２００５−３３１６２４号公報

引用文献１、２に開示される方法は、いずれも外光の照度が所定の閾値以上となった場合に、液晶パネルの温度上昇を抑制する処理を実行するものである。しかしながら、液晶パネルの温度は外光の他にも光源からの照明光などの影響を受けるため、閾値に一定の余裕を設ける必要があった。すなわち、実際には液晶パネルの温度が液晶に黒化現象が生じる等の温度に達していない場合にも、液晶パネルの温度上昇を抑制する処理が実行されることがあった。引用文献１、２に開示される液晶パネルの温度上昇を抑制する処理はいずれも表示の視認性が低下する、あるいは表示されなくなるものであるため、表示を極力維持するという点で更なる改善の余地があった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、外光の入射による表示器の不具合が生じる場合であっても、表示を極力維持することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、前記課題を解決するため、液晶パネルと前記液晶パネルに背後から照明光を照射する光源とを有し、前記照明光によって前記液晶パネルに表示画像を透過表示し、前記液晶パネルから前記表示画像を示す表示光を出射する表示器と、
前記表示光を視認者の前方に配置される透過反射部に向けて反射する反射部材と、
前記表示器を駆動制御する制御部と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記液晶パネルの状態を推定可能な状態情報を取得する状態情報取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記状態情報取得部が取得した前記状態情報に基づいて前記液晶パネルに黒化現象が生じていると判断される場合に、前記表示器を制御し、前記液晶パネルの表示領域における前記表示画像の表示位置を通常時よりも周辺方向に移動させる第１の処理を実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、外光の入射による表示器の不具合が生じる場合であっても、表示を極力維持することが可能となる。

本発明の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の概略的な構成を示す図である。 同上実施形態の液晶パネルを示す図である。 同上実施形態の不具合回避処理のフロー図である。 同上実施形態の液晶パネルの表示例を示す図である。 同上実施形態における凹面鏡の角度調整の様子を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明のヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと記載）装置の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるＨＵＤ装置１００の概略的な構成を示す図である。図１に示すように、ＨＵＤ装置１００は、例えば自動車に搭載されるものであり、表示器１１と、平面鏡１２と、凹面鏡１３（反射部材の一例）と、アクチュエータ１４（外光照射回避部、角度調整部の一例）と、筐体１５と、撮像部２１と、制御部３１と、から構成されている。ＨＵＤ装置１００は、表示器１１が表示領域ＤＰに表示した表示画像Ｍを表す表示光Ｌを、平面鏡１２と凹面鏡１３とで反射させ、ＨＵＤ装置１００が搭載される車両１のウインドシールド（透過反射部の一例）１ａに照射することで、ユーザに虚像Ｖを視認させることができる。なお、アイボックス２は、ユーザが虚像Ｖを視認可能な視点範囲を示している。ＨＵＤ装置１００がこのように表示する内容は、例えば、車速などの各種車両情報、経路を指示するナビゲーション情報等である。

表示器１１は、例えば透過型であり、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネル１１ａと、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなり液晶パネル１１ａに照明光ＢＬを出射する光源１１ｂと、を備える液晶表示器であり、照明光ＢＬによって液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰに表示画像Ｍを透過表示する。ＨＵＤ装置１００は、通常、表示器１１の表示領域ＤＰの全体をリレー光学系（平面鏡１２，凹面鏡１３）により反射することで、ユーザの前景に表示領域ＤＰに対応した仮想的な表示面を生成する。表示器１１が表示領域ＤＰに表示画像Ｍを表示することで、仮想的な表示面上に表示画像Ｍに基づく虚像Ｖが表示される。

平面鏡１２は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、表示器１１が出射した表示画像Ｍの表示光Ｌを、凹面鏡１３に向けて反射させるものである。

凹面鏡１３は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、平面鏡１２で反射した表示光Ｌをさらに反射させ、ウインドシールド１ａに向けて出射する。なお、凹面鏡１３は、拡大鏡としての機能を有し、表示器１１に表示された表示画像Ｍを拡大してウインドシールド１ａ側へ反射する。すなわち、ユーザが視認する虚像Ｖは、表示器１１の表示領域ＤＰに表示された表示画像Ｍが拡大された像である。

アクチュエータ１４は、モータ（図示しない）と、モータの動力を凹面鏡１３に伝達する歯車などの動力伝達部材（図示しない）と、これらモータと動力伝達部材及び凹面鏡１３を支持する支持基体と、を備え、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるものである。アクチュエータ１４は、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるための動力を発生させるものであり、例えばステッピングモータからなる。アクチュエータ１４は、後述する制御部３１の制御の下で凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させる。アクチュエータ１４は、凹面鏡１３を回転させることで凹面鏡１３の角度を調整し、アイボックス２の位置を調整したり、後述するように外光ＳＬが凹面鏡１３によって表示器１１に向かうように反射されない角度に調整したりすることが可能である。

筐体１５は、例えば黒色の遮光性合成樹脂から形成される上ケース１５１と、下ケース１５２とから構成され、これら上ケース１５１と下ケース１５２を係合することで、平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１４、及び撮像部２１を内部に収納し、外部に表示器１１、及び制御部３１が実装された制御基板が取り付けられる。
上ケース１５１は、ウインドシールド１ａに対向する部分に、表示光Ｌを通過させる開口部１５１ａを有し、この開口部１５１ａは、透光性カバー１５１ｂに覆われている。また、上ケース１５１は、開口部１５１ａの平面鏡１２に近接する箇所に遮光壁１５１ｃを有し、開口部１５１ａ（透光性カバー１５１ｂ）から入射する外光ＳＬが平面鏡１２側または表示器１１側へ進行することを防止する。
下ケース１５２は、筐体１５の内部に収納する平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１４、撮像部２１及び外部に取り付ける表示器１１、制御基板を係合する係合部（図示しない）をそれぞれ有し、各部材をそれぞれ位置決め固定する。また、下ケース１５２は、表示器１１が表示する表示画像Ｍが平面鏡１２に臨むように開口した表示口１５２ａを有する。筐体１５内は、表示光Ｌが通過する光路が設けられているが、これらの光路は、ＨＵＤ装置１００のサイズを小さく抑えるため、および筐体１５内に侵入してくる外光ＳＬの量を抑えるために、極力小さくすることが望ましい。

撮像部２１は、カメラなどからなり、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰのうち少なくとも第１の領域ＤＰ１と第２の領域ＤＰ２とを常時撮像し、その撮像パターン（撮像画像）を制御部３１に送信する。図２に示すように、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰは、表示画像Ｍが常時表示されない第１の領域ＤＰ１と、第１の領域ＤＰ１の周囲に位置し表示画像Ｍが表示される第２の領域ＤＰ２と、第２の領域ＤＰ２の周囲に位置する第３の領域ＤＰ３と、を有する。本実施形態においては、第１の領域ＤＰ１は、常に黒表示の状態であるものとする。また、液晶パネル１１ａは中央部で温度が上昇しやすく、液晶の黒化現象も中央部から発生して周辺部に向かって拡大する傾向にあるため、第１の領域ＤＰ１は表示領域ＤＰの中央に設けられることが望ましい。撮像部２１は、その撮像範囲２３１が第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２を含むように設置される。本実施形態では、撮像部２１の撮像範囲２３１は第２の領域ＤＰ２と略一致しており、第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２が常時撮像される。

図１の制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部３１ａとを含むマイコン、グラフィックディスプレイコントローラー（ＧＤＣ）、インターフェース等から構成され、制御基板に実装される。制御部３１は、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）やナビゲーション装置等の外部装置（図示しない）からＣＡＮ（Controller Area Network）等のバス（図示しない）を介して伝送される車速やエンジン回転数等の車両情報やナビゲーション情報などの各種情報を取得し、これに応じて表示器１１の液晶パネル１１ａの透過不透過を制御し、また、光源１１ｂの発光を制御して、表示画像Ｍを透過表示する。また、制御部３１は、撮像部２１と接続され、液晶パネル１１ａの状態を推定可能な状態情報として撮像パターン（撮像画像）を取得し、これに応じて表示器１１の液晶パネル１１ａの透過不透過を制御し、及び、アクチュエータ１４を制御して、温度上昇による表示器１１の不具合を回避する『不具合回避処理』を実行する。すなわち、制御部３１は、本発明の状態情報取得部としての機能を有する。なお、ＨＵＤ装置１００が実行する『不具合回避処理』については後で詳述する。記憶部３１ａは、制御部３１が各種演算を実行するためのプログラム、基準パターン（基準画像）、閾値データなどを格納する。

以上が、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００の構成である。次に、図３を用いて、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００が実行する『不具合回避処理』について説明する。

図３は、本実施形態における『不具合回避処理』のフロー図である。『不具合回避処理』は、車両１のイグニッションスイッチがオンされる等によって、制御部３１に電源が投入されることで開始される。

まず、図３のステップＳ１において、制御部３１は、撮像部２１から表示領域ＤＰの第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２を撮像した撮像パターン（撮像画像）を取得し、また、予め記憶部３１ａに記憶される第１の基準パターン（第１の基準画像）を読み出す。なお、撮像に際して、制御部３１は光源１１ｂを制御して照明光ＢＬを所定の輝度で出力させるものとする。ここで、第１の基準パターンとは、液晶パネル１１ａに黒化現象などの異常が生じていない場合の第１の領域ＤＰを示す撮像パターンであって、例えばＨＵＤ装置１００の製造時に撮像部２１が第１の領域ＤＰを撮像した画像パターンを第１の基準パターンとして記憶部３１ａに予め記憶しておく。

次にステップＳ２において、制御部３１は、公知の画像解析などによってステップＳ１で取得した撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分の明度を取得し、撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分の明度と読み出した第１の基準パターンの明度との明度差が予め記憶部３１ａに記憶される閾値Ｘ以上であるかを判定する。液晶パネル１１ａの液晶に実際に黒化現象が生じると、黒化現象が生じた個所では黒化現象が生じていない通常時よりも光の透過率が低下し、撮像パターンの明度が低くなる（暗くなる）。したがって、撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分と第１の基準パターンとの明度差が予め記憶部３１ａに記憶される閾値Ｘ以上であると判定される場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に実際に黒化現象が生じていると推定されるため、制御部３１は、ステップＳ３に移行する。また、撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分と第１の基準パターンとの明度差が閾値Ｘ未満であると判定される場合（ステップＳ２でＮｏ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に実際には黒化現象が生じていないと推定されるため、制御部３１は、ステップＳ１２に移行する。なお、閾値Ｘは、液晶の黒化現象を精度良く判定するべく、例えば光源１１ｂが最大輝度である場合の第１の領域ＤＰ１の明度と光源１１ｂが最小輝度である場合の第１の領域ＤＰ１の明度との差よりも大きい値が設定される。

ステップＳ３において、制御部３１は、通常時は第２の領域ＤＰ２に表示される表示画像Ｍの位置が第３の領域ＤＰ３であるかを判定する。制御部３１はステップＳ５に移行する。表示画像Ｍの位置が第３の領域ＤＰ３でないと判定される場合（ステップＳ３でＮｏ）、表示画像Ｍの移動が実行されていないと判断されるため、制御部３１はステップＳ４に移行する。表示画像Ｍの位置が第３の領域ＤＰ３であると判定される場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、既に表示画像Ｍの位置を通常時の第２の領域ＤＰ２から第３の領域ＤＰ３に移動して表示している状態であると判断されるため（第２の領域ＤＰ２が黒表示状態であると判断されるため）、制御部３１はステップＳ５に移行する。

ステップＳ４において、制御部３１は、通常時は第２の領域ＤＰ２に表示される表示画像Ｍの位置をより周辺方向の第３の領域ＤＰ３に変更する。図４（ａ）は、通常時の表示画像Ｍが第２の領域ＤＰ２に表示される状態を示しており、表示画像Ｍとして車速及び走行距離が第２の領域ＤＰ２に表示されている。なお、図４において、ハッチングで示した、第１の領域ＤＰ１を含む表示領域ＤＰの表示画像Ｍ以外の背景部分は黒表示であるものとする。「第２の領域ＤＰ２に表示される」とは表示画像Ｍの一部が第２の領域ＤＰ２に表示される場合（例えば第２の領域ＤＰ２と第３の領域ＤＰ３とに跨って表示される場合）も含む。図４（ｂ）は、ステップＳ４において表示画像Ｍの位置を第３の領域ＤＰ３に変更した状態を示しており、表示画像Ｍである車速及び走行距離が第３の領域ＤＰ３に（周辺方向に）移動して表示されている。ステップＳ４の実行後、制御部３１は、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ５において、制御部３１は、撮像部２１から表示領域ＤＰの第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２を撮像した撮像パターンを取得し、また、予め記憶部３１ａに記憶される第２の基準パターン（第２の基準画像）を読み出す。ここで、第２の基準パターンとは、液晶パネル１１ａに異常が発生しておらず、また、表示画像Ｍが表示されていない場合の第１の領域ＤＰ及び第２の領域ＤＰ２を示す撮像パターンであって、例えばＨＵＤ装置１００の製造時に撮像部２１が表示画像Ｍが表示されていない第１の領域ＤＰ及び第２の領域ＤＰ２を撮像した画像パターンを第２の基準パターンとして記憶部３１ａに予め記憶しておく。

次にステップＳ６において、制御部３１は、公知の画像解析などによってステップＳ４で取得した撮像パターンの明度を取得し、撮像パターンのうち撮像パターンの明度と読み出した第２の基準パターンの明度との明度差が予め記憶部３１ａに記憶される閾値Ｘ以上である領域が所定の大きさであるかを判定する。具体的には、例えば撮像パターンに設定される座標のうち、その明度と第２の基準パターンの対応する座標の明度との差が閾値Ｘ以上である座標から明度差が生じている領域を特定し、その大きさを算出する。撮像パターンのうち第１の基準パターンとの明度差が閾値Ｘ以上である領域が所定の大きさ以上であると判定される場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、液晶パネル１１ａの黒化現象が第３の領域ＤＰ３付近まで拡大していると推定されるため、制御部３１は、ステップＳ７に移行する。また、撮像パターンのうち第２の基準パターンとの明度差が閾値Ｘ以上である領域が所定の大きさ未満であると判定される場合（ステップＳ６でＮｏ）、液晶パネル１１ａの黒化現象は第３の領域ＤＰ３付近までは拡大していないと推定されるため、制御部３１は、ステップＳ１３に移行する。なお、所定の大きさは、第２の領域ＤＰ２の大きさを参酌して任意の大きさが設定される。

ステップＳ７において、制御部３１は、表示器１１を制御し、表示領域ＤＰの第３の領域ＤＰ３に表示を停止する旨を報知する所定の報知画像を所定時間表示させる。報知画像の一例として、「表示器高温のため、表示を停止します」との文字を表示する。報知画像の表示時間は任意に設定される。

次にステップＳ８において、制御部３１は、表示器１１を制御し、表示を停止させる。具体的には、液晶パネル１１ａに表示画像Ｍを表示させず、光源１１ｂの発光を停止させる。光源１１ｂからの照明光ＢＬも液晶パネル１１ａの温度を上昇させる要因であるため、光源１１ｂの発光を停止することで液晶パネル１１ａの温度上昇が抑制される。

次にステップＳ９において、制御部３１は、凹面鏡１３の現在の角度を記憶部３１ａに記憶し、その後、アクチュエータ１４を制御し、外光ＳＬが表示器１１に照射されるのを回避する第２の処理を実行する。具体的には、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、図５に示すように、凹面鏡１３を外光ＳＬが凹面鏡１３によって平面鏡１２を介して表示器１１（液晶パネル１１ａ）に向かうように反射されない角度（以下、非表示角度という）に調整する処理を実行する。これにより、外光ＳＬが液晶パネル１１ａに照射されなくなるため、液晶パネル１１ａの温度が下降すると考えられる。液晶の黒化現象は、短時間であれば液晶パネル１１ａの温度低下とともに改善される。一方で、凹面鏡１３が前記非表示角度である場合は、凹面鏡１３が表示光Ｌをウインドシールド１ａに向けて反射しなくなるため、虚像Ｖを表示することができなくなる（非表示状態となる）。ステップＳ９実行後、制御部３１は所定時間経過した後にステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０において、制御部３１は、撮像部２１から表示領域ＤＰの第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２を撮像した撮像パターンを取得し、また、予め記憶部３１ａに記憶される第１の基準パターンを読み出す。撮像の際、制御部３１は、光源１１ｂを制御して照明光ＢＬを所定の輝度で出力させる。

次にステップＳ１１において、制御部３１は、公知の画像解析などによってステップＳ１０で取得した撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分の明度を取得し、撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分の明度と読み出した第１の基準パターンの明度との明度差が予め記憶部３１ａに記憶される閾値Ｘ以上であるかを判定する。撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分と第１の基準パターンとの明度差が予め記憶部３１ａに記憶される閾値Ｘ以上であると判定される場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に発生した黒化現象が改善していないと推定されるため、制御部３１は、ステップＳ１０に戻って再度撮像パターンの取得を行う。また、撮像パターンのうち第１の領域ＤＰ１を示す部分と第１の基準パターンとの明度差が閾値Ｘ未満であると判定される場合（ステップＳ１１でＮｏ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に生じた黒化現象が改善したと推定されるため、制御部３１は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２において、制御部３１は、表示画像Ｍの位置を通常時の第２の領域ＤＰ２とする（図４（ａ）参照）。ステップＳ１２の実行後は、制御部３１はステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３を、表示光Ｌがウインドシールド１ａに向けて反射され虚像Ｖを表示可能な角度（以下、表示角度という）に調整する第３の処理を実行する。ステップＳ１３を実行した後、制御部３１は、ステップＳ１２に移行する。なお、表示角度は、記憶部３１ａに予め記憶される初期値やユーザが任意に調整してまたはステップＳ９で記憶部３１ａに記憶される角度である。

ステップＳ１４において、制御部３１は、表示器１１を制御し、ステップＳ４あるいはステップＳ１２で決定した表示位置に基づいて表示領域ＤＰに所定の表示画像Ｍを表示させる。

制御部３１は、以上の処理を車両１のイグニッションスイッチがオフされるなどにより電源が遮断されるまで繰り返し実行する。電源が遮断される際、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３を前記非表示角度に調整することが望ましい。車両１の停止時に外光ＳＬが表示器１１に照射されて不具合が生じることを防止するためである。以上の処理により、ＨＵＤ装置１００は、撮像パターンから実際に液晶パネル１１ａの中央領域である第１の領域ＤＰ１に黒化現象が生じていると判定すると、まず、前記第１の処理によって表示画像Ｍの位置をまだ黒化現象が生じていない周辺方向に移動させて虚像Ｖの表示を維持する。そして、黒化現象が生じている領域が周辺方向に拡大していると判定すると、前記第２の処理によって表示器１１への外光ＳＬの照射を回避して液晶パネル１１ａの温度上昇を抑制し、黒化現象の改善を図る。そして、前記第２の処理後に液晶パネル１１ａの黒化現象が改善したと判定されると、前記第３の処理によって表示器１１への外光ＳＬの照射回避を解除し、再び虚像Ｖを表示させる。

以上のように、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、液晶パネル１１ａと液晶パネル１１ａに背後から照明光ＢＬを照射する光源１１ｂとを有し、照明光ＢＬによって液晶パネル１１ａに表示画像Ｍを透過表示し、液晶パネル１１ａから表示画像Ｍを示す表示光Ｌを出射する表示器１１と、表示光Ｌを視認者（ユーザ）の前方に配置されるウインドシールド１ａに向けて反射する凹面鏡１３と、表示器１１を駆動制御する制御部３１と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、液晶パネル１１ａの状態を推定可能な状態情報（撮像パターン）を取得する状態情報取得部（制御部３１）をさらに備え、制御部３１は、前記状態情報取得部が取得した前記状態情報に基づいて液晶パネル１１ａに黒化現象が生じていると判断される場合に、表示器１１を制御し、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰにおける表示画像Ｍの表示位置を通常時よりも周辺方向に移動させる第１の処理を実行する。
また、表示領域ＤＰは、表示画像Ｍが常に表示されない第１の領域ＤＰ１と、第１の領域ＤＰ１の周囲に位置する第２の領域ＤＰ２と、第２の領域ＤＰ２の周囲に位置する第３の領域ＤＰ３と、を含み、表示領域ＤＰのうち少なくとも第１の領域ＤＰ１を撮像する撮像部２１と、液晶パネル１１ａに異常が発生していない第１の領域ＤＰ１を示す第１の基準画像（第１の基準パターン）を記憶する記憶部３１ａと、をさらに備え、前記状態情報取得部は、前記状態情報として撮像部２１が撮像した撮像画像を取得し、制御部３１は、前記状態情報取得部が取得した前記撮像画像と、記憶部３１ａに記憶される前記第１の基準画像とを比較し、前記撮像画像のうち第１の領域ＤＰ１を示す部分と前記第１の基準画像との明度差が所定の閾値Ｘ以上であると判断される場合に液晶パネル１１ａに黒化現象が生じていると判断し、表示器１１ａを制御し、前記第１の処理として通常時に第２の領域ＤＰ２に表示される表示画像Ｍを前記第３の領域に移動させる。

これにより、ＨＵＤ装置１００は、液晶パネル１１ａに黒化現象が生じていると判断される場合に、まず黒化現象が生じにくい周辺方向に表示を移動させる前記第１の処理を実行することから、外光ＳＬの入射による表示器１１の不具合が生じる場合であっても、虚像Ｖの表示を極力維持することができる。

また、ＨＵＤ装置１００において、表示器１１への外光ＳＬの照射を回避する外光照射回避部（アクチュエータ１４）をさらに備え、制御部３１は、前記第１の処理の実行後に、前記状態情報に基づいて液晶パネル１１ａにおいて黒化現象が生じている領域が所定の大きさ以上となったと判断される場合に、前記外光照射回避部を制御し、外光ＳＬが表示器１１に照射されるのを回避する第２の処理を実行する。
また、撮像部２１は、第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２の少なくとも一部を撮像し、記憶部３１ａは、液晶パネル１１ａに異常が発生しておらず、表示画像Ｍが表示されない第１の領域ＤＰ１及び第２の領域ＤＰ２の少なくとも一部を示す第２の基準画像（第２の基準パターン）を記憶し、制御部３１は、前記第１の処理の実行後に、撮像部２１が撮像した前記撮像画像と、記憶部３１ａに記憶される前記第２の基準画像とを比較し、前記撮像画像のうち前記第２の基準画像との明度差が閾値Ｘ以上である領域が所定の大きさ以上となったと判断される場合に液晶パネル１１ａにおいて黒化現象が生じている領域が前記大きさ以上となったと判断し、前記第２の処理を実行する。
また、ＨＵＤ装置１００は、前記外光照射回避部として凹面鏡１３の角度を調整するアクチュエータ１４を備え、制御部３１は、前記第２の処理としてアクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３を外光ＳＬが表示器１１に向かうように反射されない角度に調整する。

これによれば、液晶パネル１１ａにおいて黒化現象が生じている領域が拡大した場合に、液晶パネル１１ａの温度上昇抑制を図る前記第２の処理を実行することによって、黒化現象の改善を促し表示器１１の不具合を回避することができる。

また、ＨＵＤ装置１００において、制御部３１は、前記第２の処理を実行する際に、表示器１１を制御し、表示画像Ｍの表示停止を報知する報知情報を表示させる。
これによれば、表示停止をユーザが事前に把握でき、表示停止による違和感を軽減することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更（構成要素の削除を含む）が可能であることは勿論である。本実施形態においては、制御部３１は、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰの状態を推定可能な状態情報として、撮像部２１が第１の領域ＤＰ及び第２の領域ＤＰ２を撮像した撮像パターンを取得するものであったがこれに限られない。この他に、制御部３１は、筐体１５内に設置される温度センサからの表示器１１の周囲温度を示す温度情報及び／あるいは筐体１５の開口部１５１ａ付近に設置される照度センサからの筐体１５に向かう外光ＳＬの照度を示す照度情報を液晶パネル１１ａの状態を推定可能な状態情報として取得し、温度情報及び／あるいは照度情報により液晶パネル１１ａに黒化現象が生じているかを判断し、また、液晶パネル１１に黒化現象が生じている領域が所定の大きさ以上であるかを判断してもよい。具体的には、例えば制御部３１は、前記温度情報に基づいて液晶パネル１１ａの温度値を推定し、前記照度情報から外光ＳＬによる温度上昇値を推定し、推定した前記温度値に前記温度上昇値を加算して液晶パネル１１ａの予測温度値を算出し、前記予測温度値が所定の第１の閾値以上となった場合に液晶パネル１１ａ（の第１の領域ＤＰ１）に黒化現象が生じていると判断し、第１の閾値より大きい第２の閾値以上となった場合に液晶パネル１１ａにおいて黒化現象が生じている領域が所定の大きさ以上となったと判断する。
また、本実施形態においては、外光照射回避部として凹面鏡１３の角度を調整するアクチュエータ１４を備えたが、本発明の外光照射回避部として遮光性のシャッタ（遮光部材）の位置を移動や伸長などによって制御するアクチュエータ（位置調整部）を備えてもよい。この場合、制御部３１は、第２の処理として、シャッタを表示器１１に向かう外光ＳＬを遮る位置（例えば表示器１１から筐体１５の開口部１５ａに到る表示光Ｌの光路上）に調整する処理を実行する。また、本実施形態においては、アクチュエータ１４は反射部材として凹面鏡１３の角度を調整したが、平面鏡１２の角度を調整するものであってもよい。

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に好適である。

１ 車両
１ａ ウインドシールド（透過反射部）
２ アイボックス
１１ 表示器
１１ａ 液晶パネル
１１ｂ 光源
１２ 平面鏡
１３ 凹面鏡（反射部材）
１４ アクチュエータ（外光照射回避部、角度調整部）
１５ 筐体
２１ 撮像部
３１ 制御部
３１ａ 記憶部
１００ ヘッドアップディスプレイ装置
ＤＰ 表示領域
ＤＰ１ 第１の領域
ＤＰ２ 第２の領域
ＤＰ３ 第３の領域
ＢＬ 照明光
Ｌ 表示光
Ｍ 表示画像
Ｖ 虚像

Claims (7)

1. 液晶パネルと前記液晶パネルに背後から照明光を照射する光源とを有し、前記照明光によって前記液晶パネルに表示画像を透過表示し、前記液晶パネルから前記表示画像を示す表示光を出射する表示器と、
   前記表示光を視認者の前方に配置される透過反射部に向けて反射する反射部材と、
   前記表示器を駆動制御する制御部と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記液晶パネルの状態を推定可能な状態情報を取得する状態情報取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記状態情報取得部が取得した前記状態情報に基づいて前記液晶パネルに黒化現象が生じていると判断される場合に、前記表示器を制御し、前記液晶パネルの表示領域における前記表示画像の表示位置を通常時よりも周辺方向に移動させる第１の処理を実行する、ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示器への前記外光の照射を回避する外光照射回避部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の処理の実行後に、前記状態情報に基づいて前記液晶パネルにおいて黒化現象が生じている領域が所定の大きさ以上となったと判断される場合に、前記外光照射回避部を制御し、前記外光が前記表示器に照射されるのを回避する第２の処理を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置
3. 前記表示領域は、前記表示画像が常に表示されない第１の領域と、前記第１の領域の周囲に位置する第２の領域と、前記第２の領域の周囲に位置する第３の領域と、を含み、
   前記表示領域のうち少なくとも前記第１の領域を撮像する撮像部と、
   前記液晶パネルに異常が発生していない前記第１の領域を示す第１の基準画像を記憶する記憶部と、をさらに備え、
   前記状態情報取得部は、前記状態情報として前記撮像部が撮像した撮像画像を取得し、
   前記制御部は、前記状態情報取得部が取得した前記撮像画像と、前記記憶部に記憶される前記第１の基準画像とを比較し、前記撮像画像のうち前記第１の領域を示す部分と前記第１の基準画像との明度差が所定の閾値以上であると判断される場合に前記液晶パネルに黒化現象が生じていると判断し、前記表示器を制御し、前記第１の処理として通常時に前記第２の領域に表示される前記表示画像を前記第３の領域に移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記表示器への前記外光の照射を回避する外光照射回避部をさらに備え、
   前記撮像部は、前記第１の領域及び前記第２の領域の少なくとも一部を撮像し、
   前記記憶部は、前記液晶パネルに異常が発生しておらず、前記表示画像が表示されない前記第１の領域及び前記第２の領域の少なくとも一部を示す第２の基準画像を記憶し、
   前記制御部は、前記第１の処理の実行後に、前記撮像部が撮像した前記撮像画像と、前記記憶部に記憶される前記第２の基準画像とを比較し、前記撮像画像のうち前記第２の基準画像との明度差が前記閾値以上である領域が所定の大きさ以上となったと判断される場合に前記液晶パネルにおいて黒化現象が生じている領域が前記大きさ以上となったと判断し、前記外光照射回避部を制御し、前記外光が前記表示器に照射されるのを回避する第２の処理を実行する、ことを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記制御部は、前記第２の処理を実行する際に、前記表示器を制御し、前記表示画像の表示停止を報知する報知情報を表示させる、ことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記外光照射回避部として前記反射部材の角度を調整する角度調整部を備え、
   前記制御部は、前記第２の処理において、前記角度調整部を制御し、前記反射部材を前記外光が前記表示器に向かうように反射されない角度に調整する、ことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記外光照射回避部として遮光部材の位置を調整する位置調整部を備え、
   前記制御部は、前記第２の処理において、前記遮光部材を前記表示器に向かう前記外光を遮る位置に調整する、ことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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