JP2018180291A - Display device for vehicles - Google Patents

Display device for vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP2018180291A
JP2018180291A JP2017079930A JP2017079930A JP2018180291A JP 2018180291 A JP2018180291 A JP 2018180291A JP 2017079930 A JP2017079930 A JP 2017079930A JP 2017079930 A JP2017079930 A JP 2017079930A JP 2018180291 A JP2018180291 A JP 2018180291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
light
display device
image
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2017079930A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
青木 邦光
Kunimitsu Aoki
邦光 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2017079930A priority Critical patent/JP2018180291A/en
Publication of JP2018180291A publication Critical patent/JP2018180291A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device for vehicles with which it is possible to reduce the distortion of a display image.SOLUTION: A display device 1A for vehicles comprises: an image display device 3 for emitting display light 11 that corresponds to a display image to be visually recognized by a driver 200 of a vehicle 100; a reflection mirror 7 for reflecting the display light 11 and projecting a display image to a reflection unit 102 of a windshield 101 of the vehicle 100; and a light conductor 5 arranged in an optical path between the image display device 3 and the reflection mirror 7 and constituted by being arranged in plurality in a direction that a light guide path 61 for guiding a portion of the display light 11 along the optical path intersects at right angles. The light conductor 5 includes a light conductor emission surface 5b for emitting the guided display light 11, the light conductor emission surface 5b being a curved surface formed in a convex shape toward the reflection mirror 7 side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。   The present invention relates to a display device for a vehicle.

従来、ヘッドアップディスプレイ(HUD:Head Up Display)装置等の車両用表示装置では、自由曲面形状を有するウインドシールドや光学系により発生する収差を主な要因として、表示画像に歪みが生じる場合がある。この表示画像の歪みを補正する方法として、例えば、特許文献1〜3に記載された技術が提案されている。   Conventionally, in a display device for a vehicle such as a head up display (HUD: Head Up Display) device, distortion may occur in a display image mainly due to an aberration generated by a windshield or an optical system having a free curved surface shape. . As a method of correcting the distortion of the display image, for example, techniques described in Patent Documents 1 to 3 have been proposed.

特許文献1では、凸面状に形成された結像面を有するスクリーンにより、収差に起因する虚像の三次元的な歪みを低減するヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a head-up display device that reduces a three-dimensional distortion of a virtual image caused by an aberration by a screen having an imaging surface formed in a convex shape.

特許文献2では、平凸形状のシリンドリカルレンズを表示器と凹面鏡との間の光路に配置して、凹面鏡によって生じる収差を低減する画像表示装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses an image display apparatus in which a plano-convex cylindrical lens is disposed in an optical path between a display and a concave mirror to reduce an aberration caused by the concave mirror.

特許文献3では、薄板状で可撓性を有するフレキシブル表示デバイスを、湾曲させた状態で利用する車両用投影表示装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a projection display apparatus for a vehicle which utilizes a thin plate-shaped flexible display device in a curved state.

特許第5370427号公報Patent No. 5370427 gazette 特開2010−224016号公報JP, 2010-224016, A 特開2015−230329号公報JP, 2015-230329, A

近年、車載システムの進化により運転中に必要な情報が増加し、当該情報をより多く、同時に表示する必要性があることから、車両用表示装置に対して表示画面の大画面化が求められているが、表示画面の大型化に伴って表示画像の歪みが大きくなる傾向があり、改善の余地がある。   In recent years, with the evolution of in-vehicle systems, information required during driving has increased, and there is a need to simultaneously display more information, which requires a larger display screen for a vehicle display device. However, as the display screen becomes larger, distortion of the display image tends to be large, and there is room for improvement.

本発明は、表示画像の歪みを低減することができる車両用表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a display device for a vehicle capable of reducing distortion of a display image.

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両のドライバに視認させる表示画像に対応する表示光を出射する画像表示デバイスと、前記表示光を反射して前記車両のウインドシールドの反射部に前記表示画像を投影する反射ミラーと、前記画像表示デバイスと前記反射ミラーとの間の光路に配置され、かつ、前記表示光の一部を前記光路に沿って導光する導光路が前記光路と直交する方向に複数配列されて成る導光体と、を備え、前記導光体は、導光された前記表示光を出射する出射面を有し、前記出射面は、前記反射ミラー側に向けて凸状に形成された曲面であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a display device for a vehicle according to the present invention includes an image display device for emitting display light corresponding to a display image to be visually recognized by a driver of the vehicle, and a window of the vehicle by reflecting the display light. A reflective mirror for projecting the display image on a reflective portion of the shield, and a light guide disposed in an optical path between the image display device and the reflective mirror and guiding a portion of the display light along the optical path And a light guide formed by arranging a plurality of light paths in a direction perpendicular to the light path, the light guide having a light exit surface for emitting the guided display light, and the light exit surface is the light guide. It is characterized in that it is a curved surface formed in a convex shape toward the reflection mirror side.

上記車両用表示装置において、前記出射面は、前記画像表示デバイスに表示される表示画像と、表示画像とが一致するように形成された凸状曲面であることが好ましい。   In the vehicle display device, it is preferable that the emission surface is a convex curved surface formed such that the display image displayed on the image display device matches the display image.

上記車両用表示装置において、前記導光体は、複数の透明な柱状部材を前記光路と直交する方向に互い密着させて形成されることが好ましい。   In the above-described display device for a vehicle, it is preferable that the light guide be formed by bringing a plurality of transparent columnar members into close contact with each other in a direction orthogonal to the light path.

上記車両用表示装置において、前記反射ミラーは、凹状に形成された曲面を有する球面ミラーを含むことが好ましい。   In the display device for a vehicle, the reflection mirror preferably includes a spherical mirror having a curved surface formed in a concave shape.

本発明に係る車両用表示装置によれば、表示画像の歪みを低減することができるという効果を奏する。   The display apparatus for a vehicle according to the present invention has an effect that distortion of a display image can be reduced.

図1は、実施形態に係る車両用表示装置の配置例を示す図である。FIG. 1 is a view showing an arrangement example of a display device for a vehicle according to the embodiment. 図2は、実施形態に係る表示ユニットの概略構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a display unit according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る導光体の概略構成を示す部分斜視図である。FIG. 3 is a partial perspective view showing a schematic configuration of the light guide according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る画像表示デバイスの概略構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the image display device according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る表示ユニットの概略構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a display unit according to the embodiment. 図6は、実施形態の変形例に係る車両用表示装置の配置例を示す図である。FIG. 6 is a view showing an arrangement example of a display device for a vehicle according to a modification of the embodiment.

以下に、本発明に係る車両用表示装置の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。   Hereinafter, an embodiment of a display device for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily conceived by those skilled in the art or those that are substantially the same. Moreover, various omissions, replacements, and changes can be made to the components in the following embodiments without departing from the scope of the invention.

[実施形態]
図1は、実施形態に係る車両用表示装置の配置例を示す図である。図2は、実施形態に係る表示ユニットの概略構成を示す斜視図である。図3は、実施形態に係る導光体の概略構成を示す部分斜視図である。図4は、実施形態に係る画像表示デバイスの概略構成を示す斜視図である。図5は、実施形態に係る表示ユニットの概略構成を示す斜視図である。図6は、実施形態の変形例に係る車両用表示装置の配置例を示す図である。なお、図1および図6は、車両用表示装置を搭載した車両を側方側から視た場合の各要素の位置関係を示す図である。図3は、図2におけるA部の拡大図であり、導光体の構成を示す部分透視図である。図4は、表示画像の表示状態にある画像表示デバイスを示す図である。図5は、表示画像の表示状態にある表示ユニットを示す図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a view showing an arrangement example of a display device for a vehicle according to the embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a display unit according to the embodiment. FIG. 3 is a partial perspective view showing a schematic configuration of the light guide according to the embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the image display device according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a display unit according to the embodiment. FIG. 6 is a view showing an arrangement example of a display device for a vehicle according to a modification of the embodiment. FIGS. 1 and 6 are diagrams showing the positional relationship between elements when a vehicle equipped with a display device for a vehicle is viewed from the side. FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2 and is a partially transparent view showing the configuration of the light guide. FIG. 4 is a view showing the image display device in the display state of the display image. FIG. 5 is a diagram showing the display unit in the display state of the display image.

実施形態に係る車両用表示装置1Aは、図1に示すように、例えば、自動車等の車両100に搭載されるヘッドアップディスプレイ(HUD)装置である。車両用表示装置1Aは、車両100のダッシュボード(不図示)の内側に配置され、車両100のウインドシールド101に表示画像を投影する。車両用表示装置1Aは、ウインドシールド101の反射部102に表示画像を投影して、車両100のアイポイント201の前方に虚像110を表示する。反射部102は、アイポイント201の前方のウインドシールド101上に位置する。反射部102は、半透過性を有し、車両用表示装置1Aから入射する表示光をアイポイント201に向けて反射する。アイポイント201は、運転席(不図示)に着座したドライバ(運転者)200の視点位置として予め定められた位置である。ドライバ200は、ウインドシールド101によって反射された画像を虚像110として認識する。虚像110は、ドライバ200にとって、ウインドシールド101よりも前方に認識される。車両用表示装置1Aは、表示ユニット2と、反射ミラー7と、筐体9とを含んで構成される。   The display apparatus 1A for vehicles which concerns on embodiment is a head-up display (HUD) apparatus mounted in vehicles 100, such as a motor vehicle, as shown in FIG. 1, for example. The vehicle display device 1A is disposed inside a dashboard (not shown) of the vehicle 100, and projects a display image on the windshield 101 of the vehicle 100. The display apparatus 1A for a vehicle projects a display image on the reflection part 102 of the windshield 101, and displays the virtual image 110 in front of the eye point 201 of the vehicle 100. The reflector 102 is located on the windshield 101 in front of the eye point 201. The reflecting portion 102 is semi-transmissive, and reflects display light incident from the vehicle display device 1A toward the eye point 201. The eye point 201 is a position predetermined as a viewpoint position of the driver (driver) 200 seated on the driver's seat (not shown). The driver 200 recognizes the image reflected by the windshield 101 as a virtual image 110. The virtual image 110 is recognized to the driver 200 in front of the windshield 101. The display apparatus 1 </ b> A for vehicle includes a display unit 2, a reflection mirror 7, and a housing 9.

表示ユニット2は、車両に関する種々の情報を表示するものである。車両に関する種々の情報には、ドライバ200の運転を支援するための情報が含まれる。表示ユニット2は車両用表示装置1Aの外気に触れるように筐体9に収容されている。表示ユニット2は、車両100のドライバ200に視認させる表示画像に対応する表示光11を出射する。表示ユニット2は、画像表示デバイス3と、導光体5とで構成される。   The display unit 2 displays various information on the vehicle. The various information on the vehicle includes information for assisting the driving of the driver 200. The display unit 2 is accommodated in the housing 9 so as to touch the outside air of the vehicle display device 1A. The display unit 2 emits display light 11 corresponding to a display image to be visually recognized by the driver 200 of the vehicle 100. The display unit 2 includes an image display device 3 and a light guide 5.

画像表示デバイス3は、車両100のドライバ200に視認させる表示画像に対応する表示光11を出射する。画像表示デバイス3は、例えば、表示器、拡散シート、レンズアレイ、LED、バックライト、基板、およびヒートシンクを含んで構成される。表示器は、例えば、透過型または半透過型のTFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)等から成る。表示器は、車両100に搭載された制御部(不図示)からの制御指示に応じて数字や文字、図形等を含む表示画像を表示する。拡散シートは、薄板状に形成されており、表示器とレンズアレイとの間に配置される。拡散シートは、レンズアレイから入射した光を表示器に向けて拡散して出射する。レンズアレイは、例えばマイクロレンズアレイであり、略半球状のレンズが面状に複数個配列された光学素子である。レンズアレイは、各レンズの凸部が表示器に向かって突出し、その反対側の平面がLEDと対向するように配置されている。レンズアレイの各レンズは、LEDから入射した光を表示器に向けて出射する。LED(Light Emitting Diode)は光源である。複数のLEDは、基板の表面側(表示器側)に実装されている。バックライトは、上述したLED、レンズアレイ、および拡散シートによって構成され、表示器を背面側から照明する。ヒートシンクは、放熱部材であり、基板と一体的に構成され、車両用表示装置1Aの外部の外気と接するように配置されている。ヒートシンクは、基板の裏面側に積層されており、当該基板に蓄積される熱を車両用表示装置1Aの外部に放出する。   The image display device 3 emits display light 11 corresponding to a display image to be visually recognized by the driver 200 of the vehicle 100. The image display device 3 includes, for example, a display, a diffusion sheet, a lens array, an LED, a backlight, a substrate, and a heat sink. The display is made of, for example, a transmissive or semi-transmissive TFT liquid crystal display (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) or the like. The display displays a display image including numbers, characters, figures, and the like in accordance with a control instruction from a control unit (not shown) mounted on the vehicle 100. The diffusion sheet is formed in a thin plate shape, and is disposed between the display and the lens array. The diffusion sheet diffuses and emits light incident from the lens array toward the display. The lens array is, for example, a microlens array, and is an optical element in which a plurality of substantially hemispherical lenses are arranged in a plane. The lens array is arranged such that the convex portion of each lens protrudes toward the display, and the opposite plane faces the LED. Each lens of the lens array emits light incident from the LED toward the display. An LED (Light Emitting Diode) is a light source. The plurality of LEDs are mounted on the front side (display side) of the substrate. The backlight is configured by the above-described LEDs, a lens array, and a diffusion sheet, and illuminates the display from the back side. The heat sink is a heat dissipating member, is integrally formed with the substrate, and is disposed in contact with the outside air outside the vehicle display device 1A. The heat sink is stacked on the back surface side of the substrate, and releases the heat stored in the substrate to the outside of the vehicle display device 1A.

画像表示デバイス3は、図4に示すように、直方体形状を有する筐体3aと、筐体3aの一つの面に設けられた表示画面3bとを備える。筐体3aは、表示器等の画像表示デバイス3を構成する種々の部品が組み付けられ、これらを収容するケースを構成するものである。筐体3aは、絶縁性の樹脂材料等により構成される。本実施形態における筐体3aは、直方体形状を有する。表示画面3bは、画像表示デバイス3内の表示器の表示画面である。表示画面3bには、例えば、画像表示デバイス3により表示画像35が表示される。なお、表示画像35は、図示例では四角枠で表されているが、これに限定されるものではない。   As shown in FIG. 4, the image display device 3 includes a housing 3a having a rectangular parallelepiped shape, and a display screen 3b provided on one surface of the housing 3a. The housing 3a is a case in which various parts constituting the image display device 3 such as a display are assembled, and the housing 3a is accommodated. The housing 3a is made of an insulating resin material or the like. The housing 3a in the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape. The display screen 3 b is a display screen of a display in the image display device 3. For example, a display image 35 is displayed on the display screen 3 b by the image display device 3. In addition, although the display image 35 is represented by the square frame in the example of illustration, it is not limited to this.

導光体5は、画像表示デバイス3と反射ミラー7との間の光路に配置され、画像表示デバイス3から出射された表示光11を反射ミラー7に向けて導光するものである。導光体5は、図2および図3に示すように、画像表示デバイス3から出射された表示光11を入射する導光体入射面5aと、導光された表示光11を出射する導光体出射面5bとを有する。導光体入射面5aは、画像表示デバイス3の表示画面3bと対向する位置に形成された平面である。一方、導光体出射面5bは、反射ミラー7側に向けて凸状に形成された曲面である。本実施形態における導光体出射面5bは、画像表示デバイス3に表示される表示画像35と、反射ミラー7を介してウインドシールド101の反射部102で反射され結像した虚像110の表示画像とが一致するように形成された凸状曲面である。凸状曲面は、例えば、かまぼこ形状の曲面、球面、自由曲面を含む非球面等が含まれる。   The light guide 5 is disposed in an optical path between the image display device 3 and the reflection mirror 7 and guides the display light 11 emitted from the image display device 3 toward the reflection mirror 7. As shown in FIGS. 2 and 3, the light guide 5 has a light guide incident surface 5 a for receiving the display light 11 emitted from the image display device 3 and a light guide for emitting the guided display light 11. And a body exit surface 5b. The light guide incident surface 5 a is a flat surface formed at a position facing the display screen 3 b of the image display device 3. On the other hand, the light guide emission surface 5b is a curved surface formed in a convex shape toward the reflection mirror 7 side. The light guide emission surface 5b in the present embodiment includes a display image 35 displayed on the image display device 3 and a display image of the virtual image 110 formed by being reflected by the reflection portion 102 of the windshield 101 via the reflection mirror 7. Are convex curved surfaces formed to coincide with each other. The convex curved surface includes, for example, a semicylindrical curved surface, a spherical surface, an aspherical surface including a free curved surface, and the like.

導光体5は、複数の透明な柱状部材51を光路と直交する方向に互い密着させて形成されるものである。各柱状部材51は、例えば、グラスファイバ、繊維状の合成樹脂等から成る。各柱状部材51は、柱状部材入射面51aと、柱状部材出射面51bとを有する。柱状部材入射面51aおよび柱状部材出射面51bは、それぞれが六角形に近似する略円形状を有する。複数の柱状部材入射面51aは、導光体入射面5aを構成する。導光体入射面5aは、平面であることから、各柱状部材入射面51aは、各柱状部材51の側面と直交する。一方、複数の柱状部材出射面51bは、導光体出射面5bを構成する。導光体出射面5bは、凸状に形成された曲面であることから、各柱状部材出射面51bは、各柱状部材51の側面と必ずしも直交しない。すなわち、複数の柱状部材出射面51bのうち大部分は、各柱状部材入射面51aに対して傾斜している。複数の柱状部材出射面51bのうち、凸状曲面を形成する導光体出射面5bの頂点部分については、柱状部材51の側面と略直交する。柱状部材出射面51bの傾斜角度は、導光体出射面5b上における位置に応じて異なる。各柱状部材入射面51aから入射した表示光11の一部は、各柱状部材51の内部を全反射によってエネルギーを減らすことなく通過し、各柱状部材出射面51bから出射する。つまり、導光体5は、表示光11の一部を光路に沿って導光する導光路61が光路と直交する方向に複数配列されて成るものである。   The light guide 5 is formed by bringing a plurality of transparent columnar members 51 in close contact with each other in the direction orthogonal to the light path. Each columnar member 51 is made of, for example, glass fiber, fibrous synthetic resin, or the like. Each columnar member 51 has a columnar member incident surface 51 a and a columnar member emission surface 51 b. The columnar member incident surface 51a and the columnar member emission surface 51b each have a substantially circular shape approximating a hexagon. The plurality of columnar member incident surfaces 51a constitute the light guide incident surface 5a. Since the light guide incident surface 5 a is a flat surface, each columnar member incident surface 51 a is orthogonal to the side surface of each columnar member 51. On the other hand, the plurality of columnar member emission surfaces 51 b constitute the light guide emission surface 5 b. Since the light guide emission surface 5 b is a convexly formed curved surface, each columnar member emission surface 51 b is not necessarily orthogonal to the side surface of each columnar member 51. That is, most of the plurality of columnar member emission surfaces 51b are inclined with respect to each columnar member incident surface 51a. Of the plurality of columnar member emission surfaces 51 b, the vertex portion of the light guide emission surface 5 b forming the convex curved surface is substantially orthogonal to the side surface of the columnar member 51. The inclination angle of the columnar member emission surface 51b differs depending on the position on the light guide emission surface 5b. A part of the display light 11 incident from each columnar member incident surface 51a passes through the inside of each columnar member 51 without reducing energy by total reflection, and exits from each columnar member emission surface 51b. That is, the light guide 5 is configured by arranging a plurality of light guide paths 61 for guiding a part of the display light 11 along the light path in the direction orthogonal to the light path.

反射ミラー7は、筐体9の内部において、表示ユニット2と略対向する位置に配置されている。反射ミラー7は、例えば、凹状に形成された曲面を有する球面ミラーであり、凹状かつ球面状に形成された合成樹脂の部材の表面に、蒸着等により反射膜を形成したものである。反射ミラー7は、表示光11を反射して車両100のウインドシールド101の反射部102に表示画像を投影する。なお、反射ミラー7は、拡大鏡としての機能を有し、表示ユニット2に表示された表示画像を拡大してウインドシールド101の反射部102へ投影する。すなわち、ドライバ200が視認する虚像110は、表示ユニット2に表示された表示画像55が拡大された像が含まれる。   The reflection mirror 7 is disposed at a position substantially facing the display unit 2 in the housing 9. The reflection mirror 7 is, for example, a spherical mirror having a concave curved surface, and a reflective film is formed on the surface of a concave and spherical synthetic resin member by vapor deposition or the like. The reflection mirror 7 reflects the display light 11 and projects a display image on the reflection portion 102 of the windshield 101 of the vehicle 100. The reflection mirror 7 has a function as a magnifying glass, and enlarges the display image displayed on the display unit 2 and projects the image on the reflection portion 102 of the windshield 101. That is, the virtual image 110 visually recognized by the driver 200 includes an enlarged image of the display image 55 displayed on the display unit 2.

筐体9は、表示ユニット2、反射ミラー7等の車両用表示装置1Aを構成する種々の部品が組み付けられ、これらを収容するケースを構成するものである。筐体9は、絶縁性の樹脂材料等によって構成される。筐体9は、ウインドシールド101に向かう面に透明カバー9aを有する。反射ミラー7により反射された表示光11は、透明カバー9aを介してウインドシールド101の反射部102に照射される。   The housing 9 is a case in which various components constituting the vehicle display device 1A such as the display unit 2 and the reflection mirror 7 are assembled and a case for accommodating these components is configured. The housing 9 is made of an insulating resin material or the like. The housing 9 has a transparent cover 9 a on the surface facing the windshield 101. The display light 11 reflected by the reflection mirror 7 is irradiated to the reflection portion 102 of the windshield 101 through the transparent cover 9 a.

上記構成を有する車両用表示装置1Aは、表示光11の一部を光路に沿って導光する導光路61が光路と直交する方向に複数配列されて成る導光体5を有し、導光体5が、画像表示デバイス3と反射ミラー7との間の光路に配置されているので、画像表示デバイス3の表示画面3bに結像される表示画像35が、表示画像55として導光体5の導光体出射面5bに結像される。導光体5に平凸レンズを使用した場合には表示光11が拡散してしまうが、画像表示デバイス3から出射した表示光11の一部が柱状部材入射面51aから入射し、導光路61に沿って全反射を繰り返しながら柱状部材出射面51bから出射する。複数の柱状部材出射面51bで構成される導光体出射面5bが凸状に形成された曲面であるので、車両用表示装置1Aの光学系で生じる像面湾曲を導光体出射面5bで補正することが可能となる。   The vehicle display device 1A having the above configuration includes the light guide 5 in which a plurality of light guide paths 61 for guiding a part of the display light 11 along the light path is arranged in the direction orthogonal to the light path. Since the body 5 is disposed in the optical path between the image display device 3 and the reflection mirror 7, the display image 35 formed on the display screen 3 b of the image display device 3 is used as the display image 55 for the light guide 5. Is imaged on the light guide exit surface 5b. When a plano-convex lens is used for the light guide 5, the display light 11 is diffused, but a part of the display light 11 emitted from the image display device 3 is incident on the columnar member incident surface 51 a and enters the light guide 61. The light is emitted from the columnar member emission surface 51b while repeating total reflection along the same. Since the light guide emission surface 5b configured by the plurality of columnar member emission surfaces 51b is a curved surface formed in a convex shape, a field curvature generated in the optical system of the vehicle display device 1A is generated by the light guide emission surface 5b. It becomes possible to correct.

以上説明したように、本実施形態に係る車両用表示装置1Aは、画像表示デバイス3と反射ミラー7との間の光路に配置され、かつ、表示光11の一部を光路に沿って導光する導光路61が光路と直交する方向に複数配列されて成る導光体5を備える。導光体5が、導光された表示光11を出射する導光体出射面5bを有し、導光体出射面5bが、反射ミラー7側に向けて凸状に形成された曲面である。これにより、自由曲面形状を有するウインドシールド101や光学系に起因して生じる像面湾曲を導光体5で補正することが可能となるので、表示画像の歪みを低減することができ、表示品位が向上する。また、導光体出射面5bが凸状に形成された曲面であるので、反射ミラー7による表示画像の歪み補正分担を軽減することができる。また、画像表示デバイス3に表示される表示画像35を拡大することが可能となるので、表示画像の拡大率を上げることができ、表示画面の大型化に対応することが可能となる。   As described above, the vehicle display device 1A according to the present embodiment is disposed in the light path between the image display device 3 and the reflection mirror 7, and guides part of the display light 11 along the light path. A light guide 5 is provided in which a plurality of light guide paths 61 are arranged in the direction orthogonal to the light path. The light guide 5 has a light guide emission surface 5 b for emitting the guided display light 11, and the light guide emission surface 5 b is a curved surface formed in a convex shape toward the reflection mirror 7 side. . Thereby, since it becomes possible to correct the curvature of field generated due to the windshield 101 having the free curved surface shape and the optical system by the light guide 5, distortion of the display image can be reduced, and the display quality can be reduced. Improve. Further, since the light guide exit surface 5b is a curved surface formed in a convex shape, distortion correction sharing of the display image by the reflection mirror 7 can be reduced. Further, since the display image 35 displayed on the image display device 3 can be enlarged, the enlargement ratio of the display image can be increased, and it is possible to cope with the enlargement of the display screen.

また、本実施形態に係る車両用表示装置1Aは、導光体出射面5bが、画像表示デバイス3に表示される表示画像35と、反射部102で反射され結像した虚像110の表示画像とが一致するように形成された凸状曲面である。例えば、複数の柱状部材出射面51bと反射ミラー7との間の複数の光路の光路長(例えばL1,L2)が略等しく(L1≒L2)なることが好ましい。   In the vehicle display device 1A according to the present embodiment, the light guide emission surface 5b displays the display image 35 displayed on the image display device 3 and the display image of the virtual image 110 formed by being reflected by the reflection unit 102. Are convex curved surfaces formed to coincide with each other. For example, it is preferable that optical path lengths (for example, L1 and L2) of a plurality of optical paths between the plurality of columnar member emission surfaces 51b and the reflection mirror 7 be substantially equal (L1 ≒ L2).

また、本実施形態に係る車両用表示装置1Aは、導光体5が、複数の透明な柱状部材51を光路と直交する方向に互い密着させて形成されるので、導光体5を安価なグラスファイバや繊維状の合成樹脂等で構成することができ、コスト面の優位性を確保することが可能となる。   Further, in the vehicle display device 1A according to the present embodiment, since the light guide 5 is formed by bringing the plurality of transparent columnar members 51 into close contact with each other in the direction orthogonal to the light path, the light guide 5 is inexpensive. It can be made of glass fiber, fibrous synthetic resin, etc., and it becomes possible to secure superiority in cost.

また、本実施形態に係る車両用表示装置1Aは、反射ミラー7が凹状に形成された曲面を有する球面ミラーを含むので、非球面ミラーを使用する場合よりも低コスト化を図ることができる。   In addition, since the vehicle display device 1A according to the present embodiment includes a spherical mirror having a curved surface in which the reflection mirror 7 is formed in a concave shape, cost reduction can be achieved compared to the case of using an aspheric mirror.

上記実施形態の変形例について図6を参照して説明する。なお、本実施形態の変形例において、上記実施形態と共通しているものについては同一符号を付して、それらの説明を省略する。   A modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in the modification of this embodiment, about what is common in the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and those description is abbreviate | omitted.

本実施形態の変形例に係る車両用表示装置1Bは、折り返しミラー13を有する点で車両用表示装置1Aと異なる。折り返しミラー13は、表示ユニット2から出射される表示光11の光路上に配置されている。折り返しミラー13は、例えば、表示光11を反射する平面ミラーまたは球面ミラーで構成される。折り返しミラー13は、表示ユニット2から出射された表示光11を反射ミラー7に向けて反射させる。   A display device 1B for a vehicle according to a modification of the present embodiment differs from the display device 1A for a vehicle in that a folding mirror 13 is provided. The folding mirror 13 is disposed on the optical path of the display light 11 emitted from the display unit 2. The folding mirror 13 is configured of, for example, a flat mirror or a spherical mirror that reflects the display light 11. The folding mirror 13 reflects the display light 11 emitted from the display unit 2 toward the reflection mirror 7.

本実施形態の変形例に係る車両用表示装置1Bは、画像表示デバイス3と、反射ミラー7と、表示光11の光路上に配置され、かつ、画像表示デバイス3から出射された表示光11を反射ミラー7に向けて反射させる折り返しミラー13と、画像表示デバイス3と折り返しミラー13との間の光路に配置された導光体5とを備えるので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   The display apparatus 1B for vehicles which concerns on the modification of this embodiment is arrange | positioned on the optical path of the image display device 3, the reflective mirror 7, and the display light 11, and the display light 11 radiate | emitted from the image display device 3 Since the folding mirror 13 for reflecting toward the reflection mirror 7 and the light guide 5 disposed in the light path between the image display device 3 and the folding mirror 13 are provided, the same effect as the above embodiment can be obtained. it can.

なお、上記実施形態およびその変形例では、導光体5は、グラスファイバ、繊維状の合成樹脂等から成るものとして説明したがこれに限らず、ウレキサイトで構成されていてもよい。ウレキサイトは、一般的にテレビ石と呼ばれる鉱石であり、透明な繊維状結晶が完全に平行に整列した集合体である。これにより、グラスファイバ等と同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment and its modification, the light guide 5 is described as being made of glass fiber, fibrous synthetic resin or the like. However, the present invention is not limited to this, and the light guide 5 may be made of ulexite. Ulexite is an ore generally referred to as TVite, and is an assembly in which transparent fibrous crystals are completely aligned in parallel. Thereby, the same effect as glass fiber etc. can be acquired.

また、上記実施形態およびその変形例では、画像表示デバイス3は、表示器やレンズアレイ、LEDやヒートシンク等を含んで構成されるものとして説明したが、レーザユニットやMEMSミラー、スクリーン等を含んで構成されるものであってもよい。   Further, although the image display device 3 is described as including the display, the lens array, the LED, the heat sink, and the like in the above embodiment and the modification thereof, the image display device 3 includes the laser unit, the MEMS mirror, the screen, and the like. It may be configured.

また、上記実施形態およびその変形例では、反射ミラー7および/または折り返しミラー13を含むものとして説明したがこれに限らず、例えば、画像表示デバイス3からの表示光11を、反射ミラー7や折り返しミラー13を介することなく、導光体5を介してウインドシールド101に投影する構成であってもよい。   Moreover, although the said embodiment and its modification demonstrated as what contains the reflective mirror 7 and / or the folding mirror 13, it does not restrict to this, for example, the reflective light 7 or the reflective mirror 7 from the image display device 3 is folded. It may be projected onto the windshield 101 via the light guide 5 without passing through the mirror 13.

また、上記実施形態およびその変形例では、反射部102は、ウインドシールド101の一部であったがこれに限らず、例えば、コンバイナ等であってもよい。   Moreover, in the said embodiment and its modification, although the reflection part 102 was a part of windshield 101, it may be not only this but a combiner etc., for example.

また、上記実施形態およびその変形例では、反射ミラー7は、凹状に形成された曲面を有する球面ミラーであるがこれに限定されず、放物面を有する放物面ミラーであってもよいし、平面ミラーであってもよい。また、反射ミラー7が非球面ミラーであってもよい。   Further, in the above embodiment and its modification, the reflection mirror 7 is a spherical mirror having a concavely formed curved surface, but is not limited to this and may be a parabolic mirror having a paraboloid. It may be a plane mirror. The reflection mirror 7 may be an aspheric mirror.

また、上記実施形態およびその変形例では、柱状部材入射面51aおよび柱状部材出射面51bは、六角形に近似する略円形状を有するものであるがこれに限定されず、正六角形状であってもよいし、正方形状であってもよい。すなわち、導光体5がハニカム構造を有していてもよいし、格子構造を有していてもよい。   Further, in the embodiment and the modification thereof, the columnar member incident surface 51a and the columnar member emission surface 51b have a substantially circular shape approximating to a hexagonal shape, but the present invention is not limited to this. It may be square or square. That is, the light guide 5 may have a honeycomb structure or may have a lattice structure.

1A,1B 車両用表示装置
2 表示ユニット
3 画像表示デバイス
3a 筐体
3b 表示画面
5 導光体
5a 導光体入射面
5b 導光体出射面
7 反射ミラー
9 筐体
9a 透明カバー
11 表示光
13 折り返しミラー
35,55 表示画像
51 柱状部材
51a 柱状部材入射面
51b 柱状部材出射面
61 導光路
100 車両
101 ウインドシールド
102 反射部
110 虚像
200 ドライバ
201 アイポイント
1A, 1B Vehicle display device 2 Display unit 3 Image display device 3a Case 3b Display screen 5 Light guide 5a Light guide incident surface 5b Light guide output surface 7 Reflection mirror 9 Case 9a Transparent cover 11 Display light 13 Folded Mirror 35, 55 Display image 51 Columnar member 51a Columnar member incident surface 51b Columnar member emission surface 61 Light guide path 100 Vehicle 101 Windshield 102 Reflector 110 Virtual image 200 Driver 201 Eye point

Claims (4)

車両のドライバに視認させる表示画像に対応する表示光を出射する画像表示デバイスと、
前記表示光を反射して前記車両のウインドシールドの反射部に前記表示画像を投影する反射ミラーと、
前記画像表示デバイスと前記反射ミラーとの間の光路に配置され、かつ、前記表示光の一部を前記光路に沿って導光する導光路が前記光路と直交する方向に複数配列されて成る導光体と、を備え、
前記導光体は、導光された前記表示光を出射する出射面を有し、
前記出射面は、前記反射ミラー側に向けて凸状に形成された曲面である
ことを特徴とする車両用表示装置。
An image display device for emitting display light corresponding to a display image to be visually recognized by a driver of the vehicle;
A reflective mirror that reflects the display light and projects the display image on a reflective portion of a windshield of the vehicle;
A light guide, which is disposed in a light path between the image display device and the reflection mirror, and in which a plurality of light guide paths for guiding a part of the display light along the light path are arranged in a direction orthogonal to the light path. Equipped with a light,
The light guide has an emission surface for emitting the guided light.
The display device for a vehicle, wherein the emission surface is a curved surface formed in a convex shape toward the reflection mirror side.
前記出射面は、前記画像表示デバイスに表示される表示画像と、表示画像とが一致するように形成された凸状曲面である
請求項1に記載の車両用表示装置。
The display device for a vehicle according to claim 1, wherein the emission surface is a convex curved surface formed such that a display image displayed on the image display device matches the display image.
前記導光体は、複数の透明な柱状部材を前記光路と直交する方向に互い密着させて形成される
請求項1または2に記載の車両用表示装置。
The display device for a vehicle according to claim 1, wherein the light guide is formed by bringing a plurality of transparent columnar members into close contact with each other in a direction orthogonal to the light path.
前記反射ミラーは、凹状に形成された曲面を有する球面ミラーを含む
請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
The display device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflection mirror includes a spherical mirror having a curved surface formed in a concave shape.
JP2017079930A 2017-04-13 2017-04-13 Display device for vehicles Abandoned JP2018180291A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017079930A JP2018180291A (en) 2017-04-13 2017-04-13 Display device for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017079930A JP2018180291A (en) 2017-04-13 2017-04-13 Display device for vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018180291A true JP2018180291A (en) 2018-11-15

Family

ID=64275346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017079930A Abandoned JP2018180291A (en) 2017-04-13 2017-04-13 Display device for vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018180291A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731667A (en) * 2021-01-05 2021-04-30 业成科技(成都)有限公司 Projection device and projection method
CN113168011A (en) * 2018-11-30 2021-07-23 株式会社小糸制作所 Head-up display

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697154A (en) * 1971-05-12 1972-10-10 Us Navy Optical viewing system
JPH07270715A (en) * 1994-03-30 1995-10-20 Olympus Optical Co Ltd Visual display device
JPH10177148A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Shimadzu Corp Image display mechanism
JPH10319240A (en) * 1997-05-22 1998-12-04 Fuji Xerox Co Ltd Head-mounted display
JP2009122582A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Fujinon Corp Projection optical system and head-up display apparatus
WO2017022176A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Head-up display and moving body equipped with head-up display

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697154A (en) * 1971-05-12 1972-10-10 Us Navy Optical viewing system
JPH07270715A (en) * 1994-03-30 1995-10-20 Olympus Optical Co Ltd Visual display device
JPH10177148A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Shimadzu Corp Image display mechanism
JPH10319240A (en) * 1997-05-22 1998-12-04 Fuji Xerox Co Ltd Head-mounted display
JP2009122582A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Fujinon Corp Projection optical system and head-up display apparatus
WO2017022176A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Head-up display and moving body equipped with head-up display

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113168011A (en) * 2018-11-30 2021-07-23 株式会社小糸制作所 Head-up display
CN112731667A (en) * 2021-01-05 2021-04-30 业成科技(成都)有限公司 Projection device and projection method
TWI790800B (en) * 2021-01-05 2023-01-21 大陸商業成科技(成都)有限公司 Projection device and projection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11846776B2 (en) Head-up display apparatus
US10234682B2 (en) Head-up display device and backlight device
EP3447561B1 (en) Head-up display device
JP4720694B2 (en) Vehicle display device
JP6319354B2 (en) Head-up display device
KR20170063647A (en) Head-up display device
US10712617B2 (en) Backlight unit and head-up display device
US10802272B2 (en) Vehicular display apparatus
JP6663890B2 (en) Backlight unit and head-up display device
JP6365174B2 (en) Head-up display device
WO2017203916A1 (en) Head-up display device
JP6550923B2 (en) Display device
JP6579180B2 (en) Virtual image display device
JP2016065907A (en) Head-up display device
JP2018180291A (en) Display device for vehicles
JP2018140693A (en) Vehicle head-up display device
WO2022210362A1 (en) Image projection device
WO2020241218A1 (en) Projection device and head-up display
EP4071541B1 (en) Vehicle display device
JP7447162B2 (en) Vehicle display device
US20230097752A1 (en) Display device, head-up display, and mobile object
EP3789227B1 (en) Vehicle display device
US20230093703A1 (en) Display device, head-up display, and mobile object
WO2018173955A1 (en) Image display device, virtual-image display device, and moving body
JP2022050470A (en) Head-up display

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200320

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210316

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20210422