JP2019113595A - ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイを外光による加熱から保護する「ヘッドアップディスプレイシステム」を提供する。【解決手段】凹面鏡１３２、主ミラー１３１は被投影範囲Ａに現れる画像をフロントウインドシールドに投影する。被投影範囲Ａに、液晶パネル１１の第１領域ｒ１を配置し（ａ１）第１領域ｒ１に画像を表示する（ａ２）。第１領域ｒ１が高温となったならば、液晶パネル１１を移動して、被投影範囲Ａ内に液晶パネル１１の第２領域ｒ２を配置し（ｂ１）、画像を表示する領域を第２領域ｒ２に切り替える（ｂ２）。また、第２領域ｒ２が高温となったならば、液晶パネル１１を移動して、被投影範囲Ａ内に液晶パネル１１の第１領域ｒ１を配置し、画像を表示する領域を第１領域ｒ１に切り替える。【選択図】図３

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイを外光による加熱から保護する技術に関するものである。

ヘッドアップディスプレイを加熱から保護する技術としては、画像を表示する液晶パネルと、液晶パネルの各エリアに対応して設けられた各々対応するエリアを後方より照明する複数のLEDを備えたバックライトと、液晶パネルを前方に透過した光をフロンドウインドシールドに投影する投影光学系とを備えたヘッドアップディスプレイにおいて、液晶パネルの温度が所定の温度以上となった場合に、液晶パネルの画像を表示するエリアを限定し、当該限定したエリアを照明するLEDのみを点灯し、バックライトによる液晶パネルの加熱を抑制する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１６-４５２４４号公報

上述した、液晶パネルの温度が所定の温度以上となった場合に、液晶パネルの画像を表示するエリアを限定し、当該限定したエリアを照明するLEDのみを点灯する技術によれば、液晶パネルの温度が所定の温度以上であるときには、ヘッドアップディスプレイにおいて表示できる画像サイズが通常よりも小さくならざるを得ず、通常時に比べヘッドアップディスプレイの表示能力が低化してしまう。

また、この技術によっては、バックライトによる液晶パネルの加熱は抑制できるが、外光による液晶パネルの加熱自体はこれを抑制することができない。
そこで、本発明は、表示能力を低化させることなく、外光による液晶パネルの加熱を防止できるヘッドアップディスプレイを提供することを課題とする

前記課題達成のために、本発明は、自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムに、液晶パネルと、所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、液晶パネルを移動する移動機構と、前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、前記移動機構を制御して、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を、第１の部分と前記第２の部分との間で切り替える液晶パネル配置制御手段と、少なくとも前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度を検出する温度検出手段とを備えたものである。ここで、前記液晶パネル配置制御手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を前記第２の部分に切り替え、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が前記所定の温度を超えたときに、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を前記第１の部分に切り替え、前記表示手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第１の部分に画像を表示し、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第２の部分に画像を表示する。

また、前記課題達成のために、自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムに、液晶パネルと、被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する、１または複数の光学部品のセットより構成された投影光学系と、前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、少なくとも一つの前記光学部品の配置または前記投影光学系を構成する前記セットに含まれる光学部品を変更することにより、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第１の部分が配置される配置と、当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第２の部分が配置される配置との間で切り替える被投影範囲配置切替手段と、少なくとも前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度を検出する温度検出手段とを備えたものである。ここで、前記被投影範囲配置切替手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第２の部分が配置される配置に切り替え、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第１の部分が配置される配置に切り替え、前記表示手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第１の部分に画像を表示し、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第２の部分に画像を表示する。

以上のようなヘッドアップディスプレイシステムによれば、液晶パネルの第１の部分と第２の部分とのうちの任意の一方を被投影範囲内に配置して選択的に投影する画像の表示に用いることができると共に、第１の部分を被投影範囲内に配置して画像の表示に用いているときに第１の部分の温度が所定温度より高温となったならば、被投影範囲内に配置して画像の表示に用いる部分を第２の部分に切り替え、第２の部分を画像の表示に用いているときに第１の部分の温度が所定温度より高温となったならば、被投影範囲内に配置して画像の表示に用いる部分を第１の部分に切り替える。

したがって、液晶パネルの被投影範囲内に配置されている部分に、投影光学系によって画像の投影方向と逆方向に集光される太陽光により、液晶パネルの特定の部分が加熱され続けて過剰に高温となってしまうことを防止することができ、液晶パネルの故障や表示の不具合の発生を抑制することができる。また、液晶パネルの第１の部分と第２部分のサイズは等しくすることができるのでヘッドアップディスプレイの表示能力を低化することなく、液晶パネルの加熱を防止することができる。

また、前記課題達成のために、本発明は、自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムに、液晶パネルと、所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、液晶パネルを移動する移動機構と、前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分が徐々に変化し続けるように前記液晶パネルを前記移動機構に移動させる液晶パネル移動制御手段とを設けたものである。ここで、前記表示手段は、各時点において、当該時点で前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置されている部分に画像を表示する。

以上のようなヘッドアップディスプレイシステムによれば、液晶パネルの被投影範囲内に配置されて投影する画像の表示に用いられる部分が徐々に変化するので、液晶パネルの被投影範囲内に配置されている部分に、投影光学系によって画像の投影方向と逆方向に集光される太陽光により、液晶パネルの特定の部分が加熱され続けて過剰に高温となってしまうことを防止することができ、液晶パネルの故障や表示の不具合の発生を抑制することができる。また、各時点において、被投影範囲内に配置して投影する画像の表示に用いる液晶パネルの部分のサイズは等しくすることができるのでヘッドアップディスプレイの表示能力を低化することなく、液晶パネルの加熱を防止することができる。

また、前記課題達成のために、本発明は、自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムでに、二つの液晶パネルと、所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルに表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、前記二つの液晶パネルを移動する移動機構と、前記二つの液晶パネルへの画像の表示を行う表示手段と、前記移動機構を制御して、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前記二つの液晶パネルの間で切り替える液晶パネル配置制御手段と、少なくとも前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度を検出する温度検出手段とを備えたものである。ここで、前記液晶パネル配置制御手段は、前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルを第１の液晶パネル、他方の液晶パネルを第２の液晶パネルとして、前記第１の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前第２の液晶パネルに切り替え、前記第２の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前第１の液晶パネルに切り替える。また、前記表示手段は、前記被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置されているときには、前記第１の液晶パネルに画像を表示し、前記被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置されているときには、前記第２の液晶パネルに画像を表示する。

また、前記課題達成のために、本発明は、自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムに、二つの液晶パネルと、被投影範囲内に配置された前記液晶パネルに表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する、１または複数の光学部品のセットより構成された投影光学系と、前記二つの液晶パネルへの画像の表示を行う表示手段と、少なくとも一つの前記光学部品の配置または前記投影光学系を構成する前記セットに含まれる光学部品を変更することにより、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルが配置される配置と、当該被投影範囲内に前記二つの液晶パネルのうちの他方の液晶パネルが配置される配置との間で切り替える被投影範囲配置切替手段と、少なくとも前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度を検出する温度検出手段とを備えたものである。ここで、前記被投影範囲配置切替手段は、前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルを第１の液晶パネル、他方の液晶パネルを第２の液晶パネルとして、前記第１の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置される配置に切り替え、前記第２の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置される配置に切り替える。また、前記表示手段は、前記被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置されているときには、前記第１の液晶パネルに画像を表示し、前記被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置されているときには、前記第２の液晶パネルに画像を表示する。

以上のようなヘッドアップディスプレイシステムによれば、二つの液晶パネルのうちの任意の一方を被投影範囲内に配置して選択的に投影する画像の表示に用いることができると共に、一方の液晶パネルを被投影範囲内に配置して画像の表示に用いているときに当該一方の液晶パネルの温度が所定温度より高温となったならば、被投影範囲内に配置して画像の表示に用いる液晶パネルを他方の液晶パネルに切り替える。

したがって、被投影範囲内に配置されている液晶パネルに、投影光学系によって画像の投影方向と逆方向に集光される太陽光により、液晶パネルの特定の部分が加熱され続けて過剰に高温となってしまうことを防止することができ、液晶パネルの故障や表示の不具合の発生を抑制することができる。また、二つの液晶パネルのサイズは等しくすることができるのでヘッドアップディスプレイの表示能力を低化することなく、液晶パネルの加熱を防止することができる。

ここで、以上の各ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、前記投影光学系は、たとえば、凹面鏡を含むものである。

以上のように、本発明によれば、表示能力を低化させることなく、外光による液晶パネルの加熱を防止できるヘッドアップディスプレイを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイの配置と構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る加熱防止処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る加熱防止処理の処理例を示す図である。 発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイの他の構成例を示す図である。 発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイの他の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る加熱防止処理の他の処理例を示す図である。 発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイの他の構成例を示す図である。 発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイの他の構成例を示す図である。。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る車載システムの構成を示す。
車載システムは自動車に搭載されるシステムであり、図示するようにヘッドアップディスプレイ１と、ヘッドアップディスプレイ１を用いた表示を行いながら各種処理を行うデータ処理装置２とを備えている。

また、ヘッドアップディスプレイ１は、データ処理装置２から転送された画像を表示するTFT液晶パネル等である液晶パネル１１と、液晶パネル１１を後方より照明するバックライト１２と、液晶パネル１１を前方に透過した光をフロンドウインドシールドに投影する投影光学系１３と、データ処理装置２から転送された画像の液晶パネル１１への表示を制御する表示コントローラ１４と、液晶パネル１１の各エリアの温度を検出する複数の温度センサ１５と、液晶パネル１１の位置を変化させる液晶パネル移動機構１６とを備えている。

ここで、図２ａに示すように、ヘッドアップディスプレイ１は、運転席の前方のフロントウインドシールドに下方から画像を投影することにより、自動車の前方に画像の虚像VIを表示する。

図２ｂは、ヘッドアップディスプレイ１の内部構造を示したものであり、図２ｂ中に示した上下前後方向をヘッドアップディスプレイ１の上下前後方向として、ヘッドアップディスプレイ１は、筐体１０１と筐体１０１の上部を覆う透明なカバーガラス１０２とを備えており、筐体１０１とカバーガラス１０２で囲まれた空間内に、上述したヘッドアップディスプレイ１の各部が収容されている。

また、ヘッドアップディスプレイ１は、投影光学系１３として主ミラー１３１と凹面鏡１３２とを備えている。
また、液晶パネル１１は、バックライト１２の上方に液晶パネル移動機構１６によって前後に移動可能に支持されている。

また、ヘッドアップディスプレイ１には、複数の温度センサ１５が、液晶パネル１１の位置に関わらずに液晶パネル１１の前方部分の温度と後方部分の温度を検出できるように設けられている。
なお、図では、温度センサ１５として、放射温度計等の非接触式の温度センサ１５を設けた場合について示したが、温度センサ１５としては、複数の接触式の温度センサ１５を液晶パネル１１の前方部分の側部と後方部分の側部端等に、液晶パネル１１の位置に関わらずに液晶パネル１１の前方部分の温度と後方部分の温度を検出できるように配置して用いるようにしてもよい。

ここで、液晶パネル１１を移動する液晶パネル移動機構１６としては、たとえば、図２ｃに示すような、前後方向を軸方向とするネジ１６１と、液晶パネル１１に固定したボールネジナット１６２と、ネジ１６１を回転する、データ処理装置２から制御可能なモータ１６３と、液晶パネル１１の前後方向の移動をガイドするガイド１６４とを備えたボールネジ機構を用いることができる。

そして、このようなヘッドアップディスプレイ１の構造において、バックライト１２の光は、液晶パネル１１の図中にＡで示す被投影範囲に配置されている部分を下方より照射し、液晶パネル１１の被投影範囲Ａにある部分を透過した光は凹面鏡１３２で反射した後、主ミラー１３１で反射して、フロントウインドシールドに投影される。

さて、このようなヘッドアップディスプレイ１において、太陽とヘッドアップディスプレイ１との位置関係によっては、図示するように、太陽光が、主ミラー１３１、凹面鏡１３２の順に凹面鏡１３２に入射し、凹面鏡１３２によって、液晶パネル１１の被投影範囲Ａ内の位置に集光されることがある。そして、このような場合、液晶パネル１１の位置を固定とした場合、液晶パネル１１の太陽光が集光する位置が過剰に加熱され、液晶パネル１１の故障や表示不良が発生することがある。

なお、ヘッドアップディスプレイ１は、図２ｂに示すように液晶パネル１１の被投影範囲Ａにある部分以外の部分を凹面鏡１３２に対して遮光するように構成してもよい。ただし、ヘッドアップディスプレイ１の各部の配置を、液晶パネル１１の被投影範囲Ａにある部分以外に、凹面鏡１３２によって太陽光が集光される可能性がない配置とした場合には、液晶パネル１１の被投影範囲Ａにある部分以外の部分を凹面鏡１３２に対して遮光しなくてもよい。

以下、このような構成において、データ処理装置２が、液晶パネル１１の加熱を防止するために行う加熱防止処理について説明する。
図３に、この加熱防止処理の手順を示す。
図示するように、データ処理装置２は、加熱防止処理において、まず、液晶パネル移動機構１６を制御し、液晶パネル１１の位置を第１ポジションに設定する（ステップ３０２）。
ここで、第１ポジションは、図４ａ１に示すように、液晶パネル１１の後方の部分である第１領域ｒ１が、被投影範囲Ａ内となる位置となり、液晶パネル１１の前方の部分である第２領域ｒ２が被投影範囲Ａより前方の位置となる液晶パネル１１の位置とする。なお、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２とは重複する領域がないように設定する。また、本実施形態では、液晶パネル１１の後方が液晶パネル１１の表示画面の上方に、液晶パネル１１の前方が液晶パネル１１の表示画面の下方になるように液晶パネル１１を配置している。

そして、次に、液晶パネル１１の表示領域を第１領域ｒ１に設定する（ステップ３０４）。
ここで、データ処理装置２は、第１領域ｒ１が表示領域として設定されている期間中は、図４ａ２に示すように、第１領域ｒ１中に画像を表示する。
次に、第１領域ｒ１を表示領域に設定したならば（ステップ３０４）、温度センサ１５が検出している液晶パネル１１の後方部分である第１領域ｒ１の温度が所定の温度Th超となるのを監視する（ステップ３０６）。ここで、温度Thは、液晶パネル１１の正常動作が保証できる温度の上限、もしくは、当該上限から所定のマージンを差し引いた温度とする。

そして、第１領域ｒ１の温度が温度Th超となったならば、液晶パネル１１の前方部分である第２領域ｒ２の温度が温度Th超であるかどうかを調べ（ステップ３０８）、第２領域ｒ２の温度が温度Th超でなければ、液晶パネル移動機構１６を制御し、液晶パネル１１の位置を第２ポジションに設定する（ステップ３１０）。

ここで、第２ポジションは、図４ｂ１に示すように、液晶パネル１１の前方の部分である第２領域ｒ２が被投影範囲Ａ内となり、液晶パネル１１の後方の部分である第１領域ｒ１の位置が被投影範囲Ａより後方の位置となる液晶パネル１１の位置とする。

そして、次に、液晶パネル１１の表示領域を第２領域ｒ２に設定する（ステップ３１２）。
ここで、データ処理装置２は、第２領域ｒ２が表示領域として設定されている期間中は、図４ｂ２に示すように、第２領域ｒ２中に画像を表示する。
そして、温度センサ１５が検出している液晶パネル１１の第２領域ｒ２の温度が所定の温度Th超となるのを監視する（ステップ３１４）。
そして、第２領域ｒ２の温度が所定の温度Th超となったならば、液晶パネル１１の第１領域ｒ１の温度が温度Th超であるかどうかを調べ（ステップ３１６）、第１領域ｒ１の温度が温度Th超でなければ、ステップ３０２からの処理に戻る。

一方、ステップ３０８で、液晶パネル１１の第２領域ｒ２の温度が温度Th超であると判定された場合や、ステップ３１６で液晶パネル１１の第１領域ｒ１の温度が温度Th超であると判定された場合には、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の双方の温度が温度Th超であるので、ヘッドアップディスプレイ１の表示を停止し、ヘッドアップディスプレイ１を太陽光による加熱から保護するシャットダウン処理を行う（ステップ３１８）すなわち、シャットダウン処理では、バックライト１２の消灯を行う他、ヘッドアップディスプレイ１に備えられている保護機構による太陽光の液晶パネル１１への入射の抑止を行う。ここで、この保護機構としては、閉状態においてヘッドアップディスプレイ１内部を外部に対して遮光するシャッターや、主ミラー１３１や凹面鏡１３２を回転させる機構などを用いることができ、シャッターを保護機構として設けた場合には、シャットダウン処理では、シャッターの閉状態への遷移を行い、主ミラー１３１や凹面鏡１３２を回転させる機構を保護機構として設けた場合には、シャットダウン処理では、主ミラー１３１や凹面鏡１３２の太陽光が液晶パネル１１に入射しない角度への回転を行う。
そして、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の双方の温度が共に温度Th未満となるのを待ち（ステップ３２０）、双方の温度が共に温度Th未満となったならば、ヘッドアップディスプレイ１の状態を、ステップ３１８でシャットダウン処理を行う前の状態に復帰する復帰処理を行い（ステップ３２２）、ステップ３０２からの処理に戻る。すなわち、ステップ３２２の復帰処理では、バックライト１２の点灯を行う他、シャッターを保護機構として設けた場合には、シャッターの開状態への遷移を行い、主ミラー１３１や凹面鏡１３２を回転させる機構を保護機構として設けた場合には、主ミラー１３１や凹面鏡１３２を図２ｂに示した角度に復帰させる回転を行う。

以上、データ処理装置２が行う加熱防止処理について説明した。
以上のような車載システムによれば、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２とのうちの任意の一方を選択的にフロントウインドシールドに投影する画像の表示に用いることができると共に、第１領域ｒ１を画像の表示に用いているときに第１領域ｒ１の温度が所定温度より高温となったならば、投影範囲Ａ内に配置して画像の表示に用いる領域を第２領域ｒ２に切り替え、第２領域ｒ２を画像の表示に用いているときに第２領域ｒ２の温度が所定温度より高温となったならば、投影範囲Ａ内に配置して画像の表示に用いる領域を第１領域ｒ１に切り替える。

よって、液晶パネル１１の表示に用いている領域に集光される太陽光により、液晶パネル１１の特定の部分が加熱され続けて過剰に高温となってしまうことを防止することができ、液晶パネル１１の故障や表示の不具合の発生を抑制することができる。また、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２のサイズは等しくすることができるのでヘッドアップディスプレイ１の表示能力を低化することなく、液晶パネル１１の加熱を防止することができる。

ところで、以上の実施形態では、液晶パネル１１に表示された画像がフロントウインドシールドに投影される範囲であって、太陽光が集光される可能性のある液晶パネル１１の範囲でもある被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を、液晶パネル１１を移動して、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の間で切り替えるようにしたが、これは、図５ａ１、図５ｂ１に示すように、凹面鏡１３２を移動することにより、被投影範囲Ａを移動して、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２との間で切り替えるようにしてもよい。
なお、この場合には、バックライト１２は、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の双方を照明するように設けるか、被投影範囲Ａの移動に連動させて移動し、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２のうちの被投影範囲Ａに位置する方の領域を照明するようする。

なお、図５ａ２は、図５ａ１に示すように被投影範囲Ａが第１領域ｒ１に重なる範囲に設定されているときに行う液晶パネル１１の表示を、図５ｂ２は、図５ｂ１に示すように被投影範囲Ａが第２領域ｒ２に重なる範囲に設定されているときに行う液晶パネル１１の表示を表している。

ここで、凹面鏡１３２の移動により投影光学系１３の拡大率等が変化する場合には、図５ａ２、ｂ２に示すように、当該変化分を吸収するように、データ処理装置２において、液晶パネル１１に表示する画像のサイズ等を変更するようにする。

なお、このような被投影範囲Ａの移動は、主ミラー１３１や、凹面鏡１３２と主ミラー１３１の双方を移動したり、凹面鏡１３２と主ミラー１３１の少なくとも一方を回転させることにより実現するようにしてもよい。

また、以上のような被投影範囲Ａの移動による、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の間での切り替えは、凹面鏡１３２や主ミラー１３１とは別に、凹面鏡１３２と液晶パネル１１との間の光路を変更するためのミラーを設けることにより実現してもよい。

すなわち、たとえば、図６ａ１、ｂ１に示すように、凹面鏡１３２と液晶パネル１１との間の光路を変更するためのミラーとして、固定ミラー６０１と、前後に移動可能な可動ミラー６０２を設ける。そして、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を第１領域ｒ１とするときには、図６ａ１に示すように、可動ミラー６０２を第１領域ｒ１と凹面鏡１３２の間から外れた位置に移動して、第１領域ｒ１に表示された画像が直接、凹面鏡１３２に入射するようにする。また、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を第２領域ｒ２とするときには、図６ｂ１に示すように、可動ミラー６０２を第１領域ｒ１と凹面鏡１３２の間に移動して、第２領域ｒ２に表示された画像が固定ミラー６０１と可動ミラー６０２で反射して凹面鏡１３２に入射するようにする。
なお、この場合にも、バックライト１２は、液晶パネル１１の第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の双方を照明するように設けるか、被投影範囲Ａの移動に連動させて移動し、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２のうちの被投影範囲Ａに位置する方の領域を照明するようする。

なお、図６ａ２は、図６ａ１に示すように被投影範囲Ａが第１領域ｒ１に重なる範囲に設定されているときに行う液晶パネル１１の表示を、図６ｂ２は、図６ｂ１に示すように被投影範囲Ａが第２領域ｒ２に重なる範囲に設定されているときに行う液晶パネル１１の表示を表している。

また、以上の実施形態では、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を、第１領域ｒ１と第２領域ｒ２の間で切り替えるようにしたが、これは、液晶パネル１１を前後に移動する場合について図７ａ１、ａ２、ａ３、ａ４に示したように、常時、液晶パネル１１を前後に往復移動させ、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲が常時変化するようにしてもよい。

なお、図７ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４は、それぞれ、液晶パネル１１が図７ａ１、ａ２、ａ３、ａ４に示したの位置にあるときに行う液晶パネル１１の表示を表している。図示するように、データ処理装置２は、その時点で、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を表示領域として、当該表示領域内に画像を表示する。

このようにしても、液晶パネル１１の特定の部分のみが太陽光の集光により加熱され続けて過剰に高温となってしまうことを抑止することができる。
また、以上の実施形態では、液晶パネル１１として単一の液晶パネル１１を用いたが、これは、図８ａ１、ｂ１に示すように、液晶パネル１１として第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２を、液晶パネル移動機構１６により前後に移動可能に設け、第１液晶パネル１１１の表示画面を第１領域ｒ１、第２液晶パネル１１２の表示画面を第２領域ｒ２として用いるようにしてもよい。

すなわち、この場合には、図３に示した加熱防止処理において、第１ポジションは、図８ａ１に示すように、第１液晶パネル１１１の表示画面である第１領域ｒ１が被投影範囲Ａ内となる位置とし、第２ポジションは、図８ｂ１に示すように、第２液晶パネル１１２の表示画面である第２領域ｒ２が被投影範囲Ａ内となる位置とする。

なお、図８ａ２は、図８ａ１に示すように第１領域ｒ１すなわち第１液晶パネル１１１が被投影範囲Ａに重なる範囲に設定されているときに行う第１液晶パネル１１１と第２表示パネルの表示を、図８ｂ２は、図８ｂ１に示すように第２領域ｒ２すなわち第２液晶パネル１１２が被投影範囲Ａに重なる範囲に設定されているときに行う第１液晶パネル１１１と第２表示パネルの表示を表している。

ところで、このように、液晶パネル１１として第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２を設ける場合、被投影範囲Ａに位置する液晶パネル１１の範囲を、第１領域ｒ１（第１液晶パネル１１１）と第２領域ｒ２（第２液晶パネル１１２）との間で切り替えるための、第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２の移動は、図９ａ１、図９ｂ１に示すように、第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２をバックライト１２の上下にバックライト１２側を裏側として設け、第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２をバックライト１２の位置を中心として回転させることにより実現してもよい。

なお、図９ａ２は、図９ａ１に示すように被投影範囲Ａが第１領域ｒ１すなわち第１液晶パネル１１１に重なる範囲に設定されているときに行う第１液晶パネル１１１と第２表示パネルの表示を、図９ｂ２は、図８ｂ１に示すように被投影範囲Ａが第２領域ｒ２すなわち第２液晶パネル１１２に重なる範囲に設定されているときに行う第１液晶パネル１１１と第２表示パネルの表示を表している。

また、以上のように液晶パネル１１として第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２を設けた場合にも、液晶パネル１１として単一の液晶パネル１１を設けた場合と同様に、第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２を移動する代わりに、被投影範囲Ａを移動して、被投影範囲Ａに位置する液晶パネルを、第１液晶パネル１１１と第２液晶の間で切り替えるようにしてもよい。

すなわち、液晶パネル１１として第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２を設けた場合にも、図５に示した場合と同様に、凹面鏡１３２や主ミラー１３１の移動や回転によって被投影範囲Ａを移動して、被投影範囲Ａに位置する液晶パネルを、第１液晶パネル１１１と第２液晶の間で切り替えたり、図６に示した場合と同様に、凹面鏡１３２と液晶パネル１１との間の光路を変更するためのミラーを設けることによって被投影範囲Ａを移動して、被投影範囲Ａに位置する液晶パネルを、第１液晶パネル１１１と第２液晶パネル１１２の間で切り替えるようにしてよい。

１…ヘッドアップディスプレイ、２…データ処理装置、１１…液晶パネル、１２…バックライト、１３…投影光学系、１４…表示コントローラ、１５…温度センサ、１６…液晶パネル移動機構、１０１…筐体、１０２…カバーガラス、１１１…第１液晶パネル、１１２…第２液晶パネル、１３１…主ミラー、１３２…凹面鏡、１６１…ネジ、１６２…ボールネジナット、１６３…モータ、１６４…ガイド、６０１…固定ミラー、６０２…可動ミラー。

Claims (6)

1. 自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
   液晶パネルと、
   所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、
   液晶パネルを移動する移動機構と、
   前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、
   前記移動機構を制御して、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を、第１の部分と前記第２の部分との間で切り替える液晶パネル配置制御手段と、
   少なくとも前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度を検出する温度検出手段とを有し、
   前記液晶パネル配置制御手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を前記第２の部分に切り替え、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が前記所定の温度を超えたときに、前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分を前記第１の部分に切り替え、
   前記表示手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第１の部分に画像を表示し、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第２の部分に画像を表示することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
2. 自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
   液晶パネルと、
   被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する、１または複数の光学部品のセットより構成された投影光学系と、
   前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、
   少なくとも一つの前記光学部品の配置または前記投影光学系を構成する前記セットに含まれる光学部品を変更することにより、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第１の部分が配置される配置と、当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第２の部分が配置される配置との間で切り替える被投影範囲配置切替手段と、
   少なくとも前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度を検出する温度検出手段とを有し、
   前記被投影範囲配置切替手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第２の部分が配置される配置に切り替え、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置された部分の温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を当該被投影範囲内に前記液晶パネルの第１の部分が配置される配置に切り替え、
   前記表示手段は、前記第１の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第１の部分に画像を表示し、前記第２の部分が前記被投影範囲内に配置されているときには、当該第２の部分に画像を表示することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
3. 自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
   液晶パネルと、
   所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルの部分に表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、
   液晶パネルを移動する移動機構と、
   前記液晶パネルに画像を表示する表示手段と、
   前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置される部分が徐々に変化し続けるように前記液晶パネルを前記移動機構に移動させる液晶パネル移動制御手段とを有し、
   前記表示手段は、各時点において、当該時点で前記液晶パネルの前記被投影範囲内に配置されている部分に画像を表示することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
4. 自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
   二つの液晶パネルと、
   所定の被投影範囲内に配置された前記液晶パネルに表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する投影光学系と、
   前記二つの液晶パネルを移動する移動機構と、
   前記二つの液晶パネルへの画像の表示を行う表示手段と、
   前記移動機構を制御して、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前記二つの液晶パネルの間で切り替える液晶パネル配置制御手段と、
   少なくとも前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度を検出する温度検出手段とを有し、
   前記液晶パネル配置制御手段は、前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルを第１の液晶パネル、他方の液晶パネルを第２の液晶パネルとして、前記第１の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前第２の液晶パネルに切り替え、前記第２の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲内に配置される液晶パネルを、前第１の液晶パネルに切り替え、
   前記表示手段は、前記被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置されているときには、前記第１の液晶パネルに画像を表示し、前記被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置されているときには、前記第２の液晶パネルに画像を表示することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
5. 自動車のフロントウインドシールド方向に向けて画像を投影するヘッドアップディスプレイシステムであって、
   二つの液晶パネルと、
   被投影範囲内に配置された前記液晶パネルに表示された画像をフロントウインドシールドに向けて投影する、１または複数の光学部品のセットより構成された投影光学系と、
   前記二つの液晶パネルへの画像の表示を行う表示手段と、
   少なくとも一つの前記光学部品の配置または前記投影光学系を構成する前記セットに含まれる光学部品を変更することにより、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルが配置される配置と、当該被投影範囲内に前記二つの液晶パネルのうちの他方の液晶パネルが配置される配置との間で切り替える被投影範囲配置切替手段と、
   少なくとも前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度を検出する温度検出手段とを有し、
   前記被投影範囲配置切替手段は、前記二つの液晶パネルのうちの一方の液晶パネルを第１の液晶パネル、他方の液晶パネルを第２の液晶パネルとして、前記第１の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置される配置に切り替え、前記第２の液晶パネルが前記被投影範囲内に配置されているときに、前記温度検出手段が検出した前記被投影範囲内に配置された液晶パネルの温度が所定の温度を超えたときに、前記被投影範囲の配置を、当該被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置される配置に切り替え、
   前記表示手段は、前記被投影範囲内に前記第１の液晶パネルが配置されているときには、前記第１の液晶パネルに画像を表示し、前記被投影範囲内に前記第２の液晶パネルが配置されているときには、前記第２の液晶パネルに画像を表示することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
6. 請求項１、２、３、４または５記載のヘッドアップディスプレイシステムであって、
   前記投影光学系は、凹面鏡を含むことを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。