JP2020086253A - Head-up display device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present disclosure relates to a head-up display device.
従来のヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献1や特許文献2に開示されたものがある。特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は液晶方式のヘッドアップディスプレイ装置において、視認者から見て路面に沿うように虚像を見せるため、視認者から離れる方向(車両が前進するときの進行方向)に沿って表示画像を引き延ばして虚像表示をしている。
Conventional head-up display devices include those disclosed in Patent Document 1 and
また、特許文献2に開示されたヘッドアップディスプレイ装置はプロジェクション方式のヘッドアップディスプレイ装置において、視認者から見て路面に沿うように虚像を見せるため、スクリーンの上下を通る表示光の光路長を異ならせて虚像の上下の結像距離を変えて虚像表示している。
Further, the head-up display device disclosed in
特許文献1や特許文献2に開示されたヘッドアップディスプレイ装置においては、虚像の表示領域の外縁部が薄く光輝し、当該表示領域と非表示領域との境界(本開示ではポストカード表示と定義する)が視認される。
In the head-up display device disclosed in Patent Document 1 or
特許文献1や特許文献2に開示されたヘッドアップディスプレイ装置においては、視認者から見て路面に沿うように虚像を見せるにあたって、一点透視図法などの奥行き方向(車両の進行方向)の線が所定の消失点に収束する絵を表示する。しかしながら、ポストカードが矩形に表示されるため、視認者から見て虚像が路面に沿うように認識され難いという課題があった。
In the head-up display device disclosed in Patent Document 1 or
本開示は、視認者から見て虚像が路面に沿うように認識され易い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。 The present disclosure aims to provide a head-up display device in which a virtual image is easily recognized by a viewer as if it were along a road surface.
本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、
光源と、
前記光源に照らされて虚像を表す画像を表示面に形成する表示部と、
前記光源と前記表示部を制御する制御部と、を備えた車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御部は、前記表示部に前記車両の進行方向を奥行方向とする遠近図法で前記画像を前記表示面に形成させ、
前記表示部の表面側あるいは裏面側に台形の枠状遮光部を設ける。
The head-up display device of the present disclosure is
A light source,
A display unit that forms an image representing a virtual image on the display surface by being illuminated by the light source,
A head-up display device mounted on a vehicle, comprising: a light source and a control unit that controls the display unit,
The control unit causes the display unit to form the image on the display surface by a perspective method in which a traveling direction of the vehicle is a depth direction,
A trapezoidal frame-shaped light-shielding portion is provided on the front surface side or the back surface side of the display portion.
本開示によれば、視認者から見て虚像が路面に沿うように認識され易いヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a head-up display device in which a virtual image is easily recognized by a viewer as if it were along a road surface.
本開示のヘッドアップディスプレイ装置を添付図面(図1〜図6)を参照して説明する。 A head-up display device of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings (FIGS. 1 to 6).
(第1実施形態)
図1を参照する。本開示の第1実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1Aは、プロジェクタ(光源)10A、枠状遮光部11、スクリーン(表示部)12、凹面鏡13、制御回路基板(制御部)14、筐体15、を備える。
(First embodiment)
Please refer to FIG. The head-up display device 1A according to the first embodiment of the present disclosure includes a projector (light source) 10A, a frame-shaped
ヘッドアップディスプレイ装置1Aは、車両の運転席側のインストルメントパネル内に収容される。プロジェクタ10Aが出射した光をスクリーン12Aの背面に照射し、このスクリーン12Aの表示面に画像が形成される。スクリーン12Aの表示面に形成された画像から発せられた光は、凹面鏡13で反射されて筐体15の透光性防塵カバー(出射口)16から筐体15外部に出射される。筐体15外部に出射された光は、車両の運転席前方のウィンドシールド2に投射される。車両に搭乗し運転席に座った搭乗者(視認者)4は、虚像可視領域3内からウィンドシールド2を視認することで、ウィンドシールド2の前方にスクリーン12Aの表示面に形成された画像から発せられた光の虚像Vを見ることができる。
The head-up display device 1A is housed in an instrument panel on the driver's seat side of the vehicle. The back surface of the
プロジェクタ10Aは、例えば、DMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)などの反射型表示器を用いたものである。
The
枠状遮光部11は、プロジェクタ10Aが出射した光の一部を遮光する枠状の覆い部材であり、プロジェクタ10Aとスクリーン12Aの間、つまり、スクリーン12Aの入射面側に設けられている。枠状遮光部11は、制御回路基板14に制御されて、プロジェクタ10Aが出射した光の一部を遮光する枠形状を変更することができる。詳細については後述する。
The frame-shaped
スクリーン12Aは、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板などを用いたものである。スクリーン12Aは、制御回路基板14に制御されて鉛直方向を基準に角度0〜θ12傾けることができる。スクリーン12Aが角度θ12傾くと、ウィンドシールド2の前方に表示される虚像Vも角度θv傾いて視認される。
The
凹面鏡13は、虚像を拡大するための拡大鏡である。また、凹面鏡13の曲面は、ウィンドシールド2の湾曲形状による虚像Vの歪みを補正する形状を含む。
The
制御回路基板14は、プロジェクタ10A、枠状遮光部11、スクリーン12Aを制御するマイクロコントローラが実装された回路基板である。制御回路基板14は、CAN(コントローラエリアネットワーク)などの車両内ネットワークに接続されており、CANを介して車両の走行速度やエンジン回転数、車両の警告情報、経路案内情報などの各種車両情報を取得する。
The
筺体15は、プロジェクタ10A、枠状遮光部11、スクリーン12A、凹面鏡13、制御回路基板14を収容するケースである。筐体15には、虚像を表す光を筐体15外に出射するための開口(出射口)が設けられている。この開口は、アクリル樹脂製の透光性防塵カバー16で覆われている。
The
図2及び図3を参照する。枠状遮光部11は、矩形の開口110が形成された遮光性の基部111と、回転軸1120を中心に回転し開口110の一部を覆う遮光形状変更部112から主に構成される。枠状遮光部11は、制御回路基板14に制御されて、図2に示すような矩形の開口110が遮光形状変更部112に覆われない第1状態S1と、図3に示すような矩形の開口110の一部が遮光形状変更部112に覆われて開口110が台形形状となる第2状態S2に変更される。
Please refer to FIG. 2 and FIG. The frame-shaped light-
図4を参照する。制御回路基板14は、スクリーン12Aを鉛直方向と平行に移動させているとき、ウィンドシールド2の前方に表示される虚像Vも鉛直方向に平行に表示される。このとき、制御回路基板14は、スクリーン12Aに車両情報infоを遠近図法でない通常画像で表示させる。また、制御回路基板14は、枠状遮光部11を第1状態S1に変更する。このようにすることで、虚像Vは、鉛直方向に立って表示され、そのときの虚像VのポストカードVfは矩形で表示される。
Please refer to FIG. When the
図5を参照する。制御回路基板15は、スクリーン12Aを鉛直方向に対し角度θ12傾くように移動させるとき、ウィンドシールド2の前方に表示される虚像Vも鉛直方向に対し角度θv傾いて表示される。このとき、制御回路基板14は、スクリーン12Aに車両情報infоを車両の進行方向を奥行方向とする遠近図法で表現されたパースペクティブ画像を表示させる。パースペクティブ画像は、例えば、図5に示されるような奥行方向に向かって狭まる矢印で表される経路案内情報を表す画像である。また、制御回路基板14は、枠状遮光部11を第2状態S2に変更する。このようにすることで、虚像Vは、鉛直方向に角度θv傾いて表示され、そのときの虚像VのポストカードVfは上方が狭まった台形で表示され、遠近図法で表現された車両情報infоの遠近感と相まって、視認者4から見て虚像Vが路面に沿うように認識され易い。
Please refer to FIG. When the
(第2実施形態)
本開示の枠状遮光部11は、第1実施形態で示したプロジェクション型ヘッドアップディスプレイ装置1Aの他に、図6に示す液晶型ヘッドアップディスプレイ装置1Bにも適用できる。
本開示の第2実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1Bを、第1実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置1Aとの差分によって説明する。ヘッドアップディスプレイ装置1Bは、ヘッドアップディスプレイ装置1Aに対し、プロジェクタ10AがLED回路基板10Bに置き換え、スクリーン12Aが液晶表示素子12Bに置き換かえたものである。また、枠状遮光部11が液晶表示素子(表示部)12bの出射側に設けられている。
(Second embodiment)
The frame-shaped
The head-up
また、ヘッドアップディスプレイ装置1Bは、虚像Vの傾きを不動にしたものである。制御回路基板14は、遠近図法で表現された車両情報infоを液晶表示素子12bに表示させるとき、枠状遮光部11を第2状態S2に変更する。このようにすることで、上方が狭まった台形で表示される虚像VのポストカードVfと遠近図法で表現された車両情報infоの遠近感が相まって、視認者4から見て虚像Vが路面に沿うように認識され易い。
Further, the head-up
1A プロジェクション型ヘッドアップディスプレイ装置
1B 液晶型ヘッドアップディスプレイ装置
10A プロジェクタ(光源)
10B LED基板(光源)
11 枠状遮光部
12A スクリーン
12B 液晶表示素子
14 制御回路基板(制御部)
1A Projection type head-up
10B LED board (light source)
11 Frame Light-
Claims (4)
前記光源に照らされて虚像を表す画像を表示面に形成する表示部と、
前記光源と前記表示部を制御する制御部と、を備えた車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御部は、前記表示部に前記車両の進行方向を奥行方向とする遠近図法で前記画像を前記表示面に形成させ、
前記表示部の表面側あるいは裏面側に台形の枠状遮光部を設ける、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A light source,
A display unit that forms an image representing a virtual image on the display surface by being illuminated by the light source,
A head-up display device mounted on a vehicle, comprising: a light source and a control unit that controls the display unit,
The control unit causes the display unit to form the image on the display surface by a perspective method in which a traveling direction of the vehicle is a depth direction,
A trapezoidal frame-shaped light-shielding portion is provided on the front surface side or the back surface side of the display portion,
A head-up display device characterized by the above.
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。 The frame-shaped light-shielding portion is configured so that the trapezoidal shape can be changed.
The head-up display device according to claim 1, wherein:
前記表示部は、前記プロジェクタに照らされるスクリーンである、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The light source is a projector,
The display unit is a screen illuminated by the projector,
The head-up display device according to claim 1 or 2, characterized in that.
前記表示部は、液晶表示素子である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The light source is an LED,
The display unit is a liquid crystal display device,
The head-up display device according to claim 1 or 2, characterized in that.
Priority Applications (1)
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JP2018222956A JP2020086253A (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Head-up display device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018222956A Pending JP2020086253A (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Head-up display device |
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JP (1) | JP2020086253A (en) |
-
2018
- 2018-11-29 JP JP2018222956A patent/JP2020086253A/en active Pending
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