JP2023084560A

JP2023084560A - Virtual image display device

Info

Publication number: JP2023084560A
Application number: JP2021198809A
Authority: JP
Inventors: 智史小堀; Satoshi Kobori; 雄一郎早川; Yuichiro Hayakawa; 誠坂井; Makoto Sakai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2023-06-19

Abstract

To provide a virtual image display device that can detect external light even when a space cannot be ensured behind a reflection part.SOLUTION: A virtual image display device comprises: a liquid crystal display 121 that emits display light of an image; and a plane mirror 131 that reflects the display light and projects the light on a windshield 10 located in front of a viewer, and the virtual image display device displays the image to the viewer in front of the windshield as a virtual image 20. The virtual image display device is provided with a beam splitter 140 that transmits part of external light in a direction opposite to the display light and reflects the rest of the external light in a direction different from the incident direction of the external light, a light sensor 151 that detects the amount of energy of the external light reflected by the beam splitter, and a control unit 170 that executes derating for the liquid crystal display based on the amount of energy of the external light detected by the light sensor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、虚像表示装置に関するものである。 The present disclosure relates to a virtual image display device.

虚像表示装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の虚像表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）は、バックライトの光によって、画像表示する表示装置と、表示装置を駆動する制御手段と、出射された表示画像の光を車両のウインドシールド等の透明板に反射させる反射部材とを備え、観察者に表示画像の虚像を、透明板を介して前方の風景に重ねて視認させるようになっている。 As a virtual image display device, for example, one described in Patent Document 1 is known. The virtual image display device (head-up display device) of Patent Document 1 includes a display device that displays an image with light from a backlight, a control means that drives the display device, and a vehicle windshield or the like that emits the light of the display image. The virtual image of the displayed image is superimposed on the scenery in front of the observer through the transparent plate and is visually recognized by the observer.

ここで、反射部材は、入射した光のうち、所定の波長帯域の光（例えば、赤外光）を背後に透過させ、所定の波長帯域以外の光（例えば、可視光）を反射させるようになっている。また、反射部材の背後には、透過した所定の波長大域の光の強度を検出する検出手段（例えば、赤外線センサ）を有している。 Here, of the incident light, the reflecting member transmits light in a predetermined wavelength band (eg, infrared light) to the rear and reflects light in a wavelength band other than the predetermined wavelength band (eg, visible light). It's becoming Further, behind the reflecting member, there is provided a detecting means (for example, an infrared sensor) for detecting the intensity of transmitted light of a predetermined wide wavelength range.

そして、制御手段は、検出手段が検出した光の強度に基づいて、表示装置の温度を推定し、推定温度が所定の閾値を超えた場合に、バックライトの輝度を低下させる、あるいは、バックライトを消灯させる（輝度調整する）ようになっている。 Then, the control means estimates the temperature of the display device based on the intensity of the light detected by the detection means, and if the estimated temperature exceeds a predetermined threshold, reduces the luminance of the backlight, or is turned off (brightness is adjusted).

これにより、太陽光等の外光等が表示装置に入り込んだときに、外光による表示装置の破損を極力回避するようになっている。 As a result, when external light such as sunlight enters the display device, damage to the display device due to the external light is avoided as much as possible.

特許第６１３５０４８号公報Japanese Patent No. 6135048

しかしながら、反射部材の背後に好適なスペースが確保できない場合は、検出手段の設定が困難となる。 However, if a suitable space cannot be secured behind the reflecting member, setting of the detection means becomes difficult.

本開示の目的は、上記問題に鑑み、反射部の背後にスペースが確保できない場合であっても、外光の検出を可能とする虚像表示装置を提供することにある。 In view of the above problem, an object of the present disclosure is to provide a virtual image display device capable of detecting external light even when a space cannot be secured behind the reflector.

本開示は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 The present disclosure employs the following technical means in order to achieve the above object.

本開示では、画像の表示光を出射する表示部（１２１）と、
表示光を反射させて、視認者の前方に位置する投影部材（１０）に投影する反射部（１３１、１３２）と、を備え、
画像を投影部材の前方に虚像（２０）として視認者に表示する虚像表示装置であって、
表示光とは逆方向となる外光の一部を透過させ、残りを外光の入射方向とは異なる方向に反射させるビームスプリッタ（１４０）と、
ビームスプリッタで反射された外光のエネルギ量を検出するセンサ部（１５１、１５２）と、
センサ部にて検出された外光のエネルギ量に基づいて、表示部に対するディレーティングを実行する制御部（１７０）と、が設けられている。 In the present disclosure, a display unit (121) that emits image display light,
a reflecting part (131, 132) that reflects the display light and projects it onto a projection member (10) positioned in front of the viewer;
A virtual image display device for displaying an image to a viewer as a virtual image (20) in front of a projection member,
a beam splitter (140) that transmits part of the external light in the opposite direction to the display light and reflects the rest in a direction different from the incident direction of the external light;
sensor units (151, 152) for detecting the amount of energy of external light reflected by the beam splitter;
and a control unit (170) for derating the display unit based on the amount of energy of the external light detected by the sensor unit.

この開示によれば、外光の一部をビームスプリッタによって、外光の入射方向とは異なる方向に反射させて、センサ部にて反射した外光のエネルギ量を検出するので、上記の特許文献１のように反射部の背後にセンサ部を設ける必要がない。即ち、反射部の背後にスペースが確保できない場合であっても、外光の検出が可能となる。 According to this disclosure, part of the external light is reflected by the beam splitter in a direction different from the incident direction of the external light, and the energy amount of the reflected external light is detected by the sensor unit. There is no need to provide a sensor section behind the reflecting section as in 1. That is, external light can be detected even if space cannot be secured behind the reflector.

そして、制御部は、検出された外光のエネルギ量に基づいて、表示部に対するディレーティングを実行するので、外光による表示部の損傷を抑制することができる。 Since the control unit derates the display unit based on the detected energy amount of the external light, damage to the display unit due to external light can be suppressed.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses of the above means indicate the corresponding relationship with specific means described in the embodiments to be described later.

第１実施形態の虚像表示装置の全体構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a virtual image display device according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 1st embodiment. 第２実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a second embodiment. 第３実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 3rd embodiment. 第４実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 4th embodiment. 第５実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 5th embodiment. 第６実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 6th embodiment. 第７実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual image display device of a 7th embodiment. 第８実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a virtual image display device according to an eighth embodiment; 第９実施形態の虚像表示装置を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a virtual image display device according to a ninth embodiment;

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each form, the same reference numerals may be given to the parts corresponding to the matters described in the preceding form, and overlapping explanations may be omitted. When only a part of the configuration is described in each form, the previously described other forms can be applied to other parts of the configuration. Not only combinations of parts that are explicitly stated that combinations are possible in each embodiment, but also partial combinations of embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a particular problem with the combination. is also possible.

（第１実施形態）
第１実施形態の虚像表示装置を図１、図２に基づいて説明する。図１に示すように、虚像表示装置は、車両の運転者（視認者）前方の投影部材（ここではウインドシールド１０）に、表示装置１２０（液晶ディスプレイ１２１）の画像を投影する装置である。 (First embodiment)
A virtual image display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. As shown in FIG. 1, the virtual image display device is a device that projects an image of a display device 120 (liquid crystal display 121) onto a projection member (here, the windshield 10) in front of the driver (viewer) of the vehicle.

つまり、虚像表示装置は、表示装置１２０から出射される画像を表す表示光（図１中の実線矢印）を、車両のウインドシールド１０の投射位置１０ａに投影させる。そして、虚像表示装置は、運転者と投射位置１０ａとを結ぶ線の車両前方延長線上（ウインドシールド１０の前方＝前景）に、虚像２０として重畳表示して、運転者に視認させるものとなっている。このような虚像表示装置を、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ‐ＵｐＤｉｓｐｌａｙ）装置１００Ａと呼び、以下、「ＨＵＤ装置１００Ａ」と表記する。 That is, the virtual image display device projects the display light (the solid line arrow in FIG. 1) representing the image emitted from the display device 120 onto the projection position 10a of the windshield 10 of the vehicle. The virtual image display device superimposes and displays the virtual image 20 on the front extension line of the vehicle (the front of the windshield 10 = foreground) of the line connecting the driver and the projection position 10a for the driver to visually recognize. there is Such a virtual image display device is called a head-up display device 100A, and hereinafter referred to as "HUD device 100A".

尚、ウインドシールド１０は、車両のフロント側のシールドであり、例えば２枚のガラスと、その中間に設けられる中間膜とから形成された合わせガラスが使用されている。ウインドシールド１０は、車両の上方から見た場合、および車両の側方から見た場合に、車両の室内側が凹面となる曲率を有しており、凹面鏡と同一の効果により、表示像を拡大して、より遠方に表示できるようになっている。 The windshield 10 is a shield on the front side of the vehicle, and uses, for example, laminated glass formed from two sheets of glass and an intermediate film provided between them. The windshield 10 has a curvature such that the interior side of the vehicle is concave when viewed from above and from the side of the vehicle, and has the same effect as a concave mirror to magnify the displayed image. so that it can be displayed at a greater distance.

ＨＵＤ装置１００Ａは、筐体１１０、表示装置１２０、平面鏡１３１、凹面鏡１３２、ビームスプリッタ１４０、光センサ１５１、および制御部１７０等を備えている。 100 A of HUD apparatuses are provided with the housing|casing 110, the display apparatus 120, the plane mirror 131, the concave mirror 132, the beam splitter 140, the optical sensor 151, and the control part 170 grade|etc.,.

筐体１１０は、表示装置１２０、平面鏡１３１、凹面鏡１３２、ビームスプリッタ１４０、光センサ１５１、および制御部１７０等を内部に収容するケース部材である。筐体１１０の上側（ウインドシールド１０側）には、防塵シート１１２が設けられている。筐体１１０は、車両のインストルメントパネル内に配置され、上側の防塵シート１１２がインストルメントパネルの一部を形成するようになっている。 The housing 110 is a case member that accommodates the display device 120, the plane mirror 131, the concave mirror 132, the beam splitter 140, the optical sensor 151, the controller 170, and the like. A dustproof sheet 112 is provided on the upper side of the housing 110 (on the windshield 10 side). The housing 110 is arranged in the instrument panel of the vehicle, and the dustproof sheet 112 on the upper side forms part of the instrument panel.

防塵シート１１２は、透光性を有しており、表示装置１２０からの表示光をウインドシールド１０側へ出射（通過）させると共に、筐体１１０内への塵、埃等の浸入を防止するようになっている。防塵シート１１２は、筐体１１０の内側にへこむように緩やかに湾曲するように形成されている。 The dust-proof sheet 112 has translucency, and allows the display light from the display device 120 to be emitted (passed) toward the windshield 10 and prevents dust, dirt, etc. from entering the housing 110 . It has become. The dustproof sheet 112 is formed so as to be gently curved so as to be recessed inside the housing 110 .

表示装置１２０は、液晶ディスプレイ１２１、およびバックライト１２２等を有している。 The display device 120 has a liquid crystal display 121, a backlight 122, and the like.

液晶ディスプレイ１２１は、バックライト１２２からの光によって透過照明されて、表示面１２１ａに所定の画像を表示するもの（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ＝ＬＣＤ）であり、制御部１７０の駆動回路によって駆動制御（画像処理）されるようになっている。液晶ディスプレイ１２１は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ＝ＴＦＴ）が用いられたＴＦＴ液晶ディスプレイが使用されている。液晶ディスプレイ１２１は、本開示の表示部に対応する。 The liquid crystal display 121 is illuminated by the light from the backlight 122 and displays a predetermined image on the display surface 121a (Liquid Crystal Display=LCD). ). For the liquid crystal display 121, for example, a TFT liquid crystal display using a thin film transistor (TFT) is used. The liquid crystal display 121 corresponds to the display section of the present disclosure.

バックライト１２２は、液晶ディスプレイ１２１の背面側（表示面１２１ａの反対側）に配置されて、通電（電力供給）されることで発光して、液晶ディスプレイ１２１に対して画像表示のための光を照射する光源部となっている。バックライト１２２は、例えば、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ＝ＬＥＤ）が使用されている。発光ダイオードは、複数設けられて、格子状に配置されている。バックライト１２２は、制御部１７０によって、発光状態が制御されて、液晶ディスプレイ１２１に対する光軸に沿うように、光を照射する。 The backlight 122 is arranged on the back side of the liquid crystal display 121 (opposite side of the display surface 121a), and emits light when energized (supplied with power) to provide the liquid crystal display 121 with light for image display. It is a light source for irradiation. The backlight 122 uses, for example, a light emitting diode (LED). A plurality of light emitting diodes are provided and arranged in a grid pattern. The light emission state of the backlight 122 is controlled by the control unit 170 to emit light along the optical axis of the liquid crystal display 121 .

そして、液晶ディスプレイ１２１は、バックライト１２２から照射される光によって、画像を表わす表示光を、バックライト１２２とは反対側となる平面鏡１３１に向けて出射するようになっている。 The liquid crystal display 121 emits display light representing an image from the light emitted from the backlight 122 toward the plane mirror 131 opposite to the backlight 122 .

液晶ディスプレイ１２１によって形成される画像（所定の画像）は、例えば、走行時における車両情報としての車速、車両用ナビゲーションシステムにおける目的地への案内情報としての右左折指示（ターンバイターン）、道路上における歩行者検出表示（歩行者を囲う楕円形マーク、あるいは歩行者マーク）、および衝突防止用の緊急的な安全警告（ブレーキ要請）等とすることができる。 The image (predetermined image) formed by the liquid crystal display 121 includes, for example, vehicle speed as vehicle information during traveling, right and left turn instructions (turn-by-turn) as guidance information to a destination in a vehicle navigation system, and on-road information. Pedestrian detection indications (elliptical marks surrounding pedestrians, or pedestrian marks), emergency safety warnings (brake requests) for collision prevention, etc. can be used.

液晶ディスプレイ１２１は、上記のような複数種類の表示画像を、１つずつ、あるいは、複数組み合わせて、表示面１２１ａに形成することができるようになっている。運転者は表示切替えスイッチにより、表示画像をいずれにするか、選択できるようになっている。 The liquid crystal display 121 can form a plurality of types of display images as described above one by one or in combination on the display surface 121a. The driver can select which display image to use with the display changeover switch.

尚、表示部としては、上記のような液晶ディスプレイ１２１に限定されることなく、例えば、有機ＥＬディスプレイ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ＝ＯＬＥＤ）、ＬＥＤディスプレイ、スクリーンを用いた投影機等としてもよい。 The display unit is not limited to the liquid crystal display 121 as described above, and may be, for example, an organic EL display (Organic Light Emitting Diode=OLED), an LED display, a projector using a screen, or the like.

平面鏡１３１は、反射面が平面を成す鏡であり、平面鏡１３１の反射面は、液晶ディスプレイ１２１および凹面鏡１３２に向き合うように配置されている。平面鏡１３１は、液晶ディスプレイ１２１からの表示光を、凹面鏡１３２に反射させるようになっている。平面鏡１３１は、本開示の反射部に対応する。また、平面鏡１３１は、表示光とは逆方向となる太陽光等の外光（図１中の破線矢印）があると、液晶ディスプレイ１２１に反射させる。尚、平面鏡１３１については、凸面鏡、あるいは凹面鏡を用いたものとしてもよい。 The plane mirror 131 is a mirror having a flat reflecting surface, and the reflecting surface of the plane mirror 131 is arranged to face the liquid crystal display 121 and the concave mirror 132 . The plane mirror 131 reflects the display light from the liquid crystal display 121 to the concave mirror 132 . The plane mirror 131 corresponds to the reflector of the present disclosure. In addition, the plane mirror 131 causes the liquid crystal display 121 to reflect external light such as sunlight (broken line arrow in FIG. 1) in the direction opposite to the display light. Incidentally, the plane mirror 131 may be a convex mirror or a concave mirror.

凹面鏡１３２は、平面鏡１３１からの反射像を拡大する鏡であり、凹面鏡１３２の反射面は、平面鏡１３１およびウインドシールド１０の投射位置１０ａに向き合うように配置されている。凹面鏡１３２は、液晶ディスプレイ１２１から出射されて、平面鏡１３１で反射された表示光を、筐体１１０の防塵シート１１２を通して、ウインドシールド１０の投射位置１０ａに反射させるようになっている。凹面鏡１３２は、平面鏡１３１と同様に、本開示の反射部に対応する。また、凹面鏡１３２は、外光（図１中の破線矢印）があると、平面鏡１３１に反射させる。 The concave mirror 132 is a mirror that magnifies the reflected image from the plane mirror 131 , and the reflecting surface of the concave mirror 132 is arranged to face the plane mirror 131 and the projection position 10 a of the windshield 10 . The concave mirror 132 reflects display light emitted from the liquid crystal display 121 and reflected by the plane mirror 131 through the dustproof sheet 112 of the housing 110 to the projection position 10a of the windshield 10 . Concave mirror 132, like plane mirror 131, corresponds to the reflecting section of the present disclosure. Moreover, the concave mirror 132 reflects the external light (broken line arrow in FIG. 1) to the plane mirror 131 .

尚、凹面鏡１３２は、水平方向の軸部によって回動可能に支持されており、駆動部と接続されている。そして、運転者の入力操作、あるいは制御部１７０によって、駆動部が作動されて、図１に示す凹面鏡１３２の傾斜方向が調整されるようになっている。凹面鏡１３２の傾斜角度が調整されることで、体格の異なる運転者に対して、個々に、投射位置１０ａをずらして、好適な位置で虚像２０が視認できるようになっている。 The concave mirror 132 is rotatably supported by a horizontal shaft and is connected to the driving section. The driver's input operation or the control unit 170 operates the driving unit to adjust the tilt direction of the concave mirror 132 shown in FIG. By adjusting the inclination angle of the concave mirror 132, the projection position 10a can be shifted individually for drivers of different builds, so that the virtual image 20 can be visually recognized at a suitable position.

ビームスプリッタ１４０は、入射する光のうち、一部を透過させると共に、残りを入射光の入射方向とは異なる方向に反射させる光学部材となっている。本実施形態では、ビームスプリッタ１４０は、液晶ディスプレイ１２１と、平面鏡１３１との間に配置されている。ビームスプリッタ１４０は、液晶ディスプレイ１２１からの表示光を、平面鏡１３１に透過させる。また、ビームスプリッタ１４０は、平面鏡１３１からの外光の一部を液晶ディスプレイ１２１側に透過させると共に、残りを入射方向とは異なる方向となるように再び平面鏡１３１側へ反射させる。 The beam splitter 140 is an optical member that transmits part of the incident light and reflects the rest in a direction different from the incident direction of the incident light. In this embodiment, beam splitter 140 is arranged between liquid crystal display 121 and plane mirror 131 . The beam splitter 140 transmits display light from the liquid crystal display 121 to the plane mirror 131 . Also, the beam splitter 140 transmits part of the external light from the plane mirror 131 to the liquid crystal display 121 side, and reflects the remaining light to the plane mirror 131 side again in a direction different from the incident direction.

ビームスプリッタ１４０としては、例えば、光の波長に対する選択性のあるコールドミラー、偏光選択性のある反射型偏光板、あるいは透過成分と反射成分とを有するハーフミラー等が使用される。コールドミラーは、赤外光を透過して、可視光を反射させる。反射型偏光板は、Ｐ偏光波、およびＳ偏向波のうち、一方を透過させて他方を反射させる。ハーフミラーは、入射される全光量のうち、一部（例えば５０％）を透過させ残り（例えば５０％）を反射させる。 As the beam splitter 140, for example, a cold mirror with selectivity to the wavelength of light, a reflective polarizing plate with polarization selectivity, or a half mirror having a transmission component and a reflection component, or the like is used. A cold mirror transmits infrared light and reflects visible light. A reflective polarizing plate transmits one of a P-polarized wave and an S-polarized wave and reflects the other. A half mirror transmits part (for example, 50%) of the total amount of incident light and reflects the rest (for example, 50%).

光センサ１５１は、ビームスプリッタ１４０の平面鏡１３１側に配置されており、ビームスプリッタ１４０にて反射された外光のエネルギ量（光の強度）を検出する。光センサ１５１は、本開示のセンサ部に対応する。光センサ１５１は、波長選択性を有している。光センサ１５１で検出された光のエネルギ量の信号は、制御部１７０に出力されるようになっている。 The optical sensor 151 is arranged on the plane mirror 131 side of the beam splitter 140 and detects the energy amount (light intensity) of the external light reflected by the beam splitter 140 . The optical sensor 151 corresponds to the sensor section of the present disclosure. The optical sensor 151 has wavelength selectivity. A light energy amount signal detected by the optical sensor 151 is output to the control section 170 .

制御部１７０は、投影用の画像形成のためのバックライト１２２の発光状態の制御、液晶ディスプレイ１２１の画像処理、および凹面鏡１３２における駆動部による凹面鏡１３２の傾斜角度の制御等を行う。更に、制御部１７０は、光センサ１５１で検出された外光の強度に応じて、液晶ディスプレイ１２１の耐熱温度を超えないようにディレーティングを行う。ディレーティングは、バックライト１２２への電流制限や、外光が液晶ディスプレイ１２１に至らないように、凹面鏡１３２の傾斜角度を変更すること等が含まれる。 The control unit 170 controls the light emitting state of the backlight 122 for image formation for projection, image processing of the liquid crystal display 121, control of the inclination angle of the concave mirror 132 by the drive unit in the concave mirror 132, and the like. Furthermore, the control unit 170 performs derating according to the intensity of the outside light detected by the optical sensor 151 so that the heat resistant temperature of the liquid crystal display 121 is not exceeded. Derating includes limiting the current to the backlight 122 and changing the tilt angle of the concave mirror 132 so that external light does not reach the liquid crystal display 121 .

ＨＵＤ装置１００Ａは、上記のように構成されており、以下、図２を加えて、ＨＵＤ装置１００Ａの作動、および作用効果について説明する。 100 A of HUD apparatuses are comprised as mentioned above, and FIG. 2 is added hereafter and the operation|movement of 100 A of HUD apparatuses and an effect are demonstrated.

制御部１７０は、表示切替えスイッチによる運転者の指示に基づいて表示すべき画像を決定すると共に、駆動回路を介して液晶ディスプレイ１２１に画像を形成させる（画像処理する）。 The control unit 170 determines the image to be displayed based on the driver's instruction by the display changeover switch, and causes the liquid crystal display 121 to form an image (perform image processing) through the drive circuit.

すると、図１に示すように、液晶ディスプレイ１２１は、バックライト１２２から出射される光によって、画像の表示光を、ビームスプリッタ１４０を透過させて、平面鏡１３１に出射させる。平面鏡１３１は、液晶ディスプレイ１２１から出射された表示光を反射させて、凹面鏡１３２に出射させる。更に、凹面鏡１３２は、表示光を、防塵シート１１２を通して、ウインドシールド１０の投射位置１０ａに反射させる。投射位置１０ａに反射された表示光（画像）は、運転者と投射位置１０ａとを結ぶ線の車両の前方延長線上（運転者の視野前方）に虚像２０として表示（結像）されて、運転者に視認されることになる。 Then, as shown in FIG. 1 , the liquid crystal display 121 causes the light emitted from the backlight 122 to transmit image display light through the beam splitter 140 and emit it to the plane mirror 131 . The plane mirror 131 reflects the display light emitted from the liquid crystal display 121 and emits it to the concave mirror 132 . Furthermore, the concave mirror 132 reflects the display light through the dust-proof sheet 112 to the projection position 10a of the windshield 10 . The display light (image) reflected at the projection position 10a is displayed (formed) as a virtual image 20 on the front extension line of the vehicle (in front of the driver's visual field) of the line connecting the driver and the projection position 10a. be visible to the person.

また、運転者によって虚像２０の位置（上下方向位置）を変更するための要求信号が生成されると、制御部１７０は、凹面鏡１３２の駆動部を作動させて、凹面鏡１３２を要求方向に回転させて運転者の設定位置に調整する。 Further, when the driver generates a request signal for changing the position (vertical position) of the virtual image 20, the control unit 170 operates the driving unit of the concave mirror 132 to rotate the concave mirror 132 in the requested direction. to adjust to the driver's set position.

ここで、太陽の位置によっては、図１中の破線矢印で示すように、表示光とは逆方向となる外光が、防塵シート１１２を透過して、凹面鏡１３２、および平面鏡１３１で反射して、液晶ディスプレイ１２１に至る場合がある。このとき、外光の一部は、ビームスプリッタ１４０で反射して、光センサ１５１に至り、外光の強度が検出されることになる。 Here, depending on the position of the sun, as indicated by the dashed arrow in FIG. , to the liquid crystal display 121 . At this time, part of the external light is reflected by the beam splitter 140 and reaches the optical sensor 151, and the intensity of the external light is detected.

本実施形態では、表示光とは逆方向となる外光の一部を透過させ、残りを外光の入射方向とは異なる方向に反射させるビームスプリッタ１４０を設け、ビームスプリッタ１４０で反射された外光の強度（エネルギ量）を光センサ１５１によって検出するようしている。よって、上記の特許文献１のように反射部（平面鏡１３１）の背後にセンサ部（光センサ１５１）を設ける必要がない。即ち、図２の白抜き矢印で示すように、平面鏡１３１の背後にスペースが確保できない場合であっても、外光の検出が可能となる。 In this embodiment, a beam splitter 140 is provided that transmits part of the external light in the opposite direction to the display light and reflects the rest in a direction different from the incident direction of the external light. The light intensity (energy amount) is detected by the optical sensor 151 . Therefore, it is not necessary to provide the sensor section (optical sensor 151) behind the reflecting section (flat mirror 131) as in Patent Document 1 above. That is, as indicated by the white arrow in FIG. 2, even if a space cannot be secured behind the plane mirror 131, external light can be detected.

そして、制御部１７０は、検出された外光の強度に基づいて、上記で説明したような液晶ディスプレイ１２１に対するディレーティングを実行することで、外光による液晶ディスプレイ１２１の損傷を抑制することができる。 Then, the control unit 170 performs derating on the liquid crystal display 121 as described above based on the intensity of the detected external light, thereby suppressing damage to the liquid crystal display 121 due to external light. .

また、本実施形態では、反射部としての平面鏡１３１および凹面鏡１３２のうち、液晶ディスプレイ１２１により近い側となる平面鏡１３１と、液晶ディスプレイ１２１との間に、ビームスプリッタ１４０、および光センサ１５１を設けるようにしているので、より精度の高い外光強度の検出が可能となる。 In addition, in the present embodiment, of the plane mirror 131 and the concave mirror 132 as the reflecting section, the beam splitter 140 and the optical sensor 151 are provided between the plane mirror 131 closer to the liquid crystal display 121 and the liquid crystal display 121. , it is possible to detect the external light intensity with higher accuracy.

（第２実施形態）
第２実施形態のＨＵＤ装置１００Ｂを図３に示す。第２実施形態のＨＵＤ装置１００Ｂは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、ビームスプリッタ１４０の設定位置を、平面鏡１３１と凹面鏡１３２との間に変更したものである。光センサ１５１は、ビームスプリッタ１４０の下側に配置されており、ビームスプリッタ１４０にて反射された外光のエネルギ量（光の強度）を検出する。 (Second embodiment)
A HUD device 100B of the second embodiment is shown in FIG. In the HUD device 100B of the second embodiment, the setting position of the beam splitter 140 is changed between the plane mirror 131 and the concave mirror 132 with respect to the HUD device 100A of the first embodiment. The optical sensor 151 is arranged below the beam splitter 140 and detects the energy amount (light intensity) of the external light reflected by the beam splitter 140 .

ビームスプリッタ１４０の設定位置は、上記第１実施形態のように、液晶ディスプレイ１２１と平面鏡１３１との間に限定されることなく、本実施形態のように、平面鏡１３１と凹面鏡１３２との間にも設定可能である。 The setting position of the beam splitter 140 is not limited to between the liquid crystal display 121 and the plane mirror 131 as in the first embodiment, but can also be between the plane mirror 131 and the concave mirror 132 as in the present embodiment. Configurable.

これにより、上記第１実施形態と同様に、図３中の白抜き矢印で示すように、平面鏡１３１の背後にスペースが確保できない場合であっても、外光の検出が可能となる。 As a result, as in the first embodiment, external light can be detected even if space cannot be secured behind the plane mirror 131, as indicated by the white arrow in FIG.

（第３実施形態）
第３実施形態のＨＵＤ装置１００Ｃを図４に示す。第３実施形態のＨＵＤ装置１００Ｃは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、ビームスプリッタ１４０から液晶ディスプレイ１２１までの第１距離ａと、ビームスプリッタ１４０から光センサ１５１までの第２距離ｂと、を同等（ａ≒ｂ）にしたものである。 (Third Embodiment)
A HUD device 100C of the third embodiment is shown in FIG. 100 C of HUD apparatuses of 3rd Embodiment have the 1st distance a from the beam splitter 140 to the liquid crystal display 121, and the 2nd distance from the beam splitter 140 to the optical sensor 151 with respect to 100A of HUD apparatuses of the said 1st Embodiment. b and are made equivalent (a≈b).

これにより、光センサ１５１にて検出される外光強度を、液晶ディスプレイ１２１に至る外光強度と同等なものとして検出することができるので、より精度の高い外光強度を得ることができる。 As a result, the external light intensity detected by the optical sensor 151 can be detected as equivalent to the external light intensity reaching the liquid crystal display 121, so that the external light intensity can be obtained with higher precision.

（第４実施形態）
第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄを図５に示す。第４実施形態のＨＵＤ装置１００Ｄは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、ビームスプリッタ１４０を、液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａにて兼用したものである。光センサ１５１は、液晶ディスプレイ１２１の平面鏡１３１側に配置されており、液晶ディスプレイ１２１の表示面１２１ａにて反射された外光のエネルギ量（光の強度）を検出する。 (Fourth embodiment)
A HUD device 100D of the fourth embodiment is shown in FIG. In the HUD device 100D of the fourth embodiment, the display surface 121a of the liquid crystal display 121 is also used as the beam splitter 140 in the HUD device 100A of the first embodiment. The optical sensor 151 is arranged on the plane mirror 131 side of the liquid crystal display 121 and detects the energy amount (light intensity) of external light reflected by the display surface 121 a of the liquid crystal display 121 .

これにより、専用のビームスプリッタ１４０を不要として、外光強度の検出が可能となる。 This eliminates the need for a dedicated beam splitter 140 and makes it possible to detect the intensity of external light.

（第５実施形態）
第５実施形態のＨＵＤ装置１００Ｅを図６に示す。第５実施形態のＨＵＤ装置１００Ｅは、上記第１実施形態のＨＵＤ装置１００Ａに対して、ビームスプリッタ１４０を、防塵シート１１２にて兼用したものである。 (Fifth embodiment)
A HUD device 100E of the fifth embodiment is shown in FIG. In the HUD device 100E of the fifth embodiment, the dust-proof sheet 112 also serves as the beam splitter 140 in the HUD device 100A of the first embodiment.

防塵シート１１２は、筐体１１０の内側にへこむように緩やかに湾曲するように形成されており、外光の一部を防塵シート１１２の前方側（車両前方側）へ反射させる。防塵シート１１２の前方側には、防塵シート１１２にて反射された外光を吸収する光吸収板１１３（ベゼル）が設けられており、光センサ１５１は、光吸収板１１３に設けられている。 The dust-proof sheet 112 is formed so as to be gently curved so as to be recessed inside the housing 110, and reflects part of the outside light to the front side of the dust-proof sheet 112 (vehicle front side). A light absorbing plate 113 (bezel) is provided on the front side of the dustproof sheet 112 to absorb external light reflected by the dustproof sheet 112 , and the optical sensor 151 is provided on the light absorbing plate 113 .

これにより、上記第４実施形態と同様に、専用のビームスプリッタ１４０を不要として、外光強度の検出が可能となる。 As a result, similarly to the fourth embodiment, the external light intensity can be detected without using the dedicated beam splitter 140 .

（第６実施形態）
第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆを図７に示す。第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆは、上記第２実施形態のＨＵＤ装置１００Ｂに対して、拡散板１６１を追加したものである。 (Sixth embodiment)
A HUD device 100F of the sixth embodiment is shown in FIG. The HUD device 100F of the sixth embodiment is obtained by adding a diffusion plate 161 to the HUD device 100B of the second embodiment.

拡散板１６１は、ビームスプリッタ１４０で反射された外光のエネルギを、光センサ１５１に伝搬させる部材であり、光センサ１５１のビームスプリッタ１４０側に設けられている。拡散板１６１は、本開示の伝搬部材に対応する。拡散板１６１は、光センサ１５１の領域を含むようにして、反射された外光を拡散させて、光センサ１５１側に出射するようになっている。 The diffusion plate 161 is a member that propagates the energy of external light reflected by the beam splitter 140 to the optical sensor 151 and is provided on the beam splitter 140 side of the optical sensor 151 . Diffusion plate 161 corresponds to the propagation member of the present disclosure. The diffuser plate 161 includes the area of the optical sensor 151 , diffuses the reflected external light, and emits it to the optical sensor 151 side.

本実施形態では、この拡散板１６１によって、ビームスプリッタ１４０からの外光が光センサ１５１を含むように拡散されて、光センサ１５１に確実に伝搬されるので、外光強度を正確に把握することが可能となる。つまり、外光の反射方向が光センサ１５１に対してずれている場合であっても、拡散効果によって外光の強度を正確に把握することができる。 In this embodiment, the diffuser plate 161 diffuses the external light from the beam splitter 140 so as to include the optical sensor 151 and reliably propagates it to the optical sensor 151. Therefore, it is possible to accurately grasp the external light intensity. becomes possible. In other words, even if the reflection direction of the external light is deviated from the optical sensor 151, the intensity of the external light can be accurately grasped by the diffusion effect.

（第７実施形態）
第７実施形態のＨＵＤ装置１００Ｇを図８に示す。第７実施形態のＨＵＤ装置１００Ｇは、上記第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆに対して、伝搬部材として拡散板１６１を導光板１６２に変更したものである。 (Seventh embodiment)
A HUD device 100G of the seventh embodiment is shown in FIG. In the HUD device 100G of the seventh embodiment, the diffusion plate 161 is changed to a light guide plate 162 as a propagation member in the HUD device 100F of the sixth embodiment.

導光板１６２は、ビームスプリッタ１４０からの外光を内部で反射させて、光センサ１５１に導く（出射する）ようになっている。導光板１６２において、内部反射させた外光を出射する位置に、光センサ１５１が設けられている。 The light guide plate 162 internally reflects external light from the beam splitter 140 and guides (emits) it to the optical sensor 151 . An optical sensor 151 is provided in the light guide plate 162 at a position where the internally reflected external light is emitted.

これにより、上記第６実施形態と同様に、ビームスプリッタ１４０からの外光の反射方向が、光センサ１５１に対して、ずれている場合であっても、導光板１６２によって、外光が光センサ１５１に導かれて、光センサ１５１に確実に伝搬されるので、外光強度を正確に把握することが可能となる。 As a result, even if the reflection direction of the external light from the beam splitter 140 deviates from the optical sensor 151, the external light can be detected by the light guide plate 162 as in the sixth embodiment. Since the light is guided to 151 and reliably propagated to the optical sensor 151, it is possible to accurately grasp the external light intensity.

（第８実施形態）
第８実施形態のＨＵＤ装置１００Ｈを図９に示す。第８実施形態のＨＵＤ装置１００Ｈは、上記第６実施形態のＨＵＤ装置１００Ｆに対して、センサ部として光センサ１５１を熱センサ１５２に変更すると共に、伝搬部材として拡散板１６１を熱伝導部材１６３に変更したものである。 (Eighth embodiment)
FIG. 9 shows the HUD device 100H of the eighth embodiment. In contrast to the HUD device 100F of the sixth embodiment, the HUD device 100H of the eighth embodiment has a heat sensor 152 instead of the optical sensor 151 as the sensor section, and a diffusion plate 161 as a heat transfer member in place of the heat conduction member 163. It has been changed.

熱センサ１５２は、ビームスプリッタ１４０からの外光のエネルギ量として温度を検出する。熱センサ１５２は、例えば、サーミスタや熱電対が使用される。熱センサ１５２は、熱伝導部材１６３に接触するように設けられている。 Thermal sensor 152 detects temperature as the amount of energy of external light from beam splitter 140 . A thermistor or a thermocouple is used as the thermal sensor 152, for example. The heat sensor 152 is provided so as to contact the heat conducting member 163 .

熱伝導部材１６３は、ビームスプリッタ１４０からの外光の熱を熱センサ１５２に伝導（伝搬）させる部材である。熱伝導部材１６３の熱伝導率は、例えば、ガラスの熱伝導率よりも高く設定されている。熱伝導部材１６３の熱伝導率は、相対的に高いほど、好ましい。熱伝導部材１６３は、例えば、熱伝導性に優れるアルミニウムや銅等の金属部材から形成されている。また、熱伝導部材１６３の熱容量は、液晶ディスプレイ１２１の熱容量と同等に設定されている。更に、熱伝導部材１６３は、周囲の部材に対する熱の出入りがないように、相対的に熱伝導率の低い部材によって支持されている。 The heat-conducting member 163 is a member that conducts (propagates) heat of external light from the beam splitter 140 to the heat sensor 152 . The thermal conductivity of the heat conducting member 163 is set higher than that of glass, for example. It is preferable that the thermal conductivity of the heat conducting member 163 is relatively high. The heat-conducting member 163 is made of, for example, a metal member such as aluminum or copper having excellent heat conductivity. Also, the heat capacity of the heat conducting member 163 is set to be equal to the heat capacity of the liquid crystal display 121 . Furthermore, the thermally conductive member 163 is supported by a member with relatively low thermal conductivity so that heat does not enter or leave surrounding members.

本実施形態では、ビームスプリッタ１４０にて反射した外光の熱が、熱伝導部材１６３によって、熱センサ１５２に伝搬され、外光の温度が熱センサ１５２によって検出される。そして、外光の反射方向が、熱センサ１５２に対して、ずれている場合であっても、熱伝導部材１６３によって、外光の熱が熱センサ１５２に確実に伝搬されるので、外光強度（外光の温度）を正確に把握することが可能となる。 In this embodiment, the heat of the outside light reflected by the beam splitter 140 is transmitted to the heat sensor 152 by the heat conducting member 163, and the temperature of the outside light is detected by the heat sensor 152. Even if the reflection direction of the external light is deviated from the heat sensor 152, the heat of the external light is reliably transmitted to the heat sensor 152 by the heat conducting member 163, so that the external light intensity is (Temperature of outside light) can be accurately grasped.

尚、熱伝導部材１６３の熱容量が、液晶ディスプレイ１２１の熱容量と同等に設定されていることから、熱センサ１５２は、液晶ディスプレイ１２１と同等の温度を検出することができ、外光強度を正確に把握することができる。 Since the heat capacity of the heat conducting member 163 is set to be equal to the heat capacity of the liquid crystal display 121, the heat sensor 152 can detect the same temperature as that of the liquid crystal display 121, and accurately measure the external light intensity. can grasp.

また、熱伝導部材１６３は、周囲の部材に対する熱の出入りがないように、相対的に熱伝導率の低い部材によって支持されるようにしているので、外光強度を正確に把握することができる。 In addition, since the heat conducting member 163 is supported by a member having a relatively low thermal conductivity so that heat does not flow into or out of the surrounding members, it is possible to accurately grasp the external light intensity. .

（第９実施形態）
センサ部（光センサ１５１、熱センサ１５２）、および伝搬部材（拡散板１６１、導光板１６２、熱伝導部材１６３）の組み合わせは、上記第６～第８実施形態に限定されない。 (Ninth embodiment)
The combination of the sensor section (optical sensor 151, heat sensor 152) and the propagation member (diffusion plate 161, light guide plate 162, heat conduction member 163) is not limited to the sixth to eighth embodiments.

図１０に示す第９実施形態のＨＵＤ装置１００Ｉは、熱センサ１５２に対して、導光板１６２、および熱伝導部材１６３を熱センサ１５２に向けて順に設けた例である。 A HUD device 100I of the ninth embodiment shown in FIG. 10 is an example in which a light guide plate 162 and a heat conducting member 163 are provided in order toward the heat sensor 152 with respect to the heat sensor 152 .

これにより、更に、精度よく外光の強度を検出することができる。 As a result, the intensity of outside light can be detected with even higher accuracy.

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。 (Other embodiments)
The disclosure in this specification, drawings, etc. is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure encompasses omitting parts and/or elements of the embodiments. The disclosure encompasses permutations or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all changes within the meaning and range of equivalents to the description of the claims.

また、上記各実施形態では、液晶ディスプレイ１２１から出射される表示光の投影部材として、車両のウインドシールド１０としたが、これに限らず、ＨＵＤ装置１００Ａ～１００Ｉに専用に設けられるコンバイナ等としてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the windshield 10 of the vehicle is used as a projection member for the display light emitted from the liquid crystal display 121. However, the present invention is not limited to this, and a combiner or the like provided exclusively for the HUD devices 100A to 100I can also be used. good.

また、上記各実施形態では、反射部として、平面鏡１３１と、凹面鏡１３２とを有するものとしたが、例えば、凹面鏡１３２のみを用いたものとしてもよい。この場合、液晶ディスプレイ１２１（表示部）は、出射される表示光が、凹面鏡１３２に向かうように配置される。また、凹面鏡１３２は、平面鏡としてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the reflecting section includes the plane mirror 131 and the concave mirror 132, but for example, only the concave mirror 132 may be used. In this case, the liquid crystal display 121 (display unit) is arranged so that the emitted display light is directed toward the concave mirror 132 . Also, the concave mirror 132 may be a plane mirror.

１０ウインドシールド（投影部材）
２０虚像
１００Ａ～１００Ｉヘッドアップディスプレイ装置（虚像表示装置）
１１０筐体
１１２防塵シート
１１３光吸収板
１２１液晶ディスプレイ（表示部）
１２１ａ表示面
１３１平面鏡（反射部）
１３２凹面鏡（反射部）
１４０ビームスプリッタ
１５１光センサ（センサ部）
１５２熱センサ（センサ部）
１６１拡散板（伝搬部材）
１６２導光板（伝搬部材）
１６３熱伝導部材（伝搬部材）
１７０制御部
ａ第１距離
ｂ第２距離 10 windshield (projection member)
20 virtual images 100A to 100I head-up display device (virtual image display device)
110 housing 112 dustproof sheet 113 light absorbing plate 121 liquid crystal display (display unit)
121a display surface 131 plane mirror (reflector)
132 concave mirror (reflective part)
140 beam splitter 151 optical sensor (sensor unit)
152 Thermal sensor (sensor part)
161 diffusion plate (propagation member)
162 light guide plate (propagation member)
163 heat-conducting member (propagating member)
170 Control unit a First distance b Second distance

Claims

a display unit (121) that emits image display light;
Reflecting parts (131, 132) that reflect the display light and project it onto a projection member (10) positioned in front of the viewer,
A virtual image display device for displaying the image to the viewer as a virtual image (20) in front of the projection member,
a beam splitter (140) that transmits part of the external light in the opposite direction to the display light and reflects the rest in a direction different from the incident direction of the external light;
sensor units (151, 152) for detecting the amount of energy of the external light reflected by the beam splitter;
A virtual image display device, comprising: a control section (170) for derating the display section based on the energy amount of the external light detected by the sensor section.

The virtual image display device according to claim 1, wherein the beam splitter is provided between the display section and the reflection section.

a first distance (a) from the beam splitter to the display;
3. The virtual image display device according to claim 1, wherein a second distance (b) from said beam splitter to said sensor unit is set to be the same.

2. The virtual image display device according to claim 1, wherein the beam splitter is also used on the display surface (121a) of the display unit.

a housing (110) housing the display unit and the reflection unit;
a translucent dust-proof sheet (112) for passing the display light reflected by the reflecting portion toward the projection member;
2. The virtual image display device according to claim 1, wherein the dust-proof sheet is also used as the beam splitter.

6. The virtual image display device according to claim 5, further comprising a light absorbing plate (113) for absorbing the external light reflected by the dustproof sheet, wherein the sensor section is provided on the light absorbing plate.

The virtual image display according to any one of claims 1 to 6, wherein a propagation member (161 to 163) for propagating the energy of the external light to the sensor section is provided on the beam splitter side of the sensor section. Device.

The sensor unit is an optical sensor that detects the intensity of the external light,
8. The virtual image display according to claim 7, wherein the propagation member is a diffusion plate that diffuses the external light so as to include the sensor section, or a light guide plate that internally reflects the external light and guides it to the sensor section. Device.

The sensor unit is a heat sensor that detects the temperature of the external light,
The virtual image display device according to claim 7, wherein the propagation member is a heat conduction member that conducts the heat of the external light to the sensor section.

10. The virtual image display device according to claim 9, wherein the thermally conductive member has a higher thermal conductivity than glass and has a heat capacity set equal to that of the display section.

11. The virtual image display device according to claim 9, wherein the heat conducting member is supported so that heat does not enter or leave surrounding members.