JP3572427B2 - Display device for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、前景に対する表示のコントラストを向上させた、ヘッドアップ型の車両用表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の車両用表示装置としては、例えば図6に示すようなものがある。
すなわち、制御装置105によって車速センサ107等からの信号に基づく走行速度等を表示する蛍光表示管101が設けられ、蛍光表示管101から発せられた表示光は、コンバイナ102で反射し、同じコンバイナ102を透過してくる前景Wと重畳して、運転者の目Eに虚像表示Qとして認識されるようになっている。また、蛍光表示管101と制御装置の間には輝度調整回路106を備え、手動スイッチ等により表示輝度の調整を行うようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の前景の輝度は昼夜や天候また道路状態によって大きく変化する。車両用表示装置としては、常に表示輝度を適正なコントラストに保つ必要がある。図7には、コントラストを一定に保ったときの背景輝度(前景輝度)に対する表示輝度の関係を示す。なお、輝度の低いところの破線は設定コントラストで、これより下ではコントラスト不足となるが、実線で示すように、前景輝度が極端に下がった場合には、表示輝度はあるレベルから固定させ、暗黒でも認識可能とすることが行なわれる。
【0004】
しかしながら、この図7から明らかなように、従来の車両用表示装置にあっては、昼夜等で著しく変化する前景輝度に対して、コンバイナの反射率が一定であり、表示輝度の適正なコントラストを保つためには、超高輝度の表示素子とその輝度を適正に調整する輝度調整回路が必要となる。そのため、表示装置は大型化され、またコストもアップするという問題があった。
【0005】
また、低輝度の表示装置を使用するときは、輝度を補うため高反射率のコンバイナと組み合わせて使用することとなるため、夜間の前景認識が妨げられてしまうという問題がある。
したがって本発明は、このような従来の問題点に着目し、簡単、かつ低コストで前景に対する表示のコントラストを確保した車両用表示装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、情報を視覚表示する表示素子と、該表示素子よりの表示光を反射し、前景と重畳させるコンバイナと、表示素子とコンバイナとの間に配設され、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタとを有するものとした。
【0007】
上記減光フィルタは、複数枚の分割減光フィルタからなり、表示素子側またはコンバイナ側に任意に振り分け可能とすることができる。
また、減光フィルタは、コンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持され、該支持軸まわりに回動して位置切り替えされるものとすることができる。
さらに、減光フィルタは、着色された透明体からなる板部材、あるいは透明体上に高反射膜を有する板部材とするのが好ましい。
【0008】
【作用】
前景の輝度が表示素子の表示輝度より高いとき、減光フィルタをコンバイナ側に重ねると、前景よりの光は減光フィルタを透過するので前景輝度は低減する一方、表示光は減光フィルタで反射するので、前景輝度と表示輝度とのコントラストが向上する。
前景輝度が表示輝度より低いとき、減光フィルタを表示素子側に重ねると、表示光は減光フィルタを透過するので表示輝度が低減する一方、前景輝度は低減しないので、前景輝度と表示輝度とのコントラストが向上する。
【0009】
減光フィルタを複数枚の分割減光フィルタからなるものとしたときには、表示素子側またはコンバイナ側に振り分けることにより、輝度調整をよりきめ細かく行うことができる。
また、減光フィルタをコンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持して回動させることにより、容易に位置切り替えが行なわれる。
そしてコンバイナも上記支持軸を共通の軸として回動可能とすることにより、コンバイナと減光フィルタの角度調整を個々に行なうことができる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
表示装置1は、表示素子としての蛍光表示管4と、コンバイナ5と、着色された減光フィルタ7からなる。
蛍光表示管4はインストルメントパネル2上に固定された筐体3内に収められている。
コンバイナ5は透明なガラスあるいはアクリル等の半透過部材よりなり、略車両のフロントウインドシールドSに沿って筐体3の上方に傾斜して設置されている。
【0011】
減光フィルタ7は、着色されたガラスもしくはアクリル等の透明体で形成され、筐体3の上壁の前端部で、かつコンバイナ5の下端に設けられた支持軸6のまわりに回転可能に配設されている。
減光フィルタ7はこの支持軸6中心に回転して、図2の(a)に示すようにコンバイナ5に重なった状態から、(b)に示す筐体3のコンバイナ5に面した窓8を覆う状態まで回転切り替えできるようになっている。
【0012】
そして減光フィルタ7は、着色により所定の低減された透過率を有し、またコンバイナ5に重ねられたとき室内側に向く面の反射率をコンバイナ5の反射率と同じにしてある。
蛍光表示管4には、車速センサ11等に基づく走行速度など各種の情報を供給する制御装置10が接続され、制御装置11によって駆動されて情報を視覚表示する。
【0013】
図1に示されるように、蛍光表示管4から発せられた表示光Lは、筐体3の窓8から着色減光フィルタ7を透過して、コンバイナ5で反射し、運転者の目Eに入る。この際、表示光Lはコンバイナ5を透過してくる前景Wと重畳して、運転者の目Eに虚像表示Zとして認識される。
【0014】
次に作用を説明する。
まず、前景Wの輝度が蛍光表示管4の表示輝度より高い場合には、図2の(a)に示すように、減光フィルタ7を切り替え操作してコンバイナ5に重ねる。これにより、前景Wよりの光はコンバイナ5通過の後減光フィルタ7を通過するので、前景輝度は減光フィルタ7の透過率に従って低減される。
この際、蛍光表示管4からの表示光は、コンバイナ5に重ねられた減光フィルタ7によって反射するが、表示輝度は減光フィルタ7の反射率をコンバイナ5の反射率と同じにしてあるので、コンバイナ5で反射した場合と変わらない。
【0015】
これにより表示輝度は、背景輝度(前景輝度)に対する表示輝度の関係を示す図3において、例えばAの状態となる。このようにして、前景輝度に対する表示輝度のコントラストは向上する。 これはまた、コントラストを一定とするならば、前景輝度の低減分だけ表示素子を低輝度化できることを意味する。
【0016】
次に、前景輝度が表示輝度より低い場合には、図2の(b)に示すように、減光フィルタ7を支持軸6まわりに回転させて、筐体3の窓8に重ねる。これにより、前景Wよりの光は減光フィルタ7を通過しないので前景輝度は変化せず、蛍光表示管4からの表示光は減光フィルタ7を通過するので、減光フィルタの透過率に従い表示輝度は低減される。
このときの表示輝度は、図3においてBの状態となる。こうして、前景輝度に対する表示輝度のコントラストは向上する。 また、表示輝度が低減されるので、輝度調整の幅を狭める必要はなくなり、あるいはまた輝度調整自体が不要となるので輝度調整回路を設ける必要はない。
【0017】
ここで、減光フィルタを使用していない一般的な表示装置の場合、前景輝度をLb、表示輝度をLdとすると、コントラストCは次式で表わせる。
C=Ld/(Lb+Ld)
本実施例においては、減光フィルタ7の透過率をTfとすると、前景輝度が高い図2の(a)に示した場合のコントラストCH は、
CH =Ld/(Lb・Tf+Ld)
前景輝度が低い図2の(b)に示した場合のコントラストCL は、
CL =Ld・Tf/(Lb+Ld・Tf)
と表わされる。
【0018】
図2の(a)に対応する図3の背景輝度が高い範囲では、減光フィルタ7を通過することにより見かけの前景輝度が下がっているので、新たに、図中、一点破線より下側がコントラストの不足する領域となる。逆に背景輝度が低い範囲では、表示輝度が減光されて低減する。こうして、減光フィルタ7を操作して回動切り替えすることにより、表示輝度を2段階に調整できることになる。
【0019】
以上のように、本実施例は、コンバイナを用いて蛍光表示管からの表示光を前景と重畳させて反射し、各種情報を虚像表示として運転者に提供する車両用表示装置において、蛍光表示管4を収納した筐体3の窓とコンバイナ5との間に回動可能の着色減光フィルタ7を設け、前景輝度の変化に応じて着色減光フィルタをコンバイナ5側または蛍光表示管4側に重ねるものとしたので、蛍光表示管に高価な超高輝度のものを要せず、また複雑な輝度調整回路を必要とすることなく、簡単に高い方の輝度を低減して良好なコントラストの表示を得ることができる。
【0020】
図4には、本発明の第2の実施例を示す。
この実施例は、前実施例の一枚の減光フィルタ7のかわりに、複数枚に分けた分割減光フィルタ21を使用したものである。
この表示装置20において、分割減光フィルタ21は、それぞれ独立して支持軸6’のまわりを回転可能な3枚の着色減光フィルタ21A、21B、21Cからなり、前実施例の減光フィルタ7の透過率減衰分をこれら3枚の減光フィルタに等分に分担させている。各減光フィルタ21A、21B、21Cは、コンバイナ5に重ねられたときそれぞれ室内側に向く面の反射率をコンバイナ5の反射率と同じにしてある。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0021】
使用にあたって、前景輝度が表示輝度より特に高い第1の状態時には、3枚の減光フィルタ21A、21B、21Cをコンバイナ5に重ねて使用する。前景Wよりの前景輝度は3枚の減光フィルタの透過率に従い低減される。
一方、蛍光表示管4からの表示光は減光フィルタ21Cで反射するが、その反射率をコンバイナ5の反射率と同じにしてあるから、表示輝度は変わらない。
この状態を背景輝度(前景輝度)に対する表示輝度のコントラストの関係を示す図5にAとして示す。
【0022】
前景輝度が表示輝度より高いが上記第1の状態ほど差が激しくない第2の状態のときは、減光フィルタを切り替え操作して2枚の減光フィルタ21A、21Bをコンバイナ5に重ね、1枚の減光フィルタ21Cは筐体3の窓に重ねる。これにより、前景Wよりの光は2枚の減光フィルタ21A、21Bの透過率に従い低減され、蛍光表示管4からの表示光は1枚の減光フィルタ21Cの透過率に従い低減される。この状態を図5にBとして示す。
【0023】
同様に、前景輝度が表示輝度より低い第3の状態時には、同様に切り替え操作により1枚の減光フィルタ21Aをコンバイナ5に重ね、2枚の減光フィルタ21B、21Cを筐体3の窓8に重ねる。この状態が図5にCとして示される。コントラストは良い状態となっている。
【0024】
そして、前景輝度が特に低い第4の状態時には、3枚の減光フィルタ21A、21B、21Cのすべてを筐体3の窓8に重ねる。これにより表示輝度は蛍光表示管4からの表示光が3枚の減光フィルタを通過するので低減される一方、前景輝度はコンバイナ5透過の後は1枚の減光フィルタも通過しないので変化しない。の状態が図5にDとして示される。
図5のA〜Dに示されるように、コントラストは前景輝度の変化があっても良好に保たれている。
【0025】
このように、本実施例によれば、分割減光フィルタ21の各減光フィルタを振り分けることで、第1の実施例の有する効果に加えて、輝度調整をよりきめ細かく行うことができるという利点を有する。
なお、この実施例では分割された各減光フィルタの透過率を一定として減衰分を等分に分担させたが、これに限らず、それぞれ異なる透過率を有するものとしてもよい。
【0026】
また、実施例では、各減光フィルタの室内側に向く面の反射率をすべてコンバイナの反射率と同じにしてあるが、それぞれ異なるものとすることができる。この場合には、コンバイナ5側の減光フィルタ21Aの反射率を小さく、表示素子である蛍光表示管4側の減光フィルタ21Cの反射率を大きくすると、前景輝度が表示輝度に対してとくに大きいときに効果的にコントラストのバランスをとるのに好ましい。
【0027】
なお、以上説明した各実施例では、減光フィルタ7あるいは分割減光フィルタ21を支持軸まわりに回動させるものとしたが、これに限定されず、例えばスライド式に減光フィルタを出し入れするようにしてもよい。
また、表示素子として蛍光表示管を用いているが、このほか、発光ダイオード等の自発光素子、透過型の液晶表示素子、冷陰極管やエレクトロルミネセンスあるいは白熱灯等の背面照明とを組み合わせたもの等を使用することができる。
【0028】
さらにまた、各実施例において、コンバイナ5には、透明なガラスもしくはアクリル等のほか、明なガラスもしくはアクリル等で反射率を高める膜を有するもの、着色されたガラスもしくはアクリル等、あるいは透明なガラスもしくはアクリル等で反射率を低める膜を有するものなどが選択可能であり、さらには、車両のウインドシールド等の板部材を使用することもできる。
また、減光フィルタには、着色されたガラスもしくはアクリル等のほか、透明なガラスもしくはアクリル等で反射率を高める膜を有する板部材を使用することができる。
なおまた、減光フィルタ7や分割減光フィルタ21の回動切り替えは、手動で行なえるが、ライトON/OFF信号や光センサの出力信号を用いて走行環境に応じて自動的に作動するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、コンバイナを用いて表示素子からの表示光を前景と重畳させて運転者方向へ反射表示する車両用表示装置において、表示素子とコンバイナとの間に、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタを設けたので、前景輝度の変化に応じて減光フィルタをコンバイナ側または表示素子側に重ねることにより、いずれか高い側の輝度を低減して表示のコントラストを良好なものとすることができる。
これにより、超高輝度の表示素子やその輝度を調整する輝度調整回路が不要となり装置の小型化やコストダウンが可能となった。
【0030】
そしてとくに、減光フィルタを複数枚の分割減光フィルタからなるものとし表示素子側またはコンバイナ側に適宜振り分けることにより、輝度調整をよりきめ細かく行うことができる。
また、減光フィルタをコンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持して回動させることにより、位置切り替えが簡単に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
【図2】実施例の作用を示す説明図である。
【図3】実施例による背景輝度と表示輝度のコントラストの関係を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。
【図5】第2の実施例による背景輝度と表示輝度のコントラストの関係を示す図である。
【図6】従来例を示す図である。
【図7】コントラストを一定に保ったときの背景輝度に対する表示輝度の関係を示す図である。
【符号の説明】
1、20 表示装置
2 インストルメントパネル
3 筐体
4 蛍光表示管
5 コンバイナ
6 支持軸
7 減光フィルタ
8 窓
10 制御装置
11 車速センサ
21 分割減光フィルタ
101 蛍光表示管
102 コンバイナ
106 輝度調整回路
107 車速センサ
E 運転者の目
L 表示光
Q 虚像表示
S フロントウインドシールド
W 前景
Z 虚像表示[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a head-up type vehicle display device in which display contrast with respect to a foreground is improved.
[0002]
[Prior art]
As a conventional vehicle display device of this type, for example, there is one as shown in FIG.
That is, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the brightness of the foreground of the vehicle greatly changes depending on day and night, weather, and road conditions. As a display device for a vehicle, it is necessary to always keep the display luminance at an appropriate contrast. FIG. 7 shows the relationship between the display luminance and the background luminance (foreground luminance) when the contrast is kept constant. The broken line where the luminance is low is the set contrast, and the contrast is insufficient below this. However, as shown by the solid line, when the foreground luminance is extremely lowered, the display luminance is fixed from a certain level and the display luminance is fixed. However, recognizing is performed.
[0004]
However, as is apparent from FIG. 7, in the conventional vehicle display device, the reflectivity of the combiner is constant with respect to the foreground luminance that changes significantly at day and night, and the appropriate contrast of the display luminance cannot be obtained. In order to maintain this, an ultra-high-luminance display element and a luminance adjustment circuit for appropriately adjusting the luminance are required. Therefore, there has been a problem that the display device is increased in size and the cost is increased.
[0005]
In addition, when a low-luminance display device is used, it is used in combination with a high-reflectance combiner in order to supplement the luminance, so that there is a problem that night-time foreground recognition is hindered.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicular display device that secures the display contrast with respect to the foreground simply and at low cost by focusing on such a conventional problem.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention provides a display element that visually displays information, a combiner that reflects display light from the display element and overlaps the foreground, and a display element or a combiner that is disposed between the display element and the combiner. And a neutral density filter whose position can be switched.
[0007]
The neutral density filter is composed of a plurality of split neutral density filters, and can be arbitrarily distributed to the display element side or the combiner side.
Further, the neutral density filter may be supported by a support shaft located between the combiner and the display element, and may be rotated around the support shaft to switch the position.
Further, the neutral density filter is preferably a plate member made of a colored transparent body or a plate member having a highly reflective film on the transparent body.
[0008]
[Action]
When the brightness of the foreground is higher than the display brightness of the display element, if a dimming filter is placed on the combiner side, the light from the foreground passes through the dimming filter, so the foreground brightness is reduced, while the display light is reflected by the dimming filter. Therefore, the contrast between the foreground luminance and the display luminance is improved.
When the foreground luminance is lower than the display luminance, when the dimming filter is superimposed on the display element, the display light is transmitted through the dimming filter, so that the display luminance is reduced. On the other hand, the foreground luminance is not reduced. Is improved.
[0009]
When the neutral density filter is composed of a plurality of divided neutral density filters, the brightness can be adjusted more finely by distributing the neutral density filter to the display element side or the combiner side.
Further, the position can be easily switched by supporting and rotating the neutral density filter on a support shaft located between the combiner and the display element.
The combiner is also rotatable about the support shaft as a common shaft, so that the angle of the combiner and the angle of the neutral density filter can be adjusted individually.
[0010]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
The
The
The
[0011]
The
The
[0012]
The
The
[0013]
As shown in FIG. 1, the display light L emitted from the
[0014]
Next, the operation will be described.
First, when the luminance of the foreground W is higher than the display luminance of the
At this time, the display light from the
[0015]
As a result, the display luminance becomes, for example, the state A in FIG. 3 showing the relationship between the display luminance and the background luminance (foreground luminance). In this way, the contrast of the display luminance with respect to the foreground luminance is improved. This also means that if the contrast is kept constant, the luminance of the display element can be reduced by the reduction of the foreground luminance.
[0016]
Next, when the foreground luminance is lower than the display luminance, the
The display luminance at this time is in the state B in FIG. Thus, the contrast of the display luminance with respect to the foreground luminance is improved. Further, since the display luminance is reduced, it is not necessary to reduce the width of the luminance adjustment, or the luminance adjustment itself becomes unnecessary, so that there is no need to provide a luminance adjustment circuit.
[0017]
Here, in the case of a general display device not using a neutral density filter, assuming that the foreground luminance is Lb and the display luminance is Ld, the contrast C can be expressed by the following equation.
C = Ld / (Lb + Ld)
In the present embodiment, assuming that the transmittance of the
CH = Ld / (Lb · Tf + Ld)
The contrast CL in the case shown in FIG.
CL = Ld · Tf / (Lb + Ld · Tf)
It is expressed as
[0018]
In the range where the background luminance in FIG. 3 corresponding to FIG. 2A is high, the apparent foreground luminance is lowered by passing through the
[0019]
As described above, the present embodiment uses a combiner to reflect the display light from the fluorescent display tube in a manner superimposed on the foreground and reflect the display light to provide various information to the driver as a virtual image display. A rotatable
[0020]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, a
In this
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0021]
In use, in the first state where the foreground luminance is particularly higher than the display luminance, three
On the other hand, the display light from the
This state is shown as A in FIG. 5 showing the relationship between the display luminance and the background luminance (foreground luminance).
[0022]
In the second state, in which the foreground luminance is higher than the display luminance but the difference is not as great as in the first state, the dimming filters are switched to overlap the two
[0023]
Similarly, in the third state in which the foreground luminance is lower than the display luminance, a
[0024]
Then, in the fourth state where the foreground luminance is particularly low, all of the three
As shown in FIGS. 5A to 5D, the contrast is well maintained even when the foreground luminance changes.
[0025]
As described above, according to the present embodiment, by allocating each of the neutral density filters of the divided
In this embodiment, the attenuation is equally divided while the transmittance of each of the divided neutral density filters is kept constant. However, the present invention is not limited to this, and the filters may have different transmittances.
[0026]
Further, in the embodiment, the reflectance of the surface facing the indoor side of each neutral density filter is the same as the reflectance of the combiner, but may be different from each other. In this case, when the reflectance of the
[0027]
In each of the embodiments described above, the
In addition, a fluorescent display tube is used as a display element, and in addition, a self-luminous element such as a light emitting diode, a transmissive liquid crystal display element, and a combination of a back light such as a cold cathode tube, electroluminescence or incandescent lamp are combined. Things and the like can be used.
[0028]
Furthermore, in each embodiment, the
In addition, in addition to colored glass or acrylic, a plate member having a film for increasing the reflectance with transparent glass or acrylic can be used for the neutral density filter.
In addition, the rotation of the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a vehicular display device that superimposes display light from a display element on a foreground and reflects and displays the reflected light toward a driver using a combiner, between the display element and the combiner, on the display element side or A dimming filter that can switch the position is provided on the combiner side, so that the dimming filter is superimposed on the combiner side or the display element side according to the change in foreground luminance, thereby reducing the luminance on the higher side and reducing the display contrast. Can be improved.
This eliminates the need for an ultra-high-luminance display element and a luminance adjustment circuit for adjusting the luminance of the display element, thereby making it possible to reduce the size and cost of the device.
[0030]
In particular, by adjusting the neutral density filter to a plurality of split neutral density filters and appropriately allocating the neutral density filter to the display element side or the combiner side, the luminance adjustment can be performed more finely.
Further, the position can be easily switched by supporting and rotating the neutral density filter on a support shaft positioned between the combiner and the display element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the contrast between the background luminance and the display luminance according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the contrast between the background luminance and the display luminance according to the second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between display luminance and background luminance when the contrast is kept constant.
[Explanation of symbols]
1, 20
Claims (7)
該表示素子よりの表示光を反射し、前景と重畳させるコンバイナと、
前記表示素子とコンバイナとの間に配設され、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタとを有することを特徴とする車両用表示装置。A display element for visually displaying information;
A combiner for reflecting display light from the display element and superimposing the display light on the foreground;
A display device for a vehicle, comprising: a neutral density filter disposed between the display element and the combiner and capable of switching a position between the display element and the combiner.
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