JP5713424B2 - Vehicle display device - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオードの異なる発光色で液晶素子を照らす車両用表示装置に関する。   The present invention relates to a vehicle display device that illuminates a liquid crystal element with different emission colors of light emitting diodes.

車両用表示装置の一つに車速表示、ウォーニング等の各種情報を運転者の視野内へ重ね表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
図8に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置501は、車両のウインドシールド503の投射エリア505に表示デバイス507から虚像を投射し、運転者のアイポイント509からウインドシールド503を透して現認される車両の前景と投射した虚像とを重畳現認させる。
A head-up display device that displays various information such as vehicle speed display and warning in a driver's field of view is known as one of vehicle display devices (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 8, the head-up display device 501 projects a virtual image from the display device 507 onto the projection area 505 of the windshield 503 of the vehicle, and is recognized through the windshield 503 from the driver's eyepoint 509. The vehicle foreground and the projected virtual image are superimposed and recognized.

図9に示す表示デバイス507に液晶素子511を用いる場合、バックライトが必要である。表示デバイス507は、図10に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置501の筐体513内に設けられ、出射されるバックライトからの表示光が光偏向ミラー515にて偏向され、拡大ミラー517にて投射エリア505へ投射されて虚像を得る。   In the case where the liquid crystal element 511 is used for the display device 507 illustrated in FIG. 9, a backlight is necessary. As shown in FIG. 10, the display device 507 is provided in the housing 513 of the head-up display device 501, and the display light emitted from the backlight is deflected by the light deflection mirror 515, and is enlarged by the enlargement mirror 517. A virtual image is obtained by projecting onto the projection area 505.

図11に示すように、表示デバイス507は、液晶素子511の背面に、複数の発光ダイオード519を備える。この例による発光ダイオード519は、ハウジング521の小室523にそれぞれ配置され、それぞれの発光ダイオード519が、液晶素子511の対応する部分をバックライト照明する。発光ダイオード519は、複数色を発光自在であり、発光ダイオード519を赤色、緑色及び青色の3原色の発光ダイオード519より構成し、任意の色をフルカラーで発光するようになっている。かかるフルカラー発光可能な発光ダイオード519としては、赤色、緑色及び青色のチップを一体的にモールドレンズ内に内装した単独でフルカラー発光自在なタイプ、又は単色の発光ダイオード519を最適配列して合成色を作るタイプとすることができる。   As shown in FIG. 11, the display device 507 includes a plurality of light emitting diodes 519 on the back surface of the liquid crystal element 511. The light emitting diodes 519 according to this example are arranged in the small chambers 523 of the housing 521, and each light emitting diode 519 backlights a corresponding portion of the liquid crystal element 511. The light emitting diode 519 is capable of emitting a plurality of colors, and the light emitting diode 519 is composed of light emitting diodes 519 of three primary colors of red, green, and blue, and any color is emitted in full color. As the light emitting diode 519 capable of emitting full color, a single color light emitting diode 519 in which red, green and blue chips are integrally incorporated in a molded lens and capable of emitting full color alone is optimally arranged to obtain a composite color. The type can be made.

特開平10−35324号公報JP-A-10-35324

しかしながら、上記した赤色、緑色及び青色の発光ダイオード519を一体的にモールドレンズ内に内装し、任意の色を単独でフルカラー発光自在とする従来のバックライト構成とすればコスト高となる。また、TFT液晶素子のように、色フィルタで表示色をつくるアクティブマトリクス型液晶素子を用いれば、光源で色を変えたり、光合成したりしなくてもよいが、液晶素子自体のコスト高を招く。また、アクティブマトリクス型液晶素子の場合、透過率が悪くなるため、バックライトの高輝度化に反することになる。これを解消するために高輝度光源を用いれば、光源自体のコスト高、放熱部品のコスト高となった。   However, if the above-described red, green, and blue light emitting diodes 519 are integrally incorporated in a molded lens and a conventional backlight configuration in which any color can be emitted in full color independently, the cost increases. If an active matrix type liquid crystal element that produces a display color with a color filter, such as a TFT liquid crystal element, is used, it is not necessary to change the color or perform photosynthesis with a light source. However, the cost of the liquid crystal element itself increases. . In the case of an active matrix liquid crystal element, the transmittance is deteriorated, which is contrary to the increase in luminance of the backlight. If a high-intensity light source is used to solve this problem, the cost of the light source itself and the cost of the heat dissipating parts are increased.

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、TFTを用いない安価な構成で多重色表示を可能にする車両用表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle display device that enables multi-color display with an inexpensive configuration that does not use TFTs.

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 筐体と、
前記筐体内に設けられた第一表示器及び第二表示器と、
前記第一表示器から一方の面に照射される表示光を透過させるとともに前記第二表示器から他方の面に照射される表示光を反射させる光学素子と、
前記光学素子を透過及び反射した透過表示光及び反射表示光を拡大して出射させる拡大ミラーと、
を備えた車両用表示装置であって、
前記第一表示器及び第二表示器は、単純マトリクスタイプの液晶素子を用いたものであり、
前記光学素子は前記第一表示器及び第二表示器から照射される表示光を青、緑、赤に色分解する波長選択ミラーであり、
前記第一表示器および前記第二表示器の少なくとも一方が光軸に沿う方向に移動可能に設けられており、
前記第一表示器の虚像と前記第二表示器の虚像を奥行き方向に重ねて配置し、前記第一虚像と前記第二虚像との間に輝度差をつけることによりさらに奥行き感を生じさせることを特徴とする車両用表示装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) a housing;
A first indicator and a second indicator provided in the housing;
An optical element that transmits display light irradiated on one surface from the first display and reflects display light irradiated on the other surface from the second display;
A magnifying mirror that magnifies and emits the transmitted display light and the reflected display light transmitted and reflected by the optical element;
A vehicle display device comprising:
The first display and the second display use simple matrix type liquid crystal elements,
The optical element is a wavelength selection mirror that separates display light emitted from the first display and the second display into blue, green, and red ,
At least one of the first indicator and the second indicator is provided to be movable in a direction along the optical axis;
The virtual image of the first display and the virtual image of the second display are arranged in the depth direction, and a sense of depth is further generated by creating a luminance difference between the first virtual image and the second virtual image. A display device for vehicles.

この車両用表示装置によれば、第一表示器と第二表示器から出射される表示光が光学素子である例えばハーフミラーによって透過表示光と反射表示光とに分けられ、これら透過表示光と反射表示光が個別に又は光混合されて拡大ミラーに入射されることで、TFTを用いない安価な構成で多重色表示が可能となる。
また、例えば第二表示器が第一表示器よりも光学素子から遠い位置にあると、第一表示器の虚像より、第二表示器の虚像が、運転者から見て遠くに結像される。また、第二表示器が第一表示器よりも表示光に対して近い位置にあると、第一表示器の虚像より、第二表示器の虚像が、運転者から見て近くに結像される。これにより二つの虚像が前後に存在するかに見え、遠近感が生じて、より高い表現力を得ることが可能となる。
そして、遠くの虚像を明るくすれば遠くに感じ、近くの虚像を明るくすれば近くに感じる。両方を同じ明るさにすればその中間にあるように感じさせることができる。これにより、一層遠近表示効果を高めることが可能となる。
According to this vehicle display device, the display light emitted from the first display and the second display is divided into transmissive display light and reflective display light by, for example, a half mirror that is an optical element. The reflected display light is individually or light-mixed and incident on the magnifying mirror, thereby enabling multiple color display with an inexpensive configuration that does not use TFTs.
For example, when the second display is located farther from the optical element than the first display, the virtual image of the second display is formed farther from the virtual image of the first display as viewed from the driver. . When the second display is closer to the display light than the first display, the virtual image of the second display is formed closer to the driver than the virtual image of the first display. The As a result, it appears as if two virtual images exist before and after, and a sense of perspective is generated, and higher expressive power can be obtained.
And if you brighten a distant virtual image, you will feel far away, and if you brighten a nearby virtual image, you will feel close. If both are set to the same brightness, they can feel as if they are in the middle. Thereby, the perspective display effect can be further enhanced.

(2) (1)の車両用表示装置であって、前記光学素子と前記拡大ミラーとの間に、該光学素子からの透過表示光及び反射表示光を光偏向する光偏向ミラーを備えたことを特徴とする車両用表示装置。 (2) The vehicle display device according to (1), wherein a light deflection mirror that deflects transmission display light and reflection display light from the optical element is provided between the optical element and the magnifying mirror. A display device for vehicles.

この車両用表示装置によれば、拡大ミラーの光入射側に光偏向ミラーが配置されることで、拡大ミラーへ照射される表示光の光軸に垂直な方向に第一表示器及び第二表示器を配置することができ、車両用表示装置が車両のインストルメントパネルに設置される場合、設置スペースを浅くすることができる。   According to this vehicle display device, the light deflection mirror is arranged on the light incident side of the magnifying mirror, so that the first display and the second display in the direction perpendicular to the optical axis of the display light irradiated on the magnifying mirror. When the vehicle display device is installed on the instrument panel of the vehicle, the installation space can be reduced.

本発明に係る車両用表示装置によれば、TFTを用いない安価な構成で多重色表示を可能にすることができる。   According to the vehicle display device of the present invention, it is possible to display multiple colors with an inexpensive configuration that does not use TFTs.

本発明に係る車両用表示装置を概念的に表した構成図である。1 is a configuration diagram conceptually showing a vehicle display device according to the present invention. 色変え用表示器を用い多重表示にて可能となる表示色変えの例を(a)〜(d)で表した表示像バリエーション図である。It is the display image variation figure which represented the example of the display color change which can be performed by multiple display using the display device for color change by (a)-(d). 第二表示器が移動自在となった変形例に係る車両用表示装置の構成図である。It is a block diagram of the display apparatus for vehicles which concerns on the modification from which the 2nd indicator became movable. (a)は移動手段がラックピニオンである構成図、(b)は移動手段が回転ギア軸である構成図である。(A) is a block diagram in which the moving means is a rack and pinion, and (b) is a block diagram in which the moving means is a rotating gear shaft. 移動による虚像位置の差異を(a)(b)(c)で表した模式図である。It is the schematic diagram which represented the difference of the virtual image position by a movement with (a) (b) (c). 光偏向ミラーを用いない構成図である。It is a block diagram which does not use an optical deflection mirror. 光偏向ミラーを用いない構成において第二表示器を移動自在とした車両用表示装置の構成図である。It is a block diagram of the display apparatus for vehicles which made the 2nd display device movable in the structure which does not use a light deflection mirror. ヘッドアップディスプレイ装置の概念図である。It is a key map of a head up display device. 図8に示した表示器の斜視図である。It is a perspective view of the display shown in FIG. 図9に示した表示器の断面図である。It is sectional drawing of the indicator shown in FIG. 図10に示した表示器を模式的に表した斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically showing the display shown in FIG. 10.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る車両用表示装置を概念的に表した構成図である。
本実施の形態では、車両用表示装置がヘッドアップディスプレイ装置11である場合を例に説明するが、車両用表示装置はこの他、カーナビゲーション装置等の表示装置であってもよい。ヘッドアップディスプレイ装置11は、ウインドシールドの下方のインストルメントパネル、あるいはインストルメントパネル上に設置され、ウインドシールドの投射エリアに表示光を投射し、投射エリアに表示情報の虚像を形成するもので、運転者のアイポイントからウインドシールドを透して車両の前景と虚像とを運転者に重畳視認させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a vehicle display device according to the present invention.
In the present embodiment, the case where the vehicle display device is the head-up display device 11 will be described as an example, but the vehicle display device may be a display device such as a car navigation device. The head-up display device 11 is installed on the instrument panel below the windshield, or on the instrument panel, and projects display light onto the projection area of the windshield to form a virtual image of display information in the projection area. The foreground and virtual image of the vehicle are superimposed on the driver through the windshield from the driver's eye point.

ヘッドアップディスプレイ装置11は、車両のウインドシールドの下方に設けられ、筐体13と、筐体13内に設けられた二つの第一表示器15及び第二表示器17と、第一表示器15から一方の面に照射される表示光を透過させるとともに第二表示器17から他方の面に照射される表示光を反射させる光学素子19と、光学素子19を透過及び反射した透過表示光21及び反射表示光23を拡大して出射させる拡大ミラー25と、を備える。また、本実施の形態では、光学素子19と拡大ミラー25の間に光偏向ミラー27が設けられている。第一表示器15及び第二表示器17には表示光を照射するバックライト付き液晶素子が用いられている。   The head-up display device 11 is provided below the windshield of the vehicle. The head-up display device 11 includes a housing 13, two first display devices 15 and 17 provided in the housing 13, and a first display device 15. An optical element 19 that transmits the display light irradiated on one surface from the second display 17 and reflects the display light irradiated on the other surface from the second display device 17; a transmissive display light 21 transmitted and reflected by the optical element 19; And an magnifying mirror 25 that magnifies and emits the reflected display light 23. In the present embodiment, a light deflection mirror 27 is provided between the optical element 19 and the magnifying mirror 25. The first display unit 15 and the second display unit 17 use a backlight-equipped liquid crystal element that emits display light.

第一表示器15及び第二表示器17は、その構成の図示は省略するがケースと、基板に実装された発光ダイオードと、発光ダイオードの光を集光して効率よく拡散板に向かわせるレンズアレイと、液晶素子と、を備える。放熱が必要な場合、基板の裏に伝熱シートを貼り付け、ヒートシンクを設けてもよい。このうち基板、発光ダイオード、レンズアレイがバックライトを構成する。   The first display 15 and the second display 17 are not shown in the configuration, but a case, a light emitting diode mounted on the substrate, and a lens that condenses the light from the light emitting diode and efficiently directs it toward the diffusion plate. An array and a liquid crystal element are provided. When heat dissipation is required, a heat transfer sheet may be attached to the back of the substrate and a heat sink may be provided. Of these, the substrate, the light emitting diode, and the lens array constitute a backlight.

第一表示器15及び第二表示器17の液晶素子には単純マトリクスタイプの液晶素子が用いられている。つまり、白黒表示であり、TFT液晶素子に代表されるアクティブマトリックスタイプのような高価な液晶素子は使用しない。液晶素子は、基板に設けられる液晶駆動回路に、画像信号が入力されることによって表示が制御される。また、基板には、発光ダイオードを駆動制御する図示しない発光ダイオード駆動回路が設けられている。これら液晶駆動回路と発光ダイオード駆動回路は、表示制御装置によって同期して駆動制御される。TFT液晶素子のように液晶素子側に色フィルタがある表示装置での色変えは容易であるが、色フィルタ透過率が悪く、高輝度な発光ダイオードが必要となる。また、TFT液晶素子はコストが高いなどの問題がある。これに対し本構成例によれば、TFT液晶素子を使用せず、単純マトリクスタイプを使用するので部材コストを安価にできる。   As the liquid crystal elements of the first display 15 and the second display 17, simple matrix type liquid crystal elements are used. That is, it is a monochrome display, and an expensive liquid crystal element such as an active matrix type typified by a TFT liquid crystal element is not used. The display of the liquid crystal element is controlled by inputting an image signal to a liquid crystal driving circuit provided on the substrate. The substrate is provided with a light emitting diode drive circuit (not shown) for driving and controlling the light emitting diode. The liquid crystal drive circuit and the light emitting diode drive circuit are driven and controlled in synchronization by the display control device. Although it is easy to change the color in a display device having a color filter on the liquid crystal element side, such as a TFT liquid crystal element, the color filter transmittance is poor and a high-intensity light emitting diode is required. In addition, the TFT liquid crystal element has a problem such as high cost. On the other hand, according to the present configuration example, since the TFT liquid crystal element is not used and the simple matrix type is used, the member cost can be reduced.

光学素子19には、ハーフミラー又は波長選択ミラー(ダイクロイックミラー)のいずれか一方が用いられる。ハーフミラーは、ガラス板に金属薄膜または誘電体多層膜を蒸着し、透過光強度と反射光強度が等しくなるようにしている。波長選択ミラーは、波長選択性を有し、入射光を波長ごとに反射と透過に分けるようにしている。その作用により、可視光線から特定色を反射させて取り出し、その他の波長域の光を透過することによって白色光を青、緑、赤に色分解可能とする。   As the optical element 19, either a half mirror or a wavelength selection mirror (dichroic mirror) is used. In the half mirror, a metal thin film or a dielectric multilayer film is vapor-deposited on a glass plate so that transmitted light intensity and reflected light intensity are equal. The wavelength selection mirror has wavelength selectivity, and separates incident light into reflection and transmission for each wavelength. As a result, a specific color is reflected and extracted from visible light, and white light can be separated into blue, green, and red by transmitting light in other wavelength ranges.

光学素子19は、第一表示器15及び第二表示器17からの表示光を合波するが、第一表示器15及び第二表示器17との相対位置変化などにより合波効率が変化する。例えば、第一表示器15と光学素子19の位相がずれると、P偏光がS偏光となってしまい、当初予定していた合波ができない場合がある。また、第一表示器15と第二表示器17の位相がずれると、射出方向がずれてしまいやはりうまく合波ができない場合がある。このような場合、光学素子19と第一表示器15及び第二表示器17とを一体型の構成とすることにより、合波効率の変化を抑制し、光量や光量分布について安定した照明光を得ることができる。   The optical element 19 combines display light from the first display 15 and the second display 17, but the multiplexing efficiency changes due to a relative position change with the first display 15 and the second display 17. . For example, if the phase of the first display 15 and the optical element 19 are shifted, the P-polarized light becomes S-polarized light, and the originally planned multiplexing may not be performed. Further, if the phases of the first display 15 and the second display 17 are shifted, the emission direction may be shifted, and it may be impossible to multiplex them. In such a case, by making the optical element 19 and the first indicator 15 and the second indicator 17 into an integral configuration, a change in the multiplexing efficiency is suppressed, and stable illumination light with respect to the light amount and the light amount distribution can be obtained. Can be obtained.

本実施の形態によるヘッドアップディスプレイ装置11では、光学素子19と拡大ミラー25との間に、光学素子19からの透過表示光21及び反射表示光23を光偏向する光偏向ミラー27が設けられている。このように拡大ミラー25の光入射側に光偏向ミラー27が配置されることで、拡大ミラー25へ照射される表示光の光軸29に垂直な方向に第一表示器15及び第二表示器17を共に配置することができ、ヘッドアップディスプレイ装置11が例えば車両のインストルメントパネルに設置される場合、設置スペースを浅くすることが可能となる。   In the head-up display device 11 according to the present embodiment, an optical deflection mirror 27 that optically deflects the transmissive display light 21 and the reflective display light 23 from the optical element 19 is provided between the optical element 19 and the magnifying mirror 25. Yes. Thus, by arranging the light deflection mirror 27 on the light incident side of the magnifying mirror 25, the first display 15 and the second display in a direction perpendicular to the optical axis 29 of the display light irradiated on the magnifying mirror 25. When the head-up display device 11 is installed on, for example, an instrument panel of a vehicle, the installation space can be reduced.

次に、上記構成のヘッドアップディスプレイ装置11の作用を説明する。
図2は色変え用表示器を用い多重表示にて可能となる表示色変えの例を(a)〜(d)で表した表示像バリエーション図である。
ヘッドアップディスプレイ装置11では、第一表示器15と第二表示器17から出射される表示光が光学素子19によって透過表示光21と反射表示光23とに分けられ、これら透過表示光21と反射表示光23が個別に又は光混合されて拡大ミラー25に入射される。この際の光混合パターンを種々に変えることにより、異なる表示画像を表示させることが可能となる。
Next, the operation of the head-up display device 11 having the above configuration will be described.
FIGS. 2A to 2D are display image variation diagrams showing examples of display color change that can be performed by multiple display using a color change display.
In the head-up display device 11, the display light emitted from the first display 15 and the second display 17 is divided into the transmissive display light 21 and the reflective display light 23 by the optical element 19. The display light 23 is incident on the magnifying mirror 25 individually or after being light-mixed. Different display images can be displayed by variously changing the light mixing pattern at this time.

例えば、図2(a)に示すように、第一表示器15で第一画像を小丸緑表示し、第二表示器17で全面赤表示を行なう。合成されると、赤表示中に、第一表示器15の第一画像が小丸アンバー色の表示となる。図2(b)に示すように、第一表示器15で第一画像を小丸緑表示し、第二表示器17で第一画像と同じ第二画像を小丸赤表示する。合成されると、小丸アンバー色の表示となる。図2(c)に示すように、第一表示器15で第一画像を小丸緑表示し、第二表示器17で第一画像より大きな第二画像を三角赤表示する。合成されると、第二画像の赤画像の中に、第一表示器15の第一画像が小丸アンバー色の表示となる。図2(d)に示すように、第一表示器15で第一画像を小丸緑表示し、第二表示器17で第一画像と重ならないように第二画像を三角赤表示する。合成されると、それぞれの第一画像と第二画像が独立の表示像となる。この他、第一画像と第二画像の一部分を重ねたり、緑、赤以外の青、黄色等を用いたりすることもできる。   For example, as shown in FIG. 2A, the first display 15 displays the first image in a small circle green, and the second display 17 displays the entire image in red. When synthesized, the first image of the first display 15 is displayed in a small amber color during red display. As shown in FIG. 2 (b), the first display 15 displays the first image in a small circle green, and the second display 17 displays the same second image as the first image in a small circle red. When synthesized, a small circle amber color is displayed. As shown in FIG. 2C, the first display 15 displays the first image in a small green circle, and the second display 17 displays a second image larger than the first image in a red triangle. When synthesized, the first image of the first display 15 is displayed in a small amber color in the red image of the second image. As shown in FIG. 2D, the first image is displayed in small green on the first display 15 and the second image is displayed in red on the second display 17 so as not to overlap the first image. When synthesized, the first image and the second image become independent display images. In addition, a part of the first image and the second image can be overlapped, or blue, yellow other than green and red can be used.

このように、第一表示器15、第二表示器17に、色変わり機能以外にセグメントやドット表示機能を持たせれば、多重表示が可能となる。   As described above, if the first display unit 15 and the second display unit 17 have a segment or dot display function in addition to the color change function, multiple display is possible.

これにより、TFTを用いない安価な構成で多重色表示が可能となる。   As a result, multiple color display is possible with an inexpensive configuration that does not use TFTs.

次に、上記構成によるヘッドアップディスプレイ装置の変形例を説明する。
図3は第二表示器17が移動自在となった変形例に係る車両用表示装置の構成図、図4(a)は移動手段31がラックピニオン33である構成図、(b)は移動手段31が回転ギア軸35である構成図、図5は移動による虚像位置の差異を(a)(b)(c)で表した模式図である。
ヘッドアップディスプレイ装置11Aは、少なくとも第一表示器15又は第二表示器17のいずれか一方がその光軸29に沿う方向に移動可能に設けられていてもよい。本変形例では、第二表示器17が図3の破線で示すように光軸29に沿う方向に移動される。
Next, a modification of the head-up display device having the above configuration will be described.
FIG. 3 is a block diagram of a display device for a vehicle according to a modification in which the second indicator 17 is movable. FIG. 4A is a block diagram in which the moving means 31 is a rack and pinion 33. FIG. 3B is a moving means. FIG. 5 is a configuration diagram in which reference numeral 31 denotes a rotary gear shaft 35, and FIG. 5 is a schematic diagram showing differences in virtual image positions due to movement as (a), (b), and (c).
The head-up display device 11 </ b> A may be provided such that at least one of the first display 15 and the second display 17 is movable in a direction along the optical axis 29. In the present modification, the second indicator 17 is moved in the direction along the optical axis 29 as indicated by the broken line in FIG.

図4(a)に示すように、移動手段31としてラックピニオン33が用いられる構成では、ピニオンモーター37の駆動によりピニオン39を介してラック41に固定された第二表示器17が直線移動される。なお、これとは逆に、ラック41を筐体13に固定し、ピニオンモーター37を第二表示器17に固定してもよい。移動距離は、ピニオンモーター37の正逆回転と、回転量で調整可能となる。回転ギア軸35が用いられた場合、図4(b)に示すように、駆動モーター43でギア軸45が回動されると、ギア軸45に噛合する固定ナット47がギア軸上を移動し、固定ナット47が固定された第二表示器17の移動を可能とする。移動距離は、駆動モーター43の正逆回転と、回転量とで調整可能となる。   As shown in FIG. 4A, in the configuration in which the rack and pinion 33 is used as the moving means 31, the second indicator 17 fixed to the rack 41 through the pinion 39 is linearly moved by driving the pinion motor 37. . On the contrary, the rack 41 may be fixed to the housing 13 and the pinion motor 37 may be fixed to the second display unit 17. The moving distance can be adjusted by the forward / reverse rotation of the pinion motor 37 and the rotation amount. When the rotary gear shaft 35 is used, as shown in FIG. 4B, when the gear shaft 45 is rotated by the drive motor 43, the fixing nut 47 that meshes with the gear shaft 45 moves on the gear shaft. The second indicator 17 to which the fixing nut 47 is fixed can be moved. The moving distance can be adjusted by the forward / reverse rotation of the drive motor 43 and the rotation amount.

第一表示器15又は第二表示器17のいずれかを移動可能とした構成では、例えば第二表示器17が第一表示器15よりも光学素子19から遠い位置にあると、第一表示器15の虚像より、第二表示器17の虚像が、運転者から見て遠くに結像される。また、第二表示器17が第一表示器15よりも表示光に対して近い位置にあると、第一表示器15の虚像より、第二表示器17の虚像が、運転者から見て近くに結像される。これにより二つの虚像が前後に存在するかに見え、遠近感が生じて、より高い表現力を得ることが可能となる。   In the configuration in which either the first display 15 or the second display 17 is movable, for example, when the second display 17 is located farther from the optical element 19 than the first display 15, the first display From the 15 virtual images, the virtual image of the second display unit 17 is formed farther as viewed from the driver. Further, when the second display 17 is closer to the display light than the first display 15, the virtual image of the second display 17 is closer to the driver from the virtual image of the first display 15. Is imaged. As a result, it appears as if two virtual images exist before and after, and a sense of perspective is generated, and higher expressive power can be obtained.

より具体的には、図3に示す第一表示器15と第二表示器17と光学素子19との間の距離を等しくした場合、図5(a)に示すように、第一虚像V1と第二虚像V2は同じ位置に結像する。第二表示器17が図3のB位置にある場合、図5(b)に示すように、第一表示器15の第一虚像V1より、第二表示器17の第二虚像V2が、運転者から見て遠くに結像する。第二表示器17が図3のC位置にある場合、第一表示器15の第一虚像より、第二表示器17の第二虚像が、運転者から見て近くに結像される。   More specifically, when the distances between the first display 15, the second display 17 and the optical element 19 shown in FIG. 3 are equal, as shown in FIG. The second virtual image V2 is formed at the same position. When the second indicator 17 is at the position B in FIG. 3, the second virtual image V2 of the second indicator 17 is operated from the first virtual image V1 of the first indicator 15 as shown in FIG. It forms an image far away from the person. When the second display 17 is at the position C in FIG. 3, the second virtual image of the second display 17 is formed closer to the first virtual image of the first display 15 as viewed from the driver.

このように、第一表示器15又は第二表示器17の位置を移動することで、表示を立体的に提供したり、図5(a)〜(c)位置に連続的に移動させたりすることで、運転者に表示を見るように促す(アピールする)ことができ、運転者に注意喚起を行なうことができる。   In this way, by moving the position of the first display 15 or the second display 17, the display is provided in a three-dimensional manner or continuously moved to the positions of FIGS. 5 (a) to 5 (c). Thus, the driver can be prompted (appeal) to see the display, and the driver can be alerted.

立体表示における所謂奥行き情報方式は、再現空間内の3次元座標情報を全て表示するものでX座標とY座標で表される2次元情報に奥行きZ座標が加わるが、情報量が多量となり実用性が低い。これに対し、本構成によれば、焦点を可変することにより、極めて少ない情報量により奥行き方向の画像情報を容易に加えて、遠近表示を得ることができる。   The so-called depth information method in stereoscopic display displays all the three-dimensional coordinate information in the reproduction space. The depth Z coordinate is added to the two-dimensional information represented by the X coordinate and the Y coordinate. Is low. On the other hand, according to the present configuration, by changing the focus, it is possible to easily add the image information in the depth direction with a very small amount of information and obtain a perspective display.

なお、この場合、第一虚像と第二虚像との間に、輝度差をつけることによりさらに奥行き感を生じさせることができる。図示は省略するが、光学素子19からの第一表示器15と第二表示器17の距離を変え、第一表示器15の虚像と第二表示器17の虚像を奥行き方向に重ねて配置した状態とする。そして、遠くの虚像を明るくすれば遠くに感じ、近くの虚像を明るくすれば近くに感じる。両方を同じ明るさにすればその中間にあるように感じさせることができる。これにより、一層遠近表示効果を高めることが可能となる。   In this case, a sense of depth can be further generated by providing a luminance difference between the first virtual image and the second virtual image. Although not shown, the distance between the first display 15 and the second display 17 from the optical element 19 is changed, and the virtual image of the first display 15 and the virtual image of the second display 17 are arranged in the depth direction. State. And if you brighten a distant virtual image, you will feel far away, and if you brighten a nearby virtual image, you will feel close. If both are set to the same brightness, they can feel as if they are in the middle. Thereby, the perspective display effect can be further enhanced.

次に、上記構成によるヘッドアップディスプレイ装置の他の変形例を説明する。
図6は光偏向ミラー27を用いない構成図、図7は光偏向ミラー27を用いない構成において第二表示器17を移動自在とした車両用表示装置の構成図である。
この変形例では、光偏向ミラー27を省略し、光偏向ミラー27の代わりに光学素子19を用いている。すなわち、ヘッドアップディスプレイ装置11Bは、第一表示器15からの表示光を光学素子19によって反射表示光23として拡大ミラー25に入射させる。一方、第二表示器17は、光学素子19を挟んで拡大ミラー25の反対側に設けている。第二表示器17からの表示光は光学素子19を透過させた透過表示光21として拡大ミラー25に入射させている。
また、このような構成とした場合にも図7に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置11Cは、第二表示器17を上記した同様の移動手段31によって光軸29に沿う方向に移動自在にすることができる。図例では、第二表示器17を移動自在とするが、第一表示器15を移動自在に設けても良い。
Next, another modified example of the head-up display device having the above configuration will be described.
FIG. 6 is a configuration diagram in which the light deflection mirror 27 is not used, and FIG. 7 is a configuration diagram of a vehicle display device in which the second display unit 17 is movable in a configuration in which the light deflection mirror 27 is not used.
In this modification, the optical deflection mirror 27 is omitted, and the optical element 19 is used instead of the optical deflection mirror 27. That is, the head-up display device 11 </ b> B causes the display light from the first display unit 15 to be incident on the magnifying mirror 25 as the reflected display light 23 by the optical element 19. On the other hand, the second indicator 17 is provided on the opposite side of the magnifying mirror 25 with the optical element 19 in between. Display light from the second display unit 17 is incident on the magnifying mirror 25 as transmissive display light 21 transmitted through the optical element 19.
Also in such a configuration, as shown in FIG. 7, the head-up display device 11 </ b> C makes the second display device 17 movable in the direction along the optical axis 29 by the same moving means 31 described above. be able to. In the illustrated example, the second display 17 is movable, but the first display 15 may be movably provided.

この変形例によるヘッドアップディスプレイ装置11B,11Cによれば、光偏向ミラー27を省略することができ、部材コストを安価にできる。また、拡大ミラー25と第二表示器17との距離をインストルメントパネルの深さ方向で確保するので、第一表示器15と光学素子19との距離を短くでき、広い設置面積の確保し難いインストルメントパネルにも設置を可能にすることができる。   According to the head-up display devices 11B and 11C according to this modification, the light deflection mirror 27 can be omitted, and the member cost can be reduced. Further, since the distance between the magnifying mirror 25 and the second display device 17 is ensured in the depth direction of the instrument panel, the distance between the first display device 15 and the optical element 19 can be shortened, and it is difficult to ensure a large installation area. It can also be installed on the instrument panel.

したがって、本実施の形態に係る車両用表示装置によれば、TFTを用いない安価な構成で多重色表示を可能にすることができる。   Therefore, according to the vehicle display device according to the present embodiment, it is possible to display multiple colors with an inexpensive configuration that does not use TFTs.

11、11A、11B、11C ヘッドアップディスプレイ装置(車両用表示装置)
13 筐体
15 第一表示器
17 第二表示器
19 光学素子
21 透過表示光
23 反射表示光
25 拡大ミラー
27 光偏向ミラー
29 光軸
11, 11A, 11B, 11C Head-up display device (vehicle display device)
13 Housing 15 First display 17 Second display 19 Optical element 21 Transmitted display light 23 Reflected display light 25 Magnifying mirror 27 Light deflecting mirror 29 Optical axis

Claims (2)

筐体と、
前記筐体内に設けられた第一表示器及び第二表示器と、
前記第一表示器から一方の面に照射される表示光を透過させるとともに前記第二表示器から他方の面に照射される表示光を反射させる光学素子と、
前記光学素子を透過及び反射した透過表示光及び反射表示光を拡大して出射させる拡大ミラーと、
を備えた車両用表示装置であって、
前記第一表示器及び第二表示器は、単純マトリクスタイプの液晶素子を用いたものであり、
前記光学素子は前記第一表示器及び第二表示器から照射される表示光を青、緑、赤に色分解する波長選択ミラーであり、
前記第一表示器および前記第二表示器の少なくとも一方が光軸に沿う方向に移動可能に設けられており、
前記第一表示器の虚像と前記第二表示器の虚像を奥行き方向に重ねて配置し、前記第一虚像と前記第二虚像との間に輝度差をつけることによりさらに奥行き感を生じさせることを特徴とする車両用表示装置。
A housing,
A first indicator and a second indicator provided in the housing;
An optical element that transmits display light irradiated on one surface from the first display and reflects display light irradiated on the other surface from the second display;
A magnifying mirror that magnifies and emits the transmitted display light and the reflected display light transmitted and reflected by the optical element;
A vehicle display device comprising:
The first display and the second display use simple matrix type liquid crystal elements,
The optical element is a wavelength selection mirror that separates display light emitted from the first display and the second display into blue, green, and red ,
At least one of the first indicator and the second indicator is provided to be movable in a direction along the optical axis;
Arranging the virtual image of the first display and the virtual image of the second display in the depth direction, and creating a difference in brightness between the first virtual image and the second virtual image, thereby creating a sense of depth. A display device for vehicles.
請求項1記載の車両用表示装置であって、
前記光学素子と前記拡大ミラーとの間に、該光学素子からの透過表示光及び反射表示光を光偏向する光偏向ミラーを備えたことを特徴とする車両用表示装置。
The vehicle display device according to claim 1,
A vehicular display device comprising a light deflection mirror for deflecting transmitted display light and reflected display light from the optical element between the optical element and the magnifying mirror.
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