JP6052050B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
A.装置構成 :
図1(a)には、本実施例のヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)10が車両1に搭載された様子が示されている。図示されるように、本実施例のヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)10は、運転席から見て車両1の前方のダッシュボード3内に搭載されており、ウィンドシールド2に向けて画像を投影する。すると、HUD装置10から投影された光がウィンドシールド2で反射して運転者の目に到達し、その結果、運転者は、投影された画像の虚像を、ウィンドシールド2の向こう側に見える表示画像4として認識する。尚、本実施例のウィンドシールド2は、本発明における「板状部材」に対応する。
画像投影部12の画像表示面100は、カラーフィルターを備えた周知の液晶表示画面であり、画面上に種々のカラー画像を表示させることができる。そして、液晶表示画面上にカラー画像を表示した状態で背面側からバックライトで光を照射すると、表示されたカラー画像が平面鏡14に向けて投影される。
また、サブ画素には、光の三原色に対応する赤色、緑色、青色の何れかの光を透過させるカラーフィルターが設けられている。このため、それぞれのサブ画素は、赤色、緑色、青色の何れかの一つの色を表示することができる。もっとも、第1領域102の画素と第2領域104の画素とでは、各サブ画素に設けられるカラーフィルターの配列が異なっており、従って、第1領域102と第2領域104とでは、画素内でのサブ画素の色の配列が異なっている。
先ず、第1領域102について説明すると、第1領域102の画素112には、赤色を透過するカラーフィルター(以下、カラーフィルターR)が設けられたサブ画素113rと、緑色を透過するカラーフィルター(以下、カラーフィルターG)が設けられたサブ画素113gと、青色を透過するカラーフィルター(以下、カラーフィルターB)が設けられたサブ画素113bとが、この順序で配列されている。尚、設けられたカラーフィルターの違いを区別する必要がない場合には、第1領域102のサブ画素113r,113g,113bを、単にサブ画素113と表記することがある。
図3には、このような本実施例の画像表示面100を備えるHUD装置10によって表示された表示画像4が例示されている。
通常の走行状態では、画像表示面100の主に第1領域102に表示した画像をウィンドシールド2に投影することで、図3(a)に例示したような表示画像4を表示する。図2を用いて前述したように第1領域102内の画素112には、カラーフィルターRが設けられて赤色を表示するサブ画素113rと、カラーフィルターGが設けられて緑色を表示するサブ画素113gと、カラーフィルターBが設けられて青色を表示するサブ画素113bとが設けられている。このため、画像表示面100の第1領域102では、赤色、緑色、青色を混色させることによって様々な色のカラー画像を表示することができる。そして、第1領域102の画像をウィンドシールド2に投影することによって、様々な色の表示画像4を表示することができる。
また、上述したように第2領域104には、1つの画素114に対して、赤色を表示するサブ画素115rが2つずつ設けられているので、赤色については十分に高い輝度で表示することができる。そこで、本実施例のHUD装置10では、第2領域104のサブ画素115rに設けたカラーフィルターRの特性が、第1領域102のサブ画素113rに設けたカラーフィルターRの特性とは異なる特性に設定されている。
図中に実線で示した第2領域104用のカラーフィルターRの透過率は、600nm付近より長い波長では高い値を有しているが、600nm付近よりも短い波長になると値が急激に低下する。一般に人間は、600nmより長い波長の光が目に入ると、赤色を知覚するので、第2領域104用のカラーフィルターRを透過した光は赤色の光となる。
これに対して、図中に破線で示した第1領域102用のカラーフィルターRの透過率は、600nm付近の波長では値が低下せず、人間が黄色と感じる波長付近で急激に低下する。第1領域102用のカラーフィルターRがこのような特性に設定されているのは、純粋な赤色の光だけでなく、少し黄色がかった赤色の光もフィルターを透過させることで、少しでも輝度の高い画像を表示可能とするためである。その結果、第1領域102で表示される赤色の画像は、純粋な赤色の光と少し黄色がかった赤色の光とが混じりあった朱色のような画像となる。
そして、このような観点からすると、上述したように本実施例のHUD装置10の第2領域104では、赤色については十分に高い輝度で表示することができるので、黄色がかった赤色の光を透過させて輝度を上げる必要はない。
上述した本実施例のHUD装置10には、種々の変形例が存在している。以下では、これら変形例について、上述した本実施例との相違点を中心として簡単に説明する。尚、以下の変形例では、本実施例と同様な構成については同じ符番を付すこととして、詳細な説明は省略する。
上述した実施例では、第1領域102の画素112内での色の配置と、第2領域104の画素114内での色の配置とを比較すると、第1領域102では青色のサブ画素113bが、第2領域104では赤色のサブ画素115rに置き換わった配置になっているものとして説明した。しかし、赤色と緑色と青色の3色が配置された第1領域102での色の配置よりも、第2領域104での色の配置の方が、全体として赤色に近付くのであれば、必ずしも、第1領域102の青色のサブ画素113bを、第2領域104では赤色のサブ画素115rに置き換えたような色の配置としなくても構わない。
例えば、図5(a)に例示した第2領域104の画素114では、第1領域102の画素112内の青色のサブ画素113bが、黄色い光を透過するカラーフィルターYが設けられた黄色いサブ画素115yに置き換えられた色の配置となっている。
こうすれば、画素114内の全てのサブ画素115を用いて黄色い画像を表示することができるので、図3(b)に例示した注意喚起画像4yを、前方の景色がほとんど透けない程度の十分に高い輝度で表示することができる。また、図3(c)に例示した警告画像4rについても、画素114中の赤色のサブ画素115と黄色のサブ画素115とを用いることで、(朱色に近い赤色にはなるものの)十分に高い輝度で表示することができる。
更に、赤色の画像や黄色の画像については十分な輝度で表示することができるので、カラーフィルターRあるいはカラーフィルターYの特性を、より純粋な赤色、あるいはより純粋な黄色を表示可能な特性とすることができる。その結果、警告画像4rや注意喚起画像4yを、警告されていることや、注意喚起されていることに気付き易い態様で表示することができる。
こうすれば、第2領域104では赤色の画像をたいへんに高い輝度で表示することができるので、前方の景色がほとんど透けない態様で警告画像4rを表示することができる。また、カラーフィルターRの特性を、より純粋な赤色を表示可能な特性とすることで、警告されていることに気付き易い態様で警告画像4rを表示することが可能となる。
また、赤色の画像や緑色の画像を高い輝度で表示することができるので、カラーフィルターRやカラーフィルターGの特性を、より純粋な赤色や緑色を表示可能な特性とすることができる。その結果、警告されていることや、注意喚起されていることに運転者が気付き易い態様で、警告画像4rや注意喚起画像4yを表示することができる。更には緑色の画像についても、前方の景色が透けて見え難い態様で、しかも純粋な緑色の画像を表示することができるので、注意喚起画像4yや警告画像4rを緑色の画像で表示することもできる。すなわち、前方の景色が透けて見え難く、しかも純粋な緑色での表示態様は、第1領域102で表示される通常の画像とは明らかに表示態様が異なっている。このため、このような態様であれば緑色の画像を表示した場合でも、運転者が直ちに認識することができるので、注意喚起画像4yや警告画像4rを緑色の画像で表示することも可能となる。
上述した実施例あるいは第1変形例では、赤色と緑色と青色の3色が配置された第1領域102での色の配置が、第2領域104では、全体として赤色に近付くような色の配置に変更されているものとして説明した。しかし、第2領域104の色配置は、第1領域102での色配置に対して緑色に近付くような色の配置とすることもできる。
例えば、図6(a)に例示した第2領域104の画素114では、第1領域102の画素112内の青色のサブ画素113bが、緑色のサブ画素115gに置き換えられた色の配置となっている。また、図6(b)では、第1領域102の画素112内の赤色のサブ画素113rが、緑色のサブ画素115gに置き換えられた色の配置となっている。更に、図6(c)では、画素114の全てのサブ画素115が緑色のサブ画素115gとなっている。
また、表示画像4として文字の画像を表示する場合には、緑色で表示すると読み易いことが経験的に知られている。このことから、上述した第2変形例によれば、運転者が読み易い態様で文字の画像を表示することも可能となる。
図7には、このような第2領域104でのカラーフィルターGの特性が、第1領域102でのカラーフィルターGの特性と比較して示されている。図中に破線で示した第1領域102用のカラーフィルターGは、緑色の光だけでなく、より波長の長い黄色の光や、緑色よりも波長の短いシアン色の光も透過する。これは、緑色の画像をできるだけ高い輝度で表示するためであるが、その反面で、表示される緑色は純粋な緑色というよりも、少し薄い緑色となる。
上述した第2変形例では、第2領域104の色配置が、第1領域102での色配置に対して緑色に近付くような色の配置に設定されているものとしていた。しかし、第2領域104の色配置が、第1領域102での色配置に対して青色に近付くような色の配置とすることもできる。
例えば、図8(a)に例示した第2領域104の画素114では、第1領域102の画素112内の赤色のサブ画素113rが、青色のサブ画素115bに置き換えられた色の配置となっている。また、図8(b)では、画素114の全てのサブ画素115が青色のサブ画素115bとなっている。
こうすれば、第2領域104では、青色の画像を十分に高い輝度で表示することができるので、この画像をウィンドシールド2に投影することで、前方の景色が透けて見え難い態様で青色の画像を表示することができる。そして、このように前方の景色が透けて見え難い態様で表示された画像は、第1領域102を用いて表示される通常の画像とは明らかに表示態様が異なっているので、運転者は、画像が表示されたことに直ちに気付くことができる。このため、注意喚起画像4yや警告画像4rを青色で表示した場合にも、これらの画像が表示されたことを運転者に直ちに気付かせることが可能となる。
また、青色は、赤色や、黄色、緑色に比べて落ち着いた色調なので、運転者の神経を過度に刺激しない態様で、注意喚起や警告することが可能となる。
図9には、このような第2領域104でのカラーフィルターBの特性が、第1領域102でのカラーフィルターBの特性と比較して示されている。図中に破線で示した第1領域102用のカラーフィルターBは、青色の光だけでなく、より波長の長いシアン色の光も透過する。これは、青色の画像をできるだけ高い輝度で表示するためであるが、その反面で、表示される青色は少しシアン色がかった青色となる。
そして、このような態様で画像を表示することで、画像が表示されたことを、運転者がより一層気付かせ易くすることができる。また、純粋な青色で画像を表示することで、より運転者の神経を刺激しない態様で画像を表示することが可能となる。
また、上述した実施例および各種の変形例では、画像表示面100の上端に第2領域104が設けられているものとして説明した。従って、画像表示面100の画像がウィンドシールド2に投影された表示画像4では、図3に示したように、表示画像4の下部に第2領域104の画像が表示されることになる。
しかし、第2領域104は画像表示面100の端部に設ければ良く、必ずしも画像表示面100の上部に設ける必要はない。
図示した第4変形例では、第1領域102の画素112には、赤色のサブ画素113rと、緑色のサブ画素113gと、青色のサブ画素113bとが設けられているが、第2領域104の画素114には、2つの赤色のサブ画素115rと、1つの緑色のサブ画素115gとが設けられている。このため第4変形例の第2領域104では、赤色の画像および黄色の画像を高い輝度で表示することができ、その画像をウィンドシールド2に投影することで、前方の景色が透けて見え難い態様で、赤色の画像や黄色の画像を表示することができる。
図11(b)には、このようにして注意喚起画像4y、あるいは警告画像4rが表示された様子が例示されている。このようにして表示された画像は、前方の景色が透けて見え難い態様で表示されるので、通常の画像ではなく、注意喚起あるいは警告するために表示された画像であることを直ちに認識することができる。そして、そのような画像が左側に表示されているので、運転者は、車両の左側の障害物などを注意喚起あるいは警告されていることを直ちに認識することが可能となる。
図11(c)には、このようにして注意喚起画像4y、あるいは警告画像4rが表示された様子が例示されている。このようにして表示された画像は、前方の景色が透けて見え難い態様で表示される。そして、そのような画像が右側に表示されているので、運転者は、車両の右側に存在する障害物などを注意喚起あるいは警告されていることを直ちに認識することが可能となる。
4…表示画像、 4r…警告画像、 4y…注意喚起画像、
10…HUD装置、 12…画像投影部、 14…平面鏡、
16…凹面鏡、 100…画像表示面、 102…第1領域、
104…第2領域、 112…画素、 113…サブ画素、
114…画素、 115…サブ画素。
Claims (5)
- サブ画素に分割された複数の画素によって形成されてカラー画像を表示する画像表示面を備え、該画像表示面に表示されたカラー画像を、運転席の前方に設けられた透明な板状部材に投影することによって、該板状部材の前方の景色に重ねて前記カラー画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記画像表示面は、該画像表示面の中心位置を含んで設定された第1領域と、該第1領域以外の第2領域とを備えており、
前記第1領域内の前記画素は、赤色を表示する前記サブ画素と、緑色を表示する前記サブ画素と、青色を表示する前記サブ画素とを含んで形成されており、
前記第2領域内の前記画素は、前記第1領域内の前記画素よりも、赤色方向、緑色方向、または青色方向の少なくとも何れかの方向に色相を偏らせた色を表示する前記サブ画素を含んだ複数の前記サブ画素によって形成されている
ヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第2領域内の前記画素は、赤色を表示する前記サブ画素と、緑色を表示する前記サブ画素とによって形成されているヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第2領域内の前記画素は、前記第1領域内の前記画素では青色を表示する前記サブ画素の位置に、赤色を表示する前記サブ画素が設けられているヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第2領域内の前記サブ画素は、前記第1領域内の前記サブ画素よりも彩度の高い色を表示するサブ画素であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記画像表示面は、前記第2領域が、該画像表示面の少なくとも左端および右端の位置に設けられているヘッドアップディスプレイ装置。
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