JP6883991B2 - Head-up display - Google Patents

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Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイに関し、特に、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイに用いて好適なものである。 The present invention relates to a head-up display, and is particularly suitable for use in a head-up display mounted on a vehicle.

近年、運転者の視線移動を最少とし、運転中に必要な情報を見やすく表示するためのヘッドアップディスプレイ(HUD)の普及が進んでいる。このヘッドアップディスプレイに各種情報(例えば、車速、進行方向、制限速度等)を示す画像を表示することにより、運転者は、視線を前方から逸らさずに各種情報を視認することができる。 In recent years, a head-up display (HUD) for minimizing the movement of the driver's line of sight and displaying necessary information during driving in an easy-to-see manner has become widespread. By displaying images showing various information (for example, vehicle speed, traveling direction, speed limit, etc.) on the head-up display, the driver can visually recognize various information without diverting his / her line of sight from the front.

ヘッドアップディスプレイは主に、フロントウインドウを表示面として用いるウインドシールド方式と、コンバイナと呼ばれる半透明のスクリーンを表示面として用いるコンバイナ方式とに分けられる。 Head-up displays are mainly divided into a windshield system that uses the front window as the display surface and a combiner system that uses a translucent screen called a combiner as the display surface.

ウインドシールド方式のヘッドアップディスプレイは、ダッシュボード内の表示器から出射された表示画像を、凹面鏡で反射させた後、ダッシュボードの上面に形成された開口部から出射させて、運転席の前方のフロントウインドウに照射するようになっている。一方、コンバイナ方式のヘッドアップディスプレイは、運転席の前方に設置された凹面構造のコンバイナに対し、当該コンバイナと対面する位置に設置された表示器から表示画像を照射するようになっている。 In the windshield type head-up display, the display image emitted from the display in the dashboard is reflected by a concave mirror and then emitted from the opening formed on the upper surface of the dashboard in front of the driver's seat. It is designed to illuminate the front window. On the other hand, in the combiner type head-up display, the concave-shaped combiner installed in front of the driver's seat is irradiated with a display image from a display installed at a position facing the combiner.

運転者は、フロントウインドウまたはコンバイナの表示面にて反射された画像があたかも表示面よりも前方に拡大して表示されているかの如く、その画像の虚像を視認できるようになっている。最近では、従来の近視点表示(虚像距離:約2〜3m)に加え、遠視点表示(虚像距離:8m以上)の要求が高まっている。例えば、近視点表示と遠視点表示との遠近切替表示や、2層表示(例えば、表示面の上半分を遠視点表示とし、下半分を近視点表示とする)の要求がある。 The driver can visually recognize the virtual image of the image reflected on the display surface of the front window or the combiner as if it were enlarged and displayed in front of the display surface. Recently, in addition to the conventional near-viewpoint display (virtual image distance: about 2 to 3 m), there is an increasing demand for a far-viewpoint display (virtual image distance: 8 m or more). For example, there is a demand for a perspective switching display between a near-viewpoint display and a far-viewpoint display, and a two-layer display (for example, the upper half of the display surface is a far-viewpoint display and the lower half is a near-viewpoint display).

従来、遠視点表示を行うことを可能にしたヘッドアップディスプレイが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイは、光学系の光路を長くすることにより、虚像をより遠方に表示できるようにしている(段落[0011]参照)。また、特許文献2に記載のヘッドアップディスプレイは、表示器や凹面鏡を物理的に移動させることにより、光路長を調整できるようにしている。 Conventionally, a head-up display capable of performing a distant viewpoint display is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The head-up display described in Patent Document 1 makes it possible to display a virtual image farther by lengthening the optical path of the optical system (see paragraph [0011]). Further, the head-up display described in Patent Document 2 makes it possible to adjust the optical path length by physically moving the display and the concave mirror.

特開2013−47698号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-47698 特開平6−115381号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-115381

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、光路を長くする分だけ光学ユニットの容積が大きくなり、ヘッドアップディスプレイを小型化することができない。そのため、車両のダッシュボード内にヘッドアップディスプレイを収納することが困難という問題があった。 However, in the technique described in Patent Document 1, the volume of the optical unit is increased by the length of the optical path, and the head-up display cannot be miniaturized. Therefore, there is a problem that it is difficult to store the head-up display in the dashboard of the vehicle.

また、上記特許文献2に記載の技術では、表示器や凹面鏡を物理的に移動させるために、大型のモータやギアが必要になり、ヘッドアップディスプレイを小型化することができないという問題があった。また、モータやギアを稼動するときにノイズ音が出る、表示がガタつくなどの問題もあった。さらに、モータやギアを稼動するのに時間がかかるため、虚像距離を変えるのに時間がかかるという問題もあった。 Further, in the technique described in Patent Document 2, there is a problem that a large motor or gear is required to physically move the display or the concave mirror, and the head-up display cannot be miniaturized. .. In addition, there are problems such as noise when operating the motor and gears and rattling of the display. Further, since it takes time to operate the motor and the gear, there is also a problem that it takes time to change the virtual image distance.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、小型の装置構成で遠視点表示を実現できるようにすることを目的とする。また、本発明は、ノイズ音や表示のガタつきを生じることなく短時間で近視点表示と遠視点表示との切り替えを行うことができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to enable a long-distance display to be realized with a small device configuration. Another object of the present invention is to enable switching between near-viewpoint display and far-viewpoint display in a short time without causing noise noise or rattling of the display.

上記した課題を解決するために、本発明では、表示器と、当該表示器によって投影された画像を表示させる表示面と、表示器からの出射光を反射させて表示面へと導く反射鏡とを備えたヘッドアップディスプレイにおいて、反射鏡は、第1の電極面と、当該第1の電極面から離間した位置にある第2の電極面とを有し、第1の電極面および第2の電極面に印加する電圧の制御により、第1の電極面と第2の電極面の双方を選択的に鏡面状態にすることが可能な電子デバイスにより構成するようにしている。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a display, a display surface for displaying the image projected by the display, and a reflector for reflecting the light emitted from the display and guiding the light emitted from the display to the display surface. In the head-up display provided with the above, the reflecting mirror has a first electrode surface and a second electrode surface at a position separated from the first electrode surface, and has a first electrode surface and a second electrode surface. By controlling the voltage applied to the electrode surface , both the first electrode surface and the second electrode surface can be selectively mirrored.

上記のように構成した本発明によれば、表示器から表示面までの光路中に配置される反射鏡に用いられる電子デバイスへの印加電圧を制御することにより、反射位置を電気的に変えて、光路長を可変とすることができる。これにより、光路長が長くなるように制御することにより、虚像距離を長くして遠視点表示を行うことができる。また、光路長が短くなるように制御すれば、虚像距離を短くして近視点表示を行うことができる。以上により、本発明によれば、物理的に光路長を長くする必要がないので、装置の小型化を図ることができる。また、物理的な移動機構がないので、ノイズ音や表示のガタつきを生じることもなく、短時間で近視点表示と遠視点表示との切り替えを行うことができる。 According to the present invention configured as described above, the reflection position is electrically changed by controlling the voltage applied to the electronic device used for the reflector arranged in the optical path from the display to the display surface. , The optical path length can be made variable. As a result, by controlling the optical path length to be long, the virtual image distance can be lengthened and the distant viewpoint display can be performed. Further, if the optical path length is controlled to be short, the virtual image distance can be shortened and the near-viewpoint display can be performed. As described above, according to the present invention, it is not necessary to physically increase the optical path length, so that the device can be miniaturized. Further, since there is no physical movement mechanism, it is possible to switch between the near-viewpoint display and the far-viewpoint display in a short time without causing noise noise or rattling of the display.

本実施形態によるヘッドアップディスプレイの全体構成例を示す図である。It is a figure which shows the whole structure example of the head-up display by this embodiment. 本実施形態によるエレクトロデポジションデバイスの構造を示す概略的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of the electrodeposition device by this embodiment. 本実施形態によるエレクトロデポジションデバイスの電極に電圧を印加した場合に起こる作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the action which occurs when the voltage is applied to the electrode of the electrodeposition device by this Embodiment. 本実施形態のエレクトロデポジションデバイスにより平面鏡を構成した場合の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example when the plane mirror is constructed by the electrodeposition device of this embodiment. 複数のエレクトロデポジションデバイスを用いて平面鏡を構成した場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the case where the plane mirror is constructed by using a plurality of electrodeposition devices. エレクトロデポジションデバイスの電極を分割して独立制御する場合の構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example when the electrode of an electrodeposition device is divided and controlled independently.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態によるヘッドアップディスプレイの全体構成例を示す図である。本実施形態のヘッドアップディスプレイは、車両に搭載されるものであり、各種情報を運転席の前方のフロントウインドウ200の表示面21に表示するウインドシールド方式のヘッドアップディスプレイである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of a head-up display according to the present embodiment. The head-up display of the present embodiment is mounted on a vehicle and is a windshield type head-up display that displays various information on the display surface 21 of the front window 200 in front of the driver's seat.

図1に示すように、車両のダッシュボードに配置される光学ユニット100は、表示器11、平面鏡12、凹面鏡13および出射窓14を備えて構成されている。表示器11からの出射光は、平面鏡12と拡大光学系である凹面鏡13とで反射され、出射窓14を通って、フロントウインドウ200上の表示面21で運転者に向けて反射される。運転者にとっては、フロントウインドウ200の前方に表示の虚像300が視認される。 As shown in FIG. 1, the optical unit 100 arranged on the dashboard of a vehicle includes a display 11, a plane mirror 12, a concave mirror 13, and an exit window 14. The emitted light from the display 11 is reflected by the plane mirror 12 and the concave mirror 13 which is a magnifying optical system, passes through the exit window 14, and is reflected toward the driver by the display surface 21 on the front window 200. For the driver, the virtual image 300 displayed in front of the front window 200 is visually recognized.

表示器11は、表示対象の画像を投影する。表示器11としては、例えば、レーザプロジェクタ、液晶ディスプレイ等が用いられる。平面鏡12および凹面鏡13は、特許請求の範囲の反射鏡に相当するものであり、表示器11からの出射光を反射させてフロントウインドウ200の表示面21へと導く。平面鏡12は、表示器11からの出射光を反射させる。凹面鏡13は、平面鏡12での反射光を更に反射させる。 The display 11 projects an image to be displayed. As the display 11, for example, a laser projector, a liquid crystal display, or the like is used. The plane mirror 12 and the concave mirror 13 correspond to the reflecting mirrors in the claims, and reflect the light emitted from the display 11 and guide the light emitted from the display 11 to the display surface 21 of the front window 200. The plane mirror 12 reflects the light emitted from the display 11. The concave mirror 13 further reflects the light reflected by the plane mirror 12.

表示面21は、表示器11から投影された表示画像の光が平面鏡12および凹面鏡13での反射を介して照射されることにより、当該表示器11によって投影された画像を表示させる。運転者は、表示面21に表示された画像があたかもフロントウインドウ200よりも前方に拡大して表示されているかの如く、その表示画像の虚像300を視認することができる。 The display surface 21 displays the image projected by the display 11 by irradiating the light of the display image projected from the display 11 through reflection by the plane mirror 12 and the concave mirror 13. The driver can visually recognize the virtual image 300 of the displayed image as if the image displayed on the display surface 21 is enlarged and displayed in front of the front window 200.

本実施形態では、平面鏡12および凹面鏡13の少なくとも一方を、以下に述べるエレクトロデポジションデバイス(特許請求の範囲の電子デバイスの一例)により構成している。エレクトロデポジションデバイスは、第1の電極面と、当該第1の電極面から離間した位置にある第2の電極面とを有し、第1の電極面および第2の電極面に印加する電圧の制御により、第1の電極面または第2の電極面の何れか一方を選択的に鏡面状態にすることが可能な電子デバイスである。 In the present embodiment, at least one of the plane mirror 12 and the concave mirror 13 is composed of the electrodeposition device (an example of an electronic device in the claims) described below. The electrodeposition device has a first electrode surface and a second electrode surface at a position separated from the first electrode surface, and a voltage applied to the first electrode surface and the second electrode surface. It is an electronic device capable of selectively making either one of the first electrode surface and the second electrode surface into a mirror surface state by the control of.

図2は、エレクトロデポジションデバイス30の構造を示す概略的な断面図である。図2に示すように、エレクトロデポジションデバイス30は、上側透明基板32aおよび上側透明電極33a(第1の電極面)から成る上側基板31aと、下側透明基板32bおよび下側透明電極33b(第2の電極面)から成る下側基板31bと、両電極33a,33bの間にある電解質層34とにより構成される。上側基板31aと下側基板31bは、略平行に離間して対向配置され、その間に電解質層34が配置される。上側透明電極33aおよび下側透明電極33bは、表面が平滑な面から成る電極である。なお、このエレクトロデポジションデバイス30の具体的な製造方法については、例えば特開2015−55805号に記載されている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the electrodeposition device 30. As shown in FIG. 2, the electrodeposition device 30 includes an upper substrate 31a composed of an upper transparent substrate 32a and an upper transparent electrode 33a (first electrode surface), a lower transparent substrate 32b, and a lower transparent electrode 33b (first transparent electrode surface). The lower substrate 31b is composed of the lower substrate 31b (2 electrode surfaces), and the electrolyte layer 34 between the electrodes 33a and 33b. The upper substrate 31a and the lower substrate 31b are arranged so as to be separated from each other substantially in parallel, and the electrolyte layer 34 is arranged between them. The upper transparent electrode 33a and the lower transparent electrode 33b are electrodes having a smooth surface. A specific method for manufacturing the electrodeposition device 30 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-555805.

このように構成したエレクトロデポジションデバイス30は、上側透明電極33aと下側透明電極33bとの間に直流電圧を印加して駆動する。図3は、電極33a,33bに電圧を印加した場合に起こる作用を説明するための図である。一例として、図3に示すように、上側透明電極33aをアースして陰極とし、下側透明電極33bに直流電圧を印加して陽極とすると、エレクトロデポジション材料に含まれるAgが、陰極となる上側透明電極33a上に析出し、銀の薄膜を形成する。銀薄膜は鏡面として作用し、エレクトロデポジションデバイス30に入射する光を正反射する。上側透明電極33aに析出した銀薄膜は、印加電圧の解除により時間の経過とともに、上側透明電極33a上から消失する。 The electrodeposition device 30 configured in this way is driven by applying a DC voltage between the upper transparent electrode 33a and the lower transparent electrode 33b. FIG. 3 is a diagram for explaining the action that occurs when a voltage is applied to the electrodes 33a and 33b. As an example, as shown in FIG. 3, when the upper transparent electrode 33a is grounded to serve as a cathode and a DC voltage is applied to the lower transparent electrode 33b to serve as an anode, Ag contained in the electrodeposition material becomes a cathode. It precipitates on the upper transparent electrode 33a to form a silver thin film. The silver thin film acts as a mirror surface and specularly reflects the light incident on the electrodeposition device 30. The silver thin film deposited on the upper transparent electrode 33a disappears from the upper transparent electrode 33a with the passage of time due to the release of the applied voltage.

これとは逆に、下側透明電極33bをアースして陰極とし、上側透明電極33aに直流電圧を印加して陽極とすると、エレクトロデポジション材料に含まれるAgが下側透明電極33b上に析出し、銀の薄膜を形成する。なお、電極33a,33bに電圧が印加されていないときは、両電極33a,33b上にAgが析出していない。このため、エレクトロデポジションデバイス30に入射する光は、両電極33a,33bを透過する。このように、エレクトロデポジションデバイス30は、直流電圧の印加/無印加により、ミラー状態(反射状態)と透明状態とを可換的に実現するミラーデバイスである。 On the contrary, when the lower transparent electrode 33b is grounded to serve as a cathode and a DC voltage is applied to the upper transparent electrode 33a to serve as an anode, Ag contained in the electrodeposition material is deposited on the lower transparent electrode 33b. And form a thin film of silver. When no voltage is applied to the electrodes 33a and 33b, Ag is not deposited on both electrodes 33a and 33b. Therefore, the light incident on the electrodeposition device 30 passes through both electrodes 33a and 33b. As described above, the electrodeposition device 30 is a mirror device that commutatively realizes a mirror state (reflection state) and a transparent state by applying / not applying a DC voltage.

図4は、上記のエレクトロデポジションデバイス30により平面鏡12を構成した場合の動作例を示す図である。図4に示すように、エレクトロデポジションデバイス30により構成される平面鏡12は、表示器11からの出射光を反射して凹面鏡13へと導く角度に設置されている。 FIG. 4 is a diagram showing an operation example when the plane mirror 12 is configured by the above electrodeposition device 30. As shown in FIG. 4, the plane mirror 12 configured by the electrodeposition device 30 is installed at an angle that reflects the light emitted from the display 11 and guides it to the concave mirror 13.

図4(a)は、下側透明電極33bが陰極となるように電圧を印加した場合の光路を示している。この場合、表示器11からの出射光は、下側透明電極33bで反射して、凹面鏡13へと導かれる。一方、図4(b)は、上側透明電極33aが陰極となるように電圧を印加した場合の光路を示している。この場合、表示器11からの出射光は、下側透明電極33bよりも表示器11から遠い上側透明電極33aで反射して、凹面鏡13へと導かれる。 FIG. 4A shows an optical path when a voltage is applied so that the lower transparent electrode 33b serves as a cathode. In this case, the light emitted from the display 11 is reflected by the lower transparent electrode 33b and guided to the concave mirror 13. On the other hand, FIG. 4B shows an optical path when a voltage is applied so that the upper transparent electrode 33a serves as a cathode. In this case, the light emitted from the display 11 is reflected by the upper transparent electrode 33a, which is farther from the display 11 than the lower transparent electrode 33b, and is guided to the concave mirror 13.

このように、下側透明電極33bを陰極とする図4(a)の場合と、上側透明電極33aを陰極とする図4(b)の場合とで光路長が変わる。虚像300までの距離が短い近視点表示を行う場合は、図4(a)のように下側透明電極33bを陰極として光路長が短くなるようにする。一方、虚像300までの距離が長い遠視点表示を行う場合は、図4(b)のように上側透明電極33aを陰極として光路長が長くなるようにする。 As described above, the optical path length changes between the case of FIG. 4 (a) in which the lower transparent electrode 33b is used as a cathode and the case of FIG. 4 (b) in which the upper transparent electrode 33a is used as a cathode. When performing a short-viewpoint display in which the distance to the virtual image 300 is short, the optical path length is shortened by using the lower transparent electrode 33b as a cathode as shown in FIG. 4A. On the other hand, in the case of performing a distant viewpoint display in which the distance to the virtual image 300 is long, the optical path length is lengthened by using the upper transparent electrode 33a as a cathode as shown in FIG. 4 (b).

平面鏡12にエレクトロデポジションデバイス30を用いた場合、光路長を2cm変えると、虚像距離は約3〜4m変わる(凹面鏡13の仕様によって多少の差がある)。なお、近視点と遠視点の虚像距離の変化量は上側透明電極33aと下側透明電極33bとの間隔によって定まるが、電圧印加時のショート防止の目的も含めて最低1cm程度は空ける必要がある。これにより、上側透明電極33aと下側透明電極33bとのどちらを陰極とするかによって、近視点表示と遠視点表示との遠近切替表示を実現することができる。 When the electrodeposition device 30 is used for the plane mirror 12, if the optical path length is changed by 2 cm, the virtual image distance changes by about 3 to 4 m (there is a slight difference depending on the specifications of the concave mirror 13). The amount of change in the virtual image distance between the near and far viewpoints is determined by the distance between the upper transparent electrode 33a and the lower transparent electrode 33b, but it is necessary to leave at least about 1 cm for the purpose of preventing a short circuit when a voltage is applied. .. Thereby, the perspective switching display between the near-viewpoint display and the far-viewpoint display can be realized depending on which of the upper transparent electrode 33a and the lower transparent electrode 33b is used as the cathode.

図5は、複数(一例として3つ)のエレクトロデポジションデバイス30-1〜30-3を用いて平面鏡12を構成した場合の例を示す図である。図5に示すように、3つのエレクトロデポジションデバイス30-1〜30-3を重ねて配置し、何れか一のエレクトロデポジションデバイスに対して選択的に電圧を印加するようにしてもよい。 FIG. 5 is a diagram showing an example in which the plane mirror 12 is configured by using a plurality of (three as an example) electrodeposition devices 30 -1 to 30 -3. As shown in FIG. 5, three electrodeposition devices 30 -1 to 30 -3 may be arranged so as to selectively apply a voltage to any one of the electrodeposition devices.

図5の例では、真中のエレクトロデポジションデバイス30-2に対して、下側透明電極33bが陰極となるように電圧を印加した状態を示している。この状態では、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3に対しては電圧が印加されていないので、その両電極33a,33bは透明状態となる。よって、表示器11からの出射光は、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3を透過する。そして、透過した光は、ミラー状態とされた真中のエレクトロデポジションデバイス30-2の下側透明電極33bで反射し、凹面鏡13へと導かれる。 In the example of FIG. 5, with respect to electro-deposition device 30 -2 middle shows a state where the lower transparent electrode 33b is applied a voltage such that the cathode. Since this state, no voltage is applied for electrodeposition device 30 -3 bottom, the two electrodes 33a, 33b is in the transparent state. Therefore, the light emitted from the display 11 passes through the bottom electrodeposition device 30-3. The light transmitted is reflected by the electrodeposition device 30 -2 lower transparent electrode 33b in the middle, which is the mirror state is guided to the concave mirror 13.

図5のように構成した場合、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3に対して、下側透明電極33bが陰極となるように電圧を印加すると、光路長が最も短くなる。一方、一番上のエレクトロデポジションデバイス30-1に対して、上側透明電極33aが陰極となるように電圧を印加すると、光路長が最も長くなる。このようすれば、最大の光路長差を大きくすることができ、虚像距離をかなり長くした遠視点表示を実現することができる。また、3つのエレクトロデポジションデバイス30-1〜30-3を用いた場合には6種類の光路長を設定することができるので、近視点表示と遠視点表示との2つのみの切り替えではなく、6段階の遠近切替表示を行うことができる。 In the case of the configuration as shown in FIG. 5, when a voltage is applied to the lowermost electrodeposition device 30-3 so that the lower transparent electrode 33b serves as a cathode, the optical path length becomes the shortest. On the other hand, when a voltage is applied to the uppermost electrodeposition device 30 -1 so that the upper transparent electrode 33a serves as a cathode, the optical path length becomes the longest. In this way, the maximum optical path length difference can be increased, and a far-view display with a considerably long virtual image distance can be realized. In addition, when three electrodeposition devices 30 -1 to 30 -3 are used, six types of optical path lengths can be set, so it is not possible to switch between the near-viewpoint display and the far-viewpoint display. , 6-step perspective switching display can be performed.

図6は、エレクトロデポジションデバイス30の電極を分割して独立制御する場合の構成例を示す図である。図6に示すように、複数のエレクトロデポジションデバイス30-1〜30-3を重ねて配置し、1つ1つのエレクトロデポジションデバイスについて、上側透明電極33aおよび下側透明電極33bをそれぞれn個(図6の例では2個)に分割してn組の分割電極面を構成する。そして、何れか一のエレクトロデポジションデバイスが持つn組の分割電極面のうち何れか1組に対して選択的に電圧を印加するとともに、それとは異なる他のエレクトロデポジションデバイスが持つn組の分割電極面のうち何れか1組に対して選択的に電圧を印加するようにしてもよい。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example in the case where the electrodes of the electrodeposition device 30 are divided and independently controlled. As shown in FIG. 6, a plurality of electrodeposition devices 30 -1 to 30-3 are arranged in an overlapping manner, and n upper transparent electrodes 33a and n lower transparent electrodes 33b are provided for each electrodeposition device. It is divided into (two in the example of FIG. 6) to form n sets of divided electrode surfaces. Then, a voltage is selectively applied to any one of the n sets of divided electrode surfaces of any one electrodeposition device, and n sets of n sets of other electrodeposition devices different from the voltage are selectively applied. A voltage may be selectively applied to any one set of the divided electrode surfaces.

すなわち、上側透明電極33aを2個の分割電極面33a-L,33a-Rに分割するとともに、下側透明電極33bも2個の分割電極面33b-L,33b-Rに分割する。このように構成した場合、一方の組の分割電極面33a-L,33b-Lに対して、上側分割電極面33a-Lまたは下側分割電極面33b-Lの何れかが陰極となるように電圧を印加することが可能である。または、他方の組の分割電極面33a-R,33b-Rに対して、上側分割電極面33a-Rまたは下側分割電極面33b-Rの何れかが陰極となるように電圧を印加することが可能である。 That is, the upper transparent electrode 33a is divided into two divided electrode surfaces 33a- L and 33a- R , and the lower transparent electrode 33b is also divided into two divided electrode surfaces 33b- L and 33b- R . In this configuration, either the upper divided electrode surface 33a -L or the lower divided electrode surface 33b -L serves as a cathode with respect to one set of the divided electrode surfaces 33a- L and 33b- L. It is possible to apply a voltage. Alternatively , a voltage is applied to the other set of split electrode surfaces 33a-R and 33b- R so that either the upper split electrode surface 33a- R or the lower split electrode surface 33b- R serves as a cathode. Is possible.

図6の例では、一番上のエレクトロデポジションデバイス30-1における一方の組の分割電極面33a-L,33b-Lに対して、上側分割電極面33a-Lが陰極となるように電圧を印加するとともに、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3における他方の組の分割電極面33a-R,33b-Rに対して、下側透明電極33b-Rが陰極となるように電圧を印加した状態を示している。この場合、一番上のエレクトロデポジションデバイス30-1を経由する光路によって遠視点表示が実現されると同時に、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3を経由する光路によって近視点表示が実現される。つまり、表示面21の上半分を遠視点表示とし、下半分を近視点表示とする2層表示を実現することができる。 In the example of FIG. 6, one set of divided electrodes face 33a -L in electrodeposition device 30 -1 top, relative 33b -L, such that the upper divided electrodes face 33a -L is cathode voltage It applies a, electrodeposition device 30 other in -3 pairs of split electrode surface 33a -R bottom, relative 33b -R, a voltage such that the lower transparent electrode 33b -R a cathode The applied state is shown. In this case, the far-view display is realized by the optical path passing through the top electrodeposition device 30 -1 , and at the same time, the near-view display is realized by the optical path passing through the bottom electrodeposition device 30 -3. Will be done. That is, it is possible to realize a two-layer display in which the upper half of the display surface 21 is a far-viewpoint display and the lower half is a near-viewpoint display.

なお、図6の電圧印加状態は、遠視点表示の光路長と近視点表示の光路長との差が最も大きくなる場合を示したものである。他の組み合わせで電圧を印加することにより、遠視点表示と近視点表示の虚像距離の組み合わせを様々に変えることが可能である。ここで、一方の組の分割電極面33a-L,33b-Lと、他方の組の分割電極面33a-R,33b-Rとを組み合わせて電圧印加することは必須ではない。例えば、図6の例において、一番下のエレクトロデポジションデバイス30-3についても、一方の組の分割電極面33a-L,33b-Lに対して電圧を印加することが可能である。 The voltage application state of FIG. 6 shows the case where the difference between the optical path length of the far-viewpoint display and the optical path length of the near-viewpoint display is the largest. By applying a voltage in another combination, it is possible to change the combination of the virtual image distance of the far-viewpoint display and the near-viewpoint display in various ways. Here, it is not essential to apply a voltage in combination with the split electrode surfaces 33a- L , 33b- L of one set and the split electrode surfaces 33a- R , 33b- R of the other set. For example, in the example of FIG. 6, for the electrodeposition device 30 -3 at the bottom, it is possible to apply a voltage one set of divided electrodes face 33a -L, relative 33b -L.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、表示器11と、当該表示器11によって投影された画像を表示させる表示面21と、表示器11からの出射光を反射させて表示面21へと導く平面鏡12および凹面鏡13とを備えたヘッドアップディスプレイにおいて、平面鏡12および凹面鏡13の少なくとも一方をエレクトロデポジションデバイス30により構成している。 As described in detail above, in the present embodiment, the display 11, the display surface 21 for displaying the image projected by the display 11, and the display surface 21 by reflecting the light emitted from the display 11. In a head-up display including a guiding plane mirror 12 and a concave mirror 13, at least one of the flat mirror 12 and the concave mirror 13 is composed of an electrodeposition device 30.

このように構成した本実施形態によれば、エレクトロデポジションデバイス30への印加電圧を制御することにより、反射位置を電気的に変えて、光路長を可変とすることができる。これにより、光路長が長くなるように制御することにより、虚像距離を長くして遠視点表示を行うことができる。また、光路長が短くなるように制御すれば、虚像距離を短くして近視点表示を行うことができる。 According to the present embodiment configured in this way, the reflection position can be electrically changed and the optical path length can be made variable by controlling the voltage applied to the electrodeposition device 30. As a result, by controlling the optical path length to be long, the virtual image distance can be lengthened and the distant viewpoint display can be performed. Further, if the optical path length is controlled to be short, the virtual image distance can be shortened and the near-viewpoint display can be performed.

以上により、本実施形態によれば、例えば表示器11と平面鏡12との間、平面鏡12と凹面鏡13との間などの光路長を物理的に長くする必要がないので、光学ユニット100の小型化を図ることができる。また、物理的な移動機構がないので、近視点表示と遠視点表示とを切り替える際にノイズ音や表示のガタつきを生じることもなく、短時間で近視点表示と遠視点表示との切り替えを行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, it is not necessary to physically increase the optical path length between the display 11 and the plane mirror 12, the space mirror 12 and the concave mirror 13, and the like, so that the optical unit 100 can be downsized. Can be planned. In addition, since there is no physical movement mechanism, there is no noise or rattling of the display when switching between near-view display and far-view display, and switching between near-view display and far-view display can be performed in a short time. It can be carried out.

また、本実施形態によれば、エレクトロデポジションデバイス30は電圧を印加しないときに透明状態になるので、次のような副次的な効果を得ることもできる。すなわち、駐車中の逆光路で表示器11へのダメージを回避することができる。そのため、表示器11へのダメージを回避するための出射窓14の開閉機構が不要となる。また、表示器11へのダメージを回避するための平面鏡12や凹面鏡13の可動機構が不要となる。また、凹面鏡13の可動範囲を小さくすることができ、位置の分解能を上げることができるため、表示の上下位置を細かく調整することができる。 Further, according to the present embodiment, since the electrodeposition device 30 becomes transparent when no voltage is applied, the following secondary effects can be obtained. That is, damage to the display 11 can be avoided in the backlit path during parking. Therefore, the opening / closing mechanism of the exit window 14 for avoiding damage to the display 11 becomes unnecessary. Further, the movable mechanism of the plane mirror 12 and the concave mirror 13 for avoiding damage to the display 11 becomes unnecessary. Further, since the movable range of the concave mirror 13 can be reduced and the position resolution can be increased, the vertical position of the display can be finely adjusted.

なお、上記実施形態では、ウインドシールド方式のヘッドアップディスプレイを例にとって説明したが、コンバイナ方式のヘッドアップディスプレイにも同様の本発明を適用することが可能である。 In the above embodiment, the windshield type head-up display has been described as an example, but the same invention can be applied to the combiner type head-up display.

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.

11 表示器
12 平面鏡(反射鏡)
13 凹面鏡(反射鏡)
14 出射窓
21 表示面
30 エレクトロデポジションデバイス(電子デバイス)
33a 上側透明電極(第1の電極面)
33b 下側透明電極(第2の電極面)
11 Display 12 Plane mirror (reflector)
13 Concave mirror (reflector)
14 Exit window 21 Display surface 30 Electrodeposition device (electronic device)
33a Upper transparent electrode (first electrode surface)
33b Lower transparent electrode (second electrode surface)

Claims (4)

表示器と、当該表示器によって投影された画像を表示させる表示面と、上記表示器からの出射光を反射させて上記表示面へと導く反射鏡とを備え、
上記反射鏡は、第1の電極面と、当該第1の電極面から離間した位置にある第2の電極面とを有し、上記第1の電極面および上記第2の電極面に印加する電圧の制御により、上記第1の電極面と上記第2の電極面の双方を選択的に鏡面状態にすることが可能な電子デバイスにより構成されることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
A display, a display surface for displaying an image projected by the display, and a reflector for reflecting light emitted from the display and guiding the light emitted from the display to the display surface are provided.
The reflecting mirror has a first electrode surface and a second electrode surface at a position separated from the first electrode surface, and is applied to the first electrode surface and the second electrode surface. A head-up display characterized by being composed of an electronic device capable of selectively mirroring both the first electrode surface and the second electrode surface by controlling voltage.
上記反射鏡は、上記表示器からの出射光を反射させる平面鏡と、当該平面鏡での反射光を更に反射させる凹面鏡とを含み、上記平面鏡および上記凹面鏡の少なくとも一方を上記電子デバイスにより構成したことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 The reflector includes a plane mirror that reflects the light emitted from the display and a concave mirror that further reflects the light reflected by the plane mirror, and at least one of the plane mirror and the concave mirror is configured by the electronic device. The head-up display according to claim 1. 上記電子デバイスを複数重ねて配置し、何れか一の電子デバイスに対して選択的に電圧を印加することを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドアップディスプレイ。 The head-up display according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the electronic devices are arranged in a stack, and a voltage is selectively applied to any one of the electronic devices. 上記第1の電極面および上記第2の電極面をそれぞれn個に分割してn組の分割電極面を構成するとともに、上記電子デバイスを複数重ねて配置し、何れか一の電子デバイスが持つn組の分割電極面のうち何れか1組に対して選択的に電圧を印加するとともに、上記一の電子デバイスとは異なる他の電子デバイスが持つn組の分割電極面のうち何れか1組に対して選択的に電圧を印加することを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドアップディスプレイ。
The first electrode surface and the second electrode surface are each divided into n pieces to form n sets of divided electrode surfaces, and a plurality of the electronic devices are arranged so as to be possessed by any one of the electronic devices. A voltage is selectively applied to any one of the n sets of divided electrode surfaces, and any one set of the n sets of divided electrode surfaces of another electronic device different from the above one electronic device. The head-up display according to claim 1 or 2, wherein a voltage is selectively applied to the head-up display.
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