JP7492670B2 - Vehicle display device - Google Patents

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Description

本発明は、車両のフロントウインドシールドやコンバイナ等に虚像を表示するとともに、利用者を撮像可能なヘッドアップディスプレイ装置等の車両用表示装置に関する。 The present invention relates to a display device for a vehicle, such as a head-up display device, that displays a virtual image on the vehicle's front windshield, combiner, etc., and is also capable of capturing an image of the user.

車両のフロントウインドシールドやコンバイナ等の反射透光部材を透過する実景(車両前方の風景)に重ねて、その反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するヘッドアップディスプレイ装置は、車両の運転者等の利用者の視線移動を極力抑えつつ、利用者が所望する情報を虚像により提供することによって、安全で快適な車両運行に寄与する。 A head-up display device generates and displays a virtual image using display light reflected by a reflective translucent material, such as the vehicle's front windshield or combiner, which is superimposed on the actual scene (the scenery in front of the vehicle) that passes through the reflective translucent material. By providing the user with the information they desire through a virtual image while minimizing the movement of the driver's line of sight, the head-up display device contributes to safe and comfortable vehicle operation.

また、ヘッドアップディスプレイ装置には、利用者に赤外光を照射して利用者を撮像し、その撮像画像に基づいて利用者の状態把握に供するものがある。 Some head-up display devices illuminate the user with infrared light, capture an image of the user, and use the captured image to understand the user's condition.

例えば特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材にて利用者に向けて反射して表示像を結像してなるもので、利用者に向けて赤外線を照射する赤外線照射手段と、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材に向けて反射し、利用者及びコンバイナ部材にて反射される赤外線を透過するミラー部材と、ミラー部材を透過する赤外線を感受して利用者をそれぞれ異なる方向から撮像する複数の撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて利用者の目の位置を算出する画像処理手段とを備え、利用者の目の位置を精度良く算出することが可能となっている。 For example, the head-up display device described in Patent Document 1 forms a display image by reflecting visible light emitted from a display means toward a user using a combiner member, and includes an infrared irradiating means for irradiating infrared light toward the user, a mirror member for reflecting the visible light emitted from the display means toward the combiner member and transmitting infrared light reflected by the user and the combiner member, a plurality of imaging means for sensing the infrared light transmitted through the mirror member and capturing images of the user from different directions, and an image processing means for calculating the position of the user's eyes based on images captured by the imaging means, making it possible to accurately calculate the position of the user's eyes.

特開2008-126984号公報JP 2008-126984 A

ところで、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置のように、撮像手段を反射鏡(ミラー部材)の裏側(反射鏡に対して利用者及びコンバイナ部材の側と反対側)に設置する場合には、反射鏡が可視光を反射して赤外光を透過させるものでなければならず、その製造コストが高額になるという問題があった。 However, when the imaging means is installed on the rear side of the reflector (mirror member) (the side of the reflector opposite to the user and combiner member), as in the head-up display device described in Patent Document 1, the reflector must reflect visible light and transmit infrared light, which creates the problem of high manufacturing costs.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、反射鏡が赤外光を透過させる必要がない車両用表示装置を提供することを課題としている。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a vehicle display device that does not require a reflector to transmit infrared light.

上記課題を解決するために、本発明は、表示光投影手段からの表示光を反射鏡で反射させて反射透光部材に投影し、前記反射透光部材を透過する実景に重ねて前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するとともに、車両の利用者に対し、赤外光照射手段からの赤外光を照射し、前記利用者を撮像手段で撮像する車両用表示装置であって、前記表示光投影手段、前記反射鏡及び前記撮像手段を収容する筐体を備え、前記撮像手段は、前記筐体において前記反射鏡に対して前記反射透光部材の側と反対側でなく、且つ、前記反射鏡から前記反射透光部材までの表示光の光路と重ならない位置に設けられて、さらに前記撮像手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向中央側に設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a display device for a vehicle that reflects display light from a display light projection means by a reflecting mirror and projects it onto a reflective light-transmitting member, generates and displays a virtual image by the display light reflected by the reflective light-transmitting member superimposed on an actual image transmitted through the reflective light-transmitting member, and irradiates a user of the vehicle with infrared light from an infrared light irradiating means and images the user with an imaging means , the display device including a housing that accommodates the display light projection means, the reflecting mirror, and the imaging means, the imaging means being provided in a position that is not on the opposite side of the reflective light-transmitting member with respect to the reflecting mirror in the housing and does not overlap with the optical path of the display light from the reflecting mirror to the reflective light-transmitting member , and further the imaging means being provided on the housing at a center side in a vehicle width direction of the vehicle .

また、本発明は、表示光投影手段からの表示光を反射鏡で反射させて反射透光部材に投影し、前記反射透光部材を透過する実景に重ねて前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するとともに、車両の利用者に対し、赤外光照射手段からの赤外光を照射し、前記利用者を撮像手段で撮像する車両用表示装置であって、前記表示光投影手段、前記赤外光照射手段、前記反射鏡及び前記撮像手段を収容する筐体を備え、前記赤外光照射手段は、前記筐体において前記反射鏡に対して前記反射透光部材の側と反対側でなく、且つ、前記反射鏡から前記反射透光部材までの表示光の光路と重ならない位置に設けられ、前記撮像手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向一端側に設けられ、前記赤外光照射手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向他端側に設けられていることを特徴とする。Further, the present invention provides a display device for a vehicle that reflects display light from a display light projection means by a reflecting mirror and projects it onto a reflective light-transmitting member, generates and displays a virtual image by the display light reflected by the reflective light-transmitting member superimposed on an actual scene transmitted through the reflective light-transmitting member, and irradiates a user of the vehicle with infrared light from an infrared light irradiating means and images the user with an imaging means, the display device including a housing that accommodates the display light projection means, the infrared light irradiating means, the reflecting mirror, and the imaging means, the infrared light irradiating means being provided on a side of the housing that is not opposite the side of the reflective light-transmitting member with respect to the reflecting mirror and at a position that does not overlap with an optical path of the display light from the reflecting mirror to the reflective light-transmitting member, the imaging means being provided on one end side of the housing in a vehicle width direction of the vehicle, and the infrared light irradiating means being provided on the housing on the other end side of the housing in the vehicle width direction of the vehicle.

また、前記撮像手段の光軸の前記反射透光部材との交点は、前記表示光の中心光路の前記反射透光部材における反射点よりも上方に位置してもよい。 The intersection of the optical axis of the imaging means with the reflective light-transmitting member may be located above the reflection point of the central optical path of the display light at the reflective light-transmitting member.

前記筐体には、前記撮像手段に対して前記反射透光部材の側に可視光を遮光して赤外光を透過させる遮蔽部材が設けられてもよい。 The housing may be provided with a shielding member on the side of the reflective translucent member that blocks visible light and transmits infrared light relative to the imaging means.

あるいは、前記筐体には、前記表示光投影手段からの表示光、前記赤外光照射手段からの赤外光及び前記利用者で反射されて前記撮像手段が受光する赤外光が透過する透光部材が設けられ、前記透光部材の板面に垂直な垂直面と、前記垂直面に直交し所定の鋭角値にて前記板面と交差する平面と、が重なる部位に前記赤外光照射手段の光軸が位置し、前記撮像手段は前記平面と前記透光部材との間の領域に設けられてもよい。
Alternatively, the housing may be provided with a translucent member through which the display light from the display light projection means, the infrared light from the infrared light irradiating means, and the infrared light reflected by the user and received by the imaging means pass , the optical axis of the infrared light irradiating means being positioned at a location where a vertical plane perpendicular to a plate surface of the translucent member overlaps with a plane perpendicular to the vertical plane and intersecting the plate surface at a predetermined acute angle, and the imaging means may be provided in a region between the plane and the translucent member.

記赤外光照射手段と前記撮像手段との間には、赤外光を遮光する遮光部材が設けられてもよい。 A light blocking member for blocking infrared light may be provided between the infrared light irradiating means and the imaging means.

本発明によれば、車両用表示装置において反射鏡が赤外光を透過させる必要がないという効果を奏する。 The present invention has the advantage that it is not necessary for the reflector in a vehicle display device to transmit infrared light.

発明を実施するための形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が設けられた車両を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a vehicle provided with a head-up display device according to an embodiment of the present invention; 図1のヘッドアップディスプレイ装置を平面視で示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a plan view of the head-up display device of FIG. 1 . 図2のA-A線に沿った断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 図1のヘッドアップディスプレイ装置においてカメラが設けられている領域を示す説明図である。2 is an explanatory diagram showing an area in which a camera is provided in the head-up display device of FIG. 1 . (a)は図2のB-B線に沿った断面図、(b)は(a)のカメラの位置を変えた構成を示す説明図である。3A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing a configuration in which the position of the camera in FIG. 発明を実施するための形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の他の例を平面視で示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing, in a plan view, another example of a head-up display device according to an embodiment of the present invention. (a)は図6のC-C線に沿った断面図、(b)は(a)のカメラの位置を変えた構成を示す説明図である。7A is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 6, and FIG. 7B is an explanatory diagram showing a configuration in which the position of the camera in FIG. 発明を実施するための形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のさらに他の例を平面視で示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing, in a plan view, still another example of a head-up display device according to an embodiment of the present invention. 図8のE-E線に沿った断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 8. 図5(a)の赤外光照射ユニットとカメラとの間に遮光板を設けた構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a configuration in which a light shielding plate is provided between the infrared light irradiation unit and the camera in FIG. 5( a ). 図7(a)の赤外光照射ユニットとカメラとの間に遮光板を設けた構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration in which a light shielding plate is provided between the infrared light irradiation unit and the camera in FIG. 図9の赤外光照射ユニットとカメラとの間に遮光板を設けた構成を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a configuration in which a light shielding plate is provided between the infrared light irradiation unit and the camera in FIG. 9 . 遮光板が短い構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration in which the light blocking plate is short.

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。 The embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置(HUD)1は、車両2のフロントウインドシールド3の下方にあるインストルメントパネル4の内部に設けられ、フロントウインドシールド3の一部に可視光である表示光Lを投影する。表示光Lは、フロントウインドシールド3に反射されて虚像Vを生成し、ステアリングホイール5の後方の図示を略す運転席に座る運転者Dにフロントウインドシールド3を透過する実景に重ねて虚像Vを視認させる。 1, a head-up display device (HUD) 1 as a vehicle display device according to this embodiment is provided inside an instrument panel 4 below a windshield 3 of a vehicle 2, and projects display light L1 , which is visible light, onto a part of the windshield 3. The display light L1 is reflected by the windshield 3 to generate a virtual image V, which is superimposed on an actual scene transmitted through the windshield 3 and is visually recognized by a driver D sitting in a driver's seat (not shown) behind a steering wheel 5.

また、HUD1は、運転者Dの状態をモニターするDMS(ドライバーモニタリングシステム)の機能を持ち、運転者Dに赤外光Lを投影して運転者Dを撮像する。 The HUD 1 also has a function of a DMS (driver monitoring system) that monitors the state of the driver D, and projects infrared light L2 onto the driver D to capture an image of the driver D.

詳細には、HUD1は、黒色のABS樹脂等により成形されて外光の侵入が防止されたハウジング6に覆われて外部と区画され、ハウジング6にはポリカーボネート等からなる透明なカバーガラス(透明部材)7が取り付けられた開口部8が形成されている。ハウジング6の内部には、表示器ユニット9と、平面鏡10と、凹面鏡11と、赤外光照射ユニット12と、カメラ13と、不可視部としての遮蔽片14とが保持・収容されている。 In detail, the HUD 1 is enclosed in a housing 6 molded from a black ABS resin or the like to prevent the intrusion of external light, separating it from the outside, and the housing 6 has an opening 8 formed therein to which is attached a transparent cover glass (transparent member) 7 made of polycarbonate or the like. Inside the housing 6, a display unit 9, a plane mirror 10, a concave mirror 11, an infrared light irradiation unit 12, a camera 13, and a shielding piece 14 as an invisible part are held and housed.

表示器ユニット9は、光源及び液晶パネル等からなる表示器15が設けられ、表示器15から可視光である映像光(表示光L)を投影表示する。平面鏡10は、平面部分を有するように成形されたガラスにアルミニウム等の金属や誘電体多層膜を蒸着してなり、可視光を単純に反射する。凹面鏡11は、凹面部分を有するように成形されたポリカーボネート等の樹脂にアルミニウム等の金属を蒸着してなり、可視光を拡大して反射する。 The display unit 9 is provided with a display 15 consisting of a light source, a liquid crystal panel, etc., and projects and displays image light (display light L1 ) which is visible light from the display 15. The plane mirror 10 is made of glass molded to have a flat surface and has a metal such as aluminum or a dielectric multilayer film deposited thereon, and simply reflects visible light. The concave mirror 11 is made of resin such as polycarbonate molded to have a concave surface and has a metal such as aluminum deposited thereon, and magnifies and reflects visible light.

赤外光照射ユニット12は、図2及び図3に示すように、ハウジング6においてカバーガラス7の下方で車両2の車幅方向中央側に設けられ、発光ダイオードからなる光源が発する赤外光(近赤外線)を遮蔽片14及びカバーガラス7を通してフロントウインドシールド3に向けて照射する。 As shown in Figures 2 and 3, the infrared light irradiation unit 12 is provided in the housing 6 below the cover glass 7 at the center of the vehicle 2 in the vehicle width direction, and irradiates infrared light (near-infrared light) emitted by a light source consisting of a light-emitting diode through the shielding piece 14 and the cover glass 7 toward the front windshield 3.

一方、カメラ13は、ハウジング6においてカバーガラス7の下方で車両2の車幅方向中央側、且つ、赤外光照射ユニット12の前方に設けられ、赤外照射ユニット12から照射される波長帯の赤外光に感度を有する撮像素子、及び、赤外光を透過してその撮像素子に結像させ得るレンズを備えて近赤外線画像を撮影する。 On the other hand, the camera 13 is provided in the housing 6 below the cover glass 7, toward the center of the vehicle 2 in the vehicle width direction, and in front of the infrared light irradiation unit 12, and is equipped with an image sensor that is sensitive to the infrared light in the wavelength band irradiated from the infrared irradiation unit 12, and a lens that can transmit the infrared light and form an image on the image sensor, thereby capturing near-infrared images.

赤外光照射ユニット12及びカメラ13は、いずれも、平面鏡10の裏側(平面鏡10に対してフロントウインドシールド3の側と反対側)でなく、且つ、平面鏡10からフロントウインドシールド3までの表示光Lの光路Pと重ならない位置に設けられ、カメラ13の光軸O(カメラ13の中心光路で、この光路上にある点がカメラ画角の中心に撮像される。なお、光軸Oは、設計上定まっているアイポイントの中心に向かうように設置され、アイボックス(虚像が視認される範囲)全体がカメラ画角に収まっていれば、その向きは限定されない。)のフロントウインドシールド3との交点xが、表示光Lの光路Pの中心O(表示光Lの中心光路で、この光路を通る光が虚像Vの中心を生成する。)のフロントウインドシールド3における反射点yよりも上方に位置する。 Both the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13 are provided not on the back side of the plane mirror 10 (the side opposite the windshield 3 with respect to the plane mirror 10) and in a position not overlapping with the optical path P1 of the display light L1 from the plane mirror 10 to the windshield 3, and the intersection point x of the optical axis O3 of the camera 13 (the central optical path of the camera 13, and a point on this optical path is imaged at the center of the camera's angle of view. Note that the optical axis O3 is installed so as to face the center of the eye point determined by design, and its orientation is not limited as long as the entire eye box (the range in which the virtual image is viewed) is within the camera's angle of view) with the windshield 3 is located above the reflection point y on the windshield 3 of the center O1 of the optical path P1 of the display light L1 (the central optical path of the display light L1, and the light passing through this optical path generates the center of the virtual image V).

また、カメラ13は、図4に示すように、赤外光照射ユニット12の光軸Oを含みカバーガラス7に垂直な垂直面Sに直交する平面Sとカバーガラス7との間の領域Rに設けられている。一般に、赤外光照射ユニット12の光軸Oは、赤外光照射ユニット12から後方かつ上方に延びるので、平面Sがカバーガラス7と交わる角度θは90°以下で、この角度θの範囲が領域Rとなる。 4, the camera 13 is provided in a region R between a plane S2 that includes the optical axis O2 of the infrared light emitting unit 12 and is perpendicular to a vertical plane S1 perpendicular to the cover glass 7 , and the cover glass 7. In general, the optical axis O2 of the infrared light emitting unit 12 extends rearward and upward from the infrared light emitting unit 12, so that the angle θ at which the plane S2 intersects with the cover glass 7 is 90° or less, and the range of this angle θ defines the region R.

また、本例の場合、ここでの詳細図示は省略するが、ハウジング6は、車幅方向と略直交(交差)する一対の周壁部を有しており、これら一対の周壁部のうち車両を左右に2等分する仮想中心ラインに近い側に位置する一周壁部(一方の周壁部)のやや内側となるハウジング6の空所に赤外光照射ユニット12及びカメラ13を設けた構成としている。なお、ここでのハウジング6は、4つの周壁部を備え、図1で図示された概ね車幅方向に沿う2つの周壁部は、前記一対の周壁部の各々の端部同士を繋ぐ立壁として構成される。 In addition, in this example, although detailed illustration is omitted here, the housing 6 has a pair of peripheral walls that are generally perpendicular (intersecting) to the vehicle width direction, and the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13 are provided in a space in the housing 6 that is slightly inside one of the pair of peripheral walls (one of the peripheral walls) that is located closer to the imaginary center line that divides the vehicle into two equal parts left and right. Note that the housing 6 here has four peripheral walls, and the two peripheral walls that are generally aligned in the vehicle width direction shown in FIG. 1 are configured as upright walls that connect the ends of the pair of peripheral walls.

遮蔽片14は、可視光を遮光して赤外光を透過させるもので、ハウジング5において、赤外光照射ユニット12及びカメラ13の上方、すなわち、赤外光照射ユニット12及びカメラ13に対してフロントウインドシールド3の側に設けられている。 The shielding piece 14 blocks visible light and transmits infrared light, and is provided in the housing 5 above the infrared light emitting unit 12 and the camera 13, i.e., on the front windshield 3 side of the infrared light emitting unit 12 and the camera 13.

HUD1において、表示器ユニット9からの表示光Lは、平面鏡10で反射され、次いで、凹面鏡11で拡大して反射され、カバーガラス7を通過してフロントウインドシールド3に投影される。フロントウインドシールド3に投影された表示光Lは、運転者Dの側に拡大して反射され、虚像Vを生成してフロントウインドシールド3を透過する実景に重ねて運転者Dに表示する。 In the HUD 1, the display light L1 from the display unit 9 is reflected by a plane mirror 10, then is magnified and reflected by a concave mirror 11, passes through the cover glass 7, and is projected onto the windshield 3. The display light L1 projected onto the windshield 3 is magnified and reflected toward the driver D, generating a virtual image V, which is displayed to the driver D superimposed on the real view transmitted through the windshield 3.

一方、赤外光照射ユニット12からの赤外光Lは、遮蔽片14及びカバーガラス7を通過してフロントウインドシールド3に投影され、フロントウインドシールド3で運転者Dの側に反射されて運転者Dを照射する。そして、運転者Dに反射されると赤外光Lの一部は逆の経路を辿り、カバーガラス7及び遮蔽片14を通過してカメラ13に入射した赤外光Lにより運転者Dが撮像される。この撮像は、虚像Vの表示中、定期的又は不定期的に行われ、その撮像画像に基づいて運転者Dのモニタリングが行われる。 On the other hand, the infrared light L2 from the infrared light irradiation unit 12 passes through the shielding piece 14 and the cover glass 7 to be projected onto the windshield 3, and is reflected by the windshield 3 toward the driver D to irradiate the driver D. Then, when reflected by the driver D, part of the infrared light L2 follows the reverse path, passes through the cover glass 7 and the shielding piece 14, and is incident on the camera 13 , whereby the driver D is imaged. This imaging is performed periodically or irregularly while the virtual image V is being displayed, and the driver D is monitored based on the captured image.

本実施の形態に係るHUD1は、表示器ユニット9からの表示光Lを平面鏡10で反射させてフロントウインドシールド3に投影し、フロントウインドシールド3を透過する実景に重ねてフロントウインドシールド3に反射された表示光Lにより虚像Vを生成して表示するとともに、車両2の運転者Dに対し、赤外光照射ユニット12からの赤外光Lを照射し、運転者Dをカメラ13で撮像するもので、表示器ユニット9、平面鏡10及びカメラ13を備えるとともに、表示器ユニット9、平面鏡10及びカメラ13を収容するハウジング6を備え、カメラ13は、ハウジング6において平面鏡10に対してフロントウインドシールド3の側と反対側でなく、且つ、平面鏡10からフロントウインドシールド3までの表示光Lの光路Pと重ならない位置に設けられているので、カメラ13が受光する赤外光Lの光路P(図3参照)上にない平面鏡10が、赤外光Lを透過させる必要がなく、その製造コストを抑制することができる。 The HUD 1 according to this embodiment reflects display light L1 from a display unit 9 by a plane mirror 10 and projects it onto the windshield 3, generates and displays a virtual image V by the display light L1 reflected by the windshield 3 superimposed on the actual image transmitted through the windshield 3, and also irradiates infrared light L2 from an infrared light irradiation unit 12 to a driver D of a vehicle 2 and captures an image of the driver D with a camera 13. The HUD 1 includes a display unit 9, a plane mirror 10, and a camera 13, as well as a housing 6 that accommodates the display unit 9, the plane mirror 10, and the camera 13. The camera 13 is provided on a side of the housing 6 that is not opposite the windshield 3 side with respect to the plane mirror 10 and at a position that does not overlap with the optical path P of the display light L1 from the plane mirror 10 to the windshield 3. Therefore, the plane mirror 10, which is not on the optical path P2 (see FIG. 3) of the infrared light L2 received by the camera 13, does not need to transmit the infrared light L2 , and the manufacturing costs can be reduced.

ここでは、カメラ13は、ハウジング6において車両2の車幅方向中央側に設けられているので、車両2のサイドウインドからの外光が入り難く、カメラ13に強い外光が入って運転者Dのモニターに支障を来たす可能性を低減させることができる。 Here, the camera 13 is provided in the housing 6 at the center of the vehicle 2 in the vehicle width direction, so that external light is less likely to enter from the side windows of the vehicle 2, and the possibility of strong external light entering the camera 13 and interfering with the driver D's monitoring can be reduced.

また、カメラ13の光軸Oのフロントウインドシールド3との交点xが、表示光Lの光路Pの中心Oのフロントウインドシールド3における反射点y(一般に、運転者Dが見下ろした位置にある。)よりも上方に位置するので、カメラ13が受光する赤外光Lの光路Pがインストルメントパネル4及びステアリングホイール5に遮られずに、カメラ13により運転者Dの顔を正面に近い角度から撮像することができる。 Furthermore, the intersection point x of the optical axis O3 of the camera 13 with the windshield 3 is located above the reflection point y (which is generally located at a position where the driver D looks down) of the center O1 of the optical path P1 of the display light L1 on the windshield 3, so the optical path P2 of the infrared light L2 received by the camera 13 is not blocked by the instrument panel 4 and the steering wheel 5, and the camera 13 can capture an image of the face of the driver D from an angle close to the front.

ハウジング6には、カメラ13に対してフロントウインドシールド3の側に、可視光を遮光して赤外光を透過させる遮蔽片14が設けられているので、HUD1の外観上、カバーガラス7を透して見えるはずのカメラ13が遮蔽片14により隠蔽され、HUD1の商品性を向上させることができる。 The housing 6 is provided with a shielding piece 14 on the windshield 3 side of the camera 13 that blocks visible light and transmits infrared light. Therefore, the camera 13, which would be visible through the cover glass 7 in terms of the appearance of the HUD 1, is concealed by the shielding piece 14, improving the marketability of the HUD 1.

さらに、ハウジング6には、表示器ユニット9からの表示光L、赤外光照射ユニット12からの赤外光L及び運転者Dで反射されてカメラ13が受光する赤外光Lが透過するカバーガラス7が設けられ、カメラ13は、ハウジング6において、赤外光照射ユニット12の光軸Oを含み垂直面Sに直交する平面Sとカバーガラス7との間の領域Rに設けられているので、図5(a)に示すように、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りにくい角度となり、撮像画像において照明光による迷光の発生を抑制することができる(図5及び後述の図7、図9乃至図13において、αは赤外光照射ユニット12の照射範囲、βはカメラ13の画角を示し、カメラ13が領域Rになければ、図5(b)に示すように、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りやすい。)。 Furthermore, the housing 6 is provided with a cover glass 7 through which the display light L1 from the display unit 9, the infrared light L2 from the infrared light irradiation unit 12, and the infrared light L2 reflected by the driver D and received by the camera 13 pass, and the camera 13 is provided in the housing 6 in a region R between the cover glass 7 and a plane S2 that includes the optical axis O2 of the infrared light irradiation unit 12 and is perpendicular to the vertical plane S1 . As a result, as shown in FIG. 5(a), the angle at which the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is unlikely to enter the camera 13, and the occurrence of stray light due to the illumination light in the captured image can be suppressed (in FIG. 5 and FIGS. 7, 9 to 13 described later, α indicates the irradiation range of the infrared light irradiation unit 12, and β indicates the angle of view of the camera 13. If the camera 13 is not in the region R, the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is likely to enter the camera 13, as shown in FIG. 5(b).

図6は、赤外光照射ユニット12及びカメラ13が、ハウジング6において車両2の車幅方向中央側で前後ではなく左右に配置(並設)された例を示す。カメラ13は、図7(a)に示すように、赤外光照射ユニット12の光軸Oを含み垂直面に直交する平面とカバーガラス7との間の領域Rに設けられているので、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りにくい角度となり、撮像画像において照明光による迷光の発生をやはり抑制することができる(カメラ13が領域Rになければ、図7(b)に示すように、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りやすい。)。 6 shows an example in which the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13 are arranged (side by side) on the left and right sides, not on the front and rear sides, in the housing 6 at the center side in the vehicle width direction of the vehicle 2. As shown in FIG. 7(a), the camera 13 is provided in the region R between the cover glass 7 and a plane that includes the optical axis O2 of the infrared light irradiation unit 12 and is perpendicular to the vertical plane, so that the angle at which the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is unlikely to enter the camera 13, and the occurrence of stray light due to the illumination light in the captured image can also be suppressed (if the camera 13 is not in the region R, the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is likely to enter the camera 13, as shown in FIG. 7(b).).

図8は、カメラ13がハウジング6において車両2の車幅方向一端側(中央側)に設けられ、赤外光照射ユニット12がハウジング6において車両2の車幅方向他端側(外側)に設けられた例を示す。カメラ13は、図9に示すように、赤外光照射ユニット12から離れて設けられているので、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りにくく、撮像画像において照明光による迷光の発生を抑制することができる。 8 shows an example in which the camera 13 is provided on one end (center side) of the housing 6 in the vehicle width direction of the vehicle 2, and the infrared light irradiation unit 12 is provided on the other end (outside) of the housing 6 in the vehicle width direction of the vehicle 2. Since the camera 13 is provided away from the infrared light irradiation unit 12 as shown in Fig. 9, the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is unlikely to enter the camera 13, and the occurrence of stray light due to the illumination light in the captured image can be suppressed.

なお、赤外光照射ユニット12とカメラ13との間には、図10乃至図12に示すように、赤外光Lを遮光する遮光板16が設けられてもよい。ここで、図10は図5(a)に対応し、図11は図7(a)に対応するが、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lが、遮光板16に遮られてカメラ13に入りにくくなれば、赤外光照射ユニット12及びカメラ13の配置は、図5(b)や図7(b)に示すようなものであってもよい。 10 to 12, a light shielding plate 16 for shielding the infrared light L2 may be provided between the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13. Here, Fig. 10 corresponds to Fig. 5(a) and Fig. 11 corresponds to Fig. 7(a), but if the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 is blocked by the light shielding plate 16 and is less likely to enter the camera 13, the arrangement of the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13 may be as shown in Fig. 5(b) or Fig. 7(b).

一方、図12は図9に対応し、もともと離れた位置にある赤外光照射ユニット12及びカメラ13のそれぞれに隣接して遮光板16が設けられているから、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入るおそれを一層排することができる。 On the other hand, FIG. 12 corresponds to FIG. 9 , and light shielding plates 16 are provided adjacent to the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13, which are originally located apart from each other, so that the risk of infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 entering the camera 13 can be further reduced.

遮光板16については、必ずしもカバーガラス7と接触していなくてもよいが、遮光板16が短いと、図13に示すように、赤外光照射ユニット12から出射してカバーガラス7で反射された赤外光Lがカメラ13に入りやすくなるから、遮光板16はカバーガラス7から見て赤外光照射ユニット12の出射面(赤外光Lの出射面)より遠くまで延伸していることが望ましく、カメラ13の入射面(赤外光Lの入射面)より遠くまで延伸していることが望ましい。つまり、遮光板16は、カバーガラス7から赤外光照射ユニット12やカメラ13の背後側まで立壁形状をなすように延伸していることが望ましい。 The light shielding plate 16 does not necessarily have to be in contact with the cover glass 7, but if the light shielding plate 16 is short, as shown in Fig. 13, the infrared light L2 emitted from the infrared light irradiation unit 12 and reflected by the cover glass 7 easily enters the camera 13, so it is preferable that the light shielding plate 16 extends farther than the emission surface (emission surface of the infrared light L2 ) of the infrared light irradiation unit 12 as viewed from the cover glass 7, and it is preferable that the light shielding plate 16 extends farther than the incidence surface (incidence surface of the infrared light L2 ) of the camera 13. In other words, it is preferable that the light shielding plate 16 extends from the cover glass 7 to the rear side of the infrared light irradiation unit 12 and the camera 13 so as to form a standing wall shape.

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。 The above describes examples of embodiments of the present invention, but the embodiments of the present invention are not limited to those described above and may be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施の形態では、車両のフロントウインドシールドを反射透光部材として表示光を投影したが、フロントウインドシールドに代えてコンバイナを用いてもよい。 For example, in the above embodiment, the display light is projected onto the vehicle's front windshield as a reflective, light-transmitting member, but a combiner may be used instead of the front windshield.

また、赤外光照射ユニット及びカメラの配置も上記に限定されるものではなく、カメラがハウジングに収容されていれば、赤外光照射ユニットはハウジングの外部(例えば車両のハンドルの奥にあるステアリングコラム上)に設けてもよい。さらに、カバーガラスは、透明ではなく暗色(半透過性)の部材により構成されていてもよい。 The arrangement of the infrared light irradiation unit and the camera is not limited to the above, and as long as the camera is housed in the housing, the infrared light irradiation unit may be provided outside the housing (for example, on the steering column behind the steering wheel of the vehicle). Furthermore, the cover glass may be made of a dark (semi-transparent) material rather than a transparent one.

1 ヘッドアップディスプレイ装置(車両用表示装置)
2 車両
3 フロントウインドシールド(反射透光部材)
6 筐体(ハウジング)
7 カバーガラス(透光部材)
9 表示光投影手段(表示器ユニット)
10 平面鏡(反射鏡)
12 赤外光照射ユニット(赤外光照射手段)
13 カメラ(撮像手段)
14 遮蔽片(遮蔽部材)
16 遮光板(遮光部材)
D 運転者(利用者)
表示光
赤外光
光軸(赤外光照射手段の光軸)
光軸(撮像手段の光軸)
光路
R 領域
垂直面
平面
V 虚像
x 交点
y 反射点
1. Head-up display device (vehicle display device)
2 Vehicle 3 Front windshield (reflective translucent member)
6. Housing
7 Cover glass (light-transmitting member)
9. Display light projection means (display unit)
10 Plane mirror (reflector)
12 Infrared light irradiation unit (infrared light irradiation means)
13 Camera (imaging means)
14 Shielding piece (shielding member)
16 Light shielding plate (light shielding member)
D Driver (user)
L1 display light L2 infrared light O2 optical axis (optical axis of infrared light irradiation means)
O 3 Optical axis (optical axis of the imaging means)
P 1 Light path R Area S 1 Vertical surface S 2 Plane V Virtual image x Intersection y Reflection point

Claims (6)

表示光投影手段からの表示光を反射鏡で反射させて反射透光部材に投影し、前記反射透光部材を透過する実景に重ねて前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するとともに、車両の利用者に対し、赤外光照射手段からの赤外光を照射し、前記利用者を撮像手段で撮像する車両用表示装置であって
記表示光投影手段、前記反射鏡及び前記撮像手段を収容する筐体を備え、
前記撮像手段は、前記筐体において前記反射鏡に対して前記反射透光部材の側と反対側でなく、且つ、前記反射鏡から前記反射透光部材までの表示光の光路と重ならない位置に設けられ
さらに前記撮像手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向中央側に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
A display device for a vehicle, which reflects display light from a display light projection means by a reflecting mirror and projects it on a reflective light-transmitting member, generates and displays a virtual image by the display light reflected by the reflective light-transmitting member in a manner superimposed on an actual scene transmitted through the reflective light-transmitting member, and also irradiates a user of the vehicle with infrared light from an infrared light irradiating means and images the user by an imaging means ,
a housing that houses the display light projection means, the reflecting mirror, and the imaging means;
the imaging means is provided at a position on the housing that is not on an opposite side of the reflecting mirror from the reflective light-transmitting member and does not overlap with an optical path of display light from the reflecting mirror to the reflective light-transmitting member ,
The display device for a vehicle is further characterized in that the imaging means is provided on the housing at a center side in a width direction of the vehicle .
表示光投影手段からの表示光を反射鏡で反射させて反射透光部材に投影し、前記反射透光部材を透過する実景に重ねて前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するとともに、車両の利用者に対し、赤外光照射手段からの赤外光を照射し、前記利用者を撮像手段で撮像する車両用表示装置であって、
前記表示光投影手段、前記赤外光照射手段、前記反射鏡及び前記撮像手段を収容する筐体を備え、
前記赤外光照射手段は、前記筐体において前記反射鏡に対して前記反射透光部材の側と反対側でなく、且つ、前記反射鏡から前記反射透光部材までの表示光の光路と重ならない位置に設けられ、
前記撮像手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向一端側に設けられ、前記赤外光照射手段は、前記筐体において前記車両の車幅方向他端側に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
A display device for a vehicle, which reflects display light from a display light projection means by a reflecting mirror and projects it on a reflective light-transmitting member, generates and displays a virtual image by the display light reflected by the reflective light-transmitting member in a manner superimposed on an actual scene transmitted through the reflective light-transmitting member, and also irradiates a user of the vehicle with infrared light from an infrared light irradiating means and images the user by an imaging means,
a housing that houses the display light projection means, the infrared light irradiation means, the reflecting mirror, and the imaging means,
the infrared light irradiating means is provided at a position on the housing that is not on the opposite side of the reflecting mirror from the side of the reflective light-transmitting member and does not overlap with an optical path of the display light from the reflecting mirror to the reflective light-transmitting member,
The imaging means is provided on one end side of the housing in a vehicle width direction of the vehicle, and the infrared light irradiation means is provided on the other end side of the housing in the vehicle width direction of the vehicle .
前記撮像手段の光軸の前記反射透光部材との交点は、前記表示光の中心光路の前記反射透光部材における反射点よりも上方に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用表示装置。 The vehicle display device according to claim 1 or 2, characterized in that the intersection point of the optical axis of the imaging means with the reflective translucent member is located above the reflection point of the central optical path of the display light at the reflective translucent member. 前記筐体には、前記撮像手段に対して前記反射透光部材の側に可視光を遮光して赤外光を透過させる遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用表示装置。 The vehicle display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the housing is provided with a shielding member on the side of the reflective translucent member relative to the imaging means that blocks visible light and transmits infrared light. 前記筐体には、前記表示光投影手段からの表示光、前記赤外光照射手段からの赤外光及び前記利用者で反射されて前記撮像手段が受光する赤外光が透過する透光部材が設けられ、
前記透光部材の板面に垂直な垂直面と、前記垂直面に直交し所定の鋭角値にて前記板面と交差する平面と、が重なる部位に前記赤外光照射手段の光軸が位置し、前記撮像手段は前記平面と前記透光部材との間の領域に設けられていることを特徴とする請求項1、請求項3、請求項4のいずれか1項に記載の車両用表示装置。
the housing is provided with a translucent member through which the display light from the display light projection means, the infrared light from the infrared light irradiation means, and the infrared light reflected by the user and received by the imaging means pass;
A vehicle display device as described in any one of claims 1, 3, and 4, characterized in that the optical axis of the infrared light irradiation means is located at a location where a vertical plane perpendicular to the plate surface of the translucent member overlaps with a plane perpendicular to the vertical plane and intersecting the plate surface at a predetermined acute angle, and the imaging means is provided in an area between the plane and the translucent member.
前記赤外光照射手段と前記撮像手段との間には、赤外光を遮光する遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項に記載の車両用表示装置。
3. The display device for a vehicle according to claim 2 , further comprising a light blocking member for blocking infrared light, which is provided between the infrared light emitting means and the image capturing means.
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