JP7516868B2 - 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する。 The present invention relates to a head-up display.

経路案内や障害物の警告等の運転情報を運転者に提供する情報提供手段として、ヘッドアップディスプレイ(HUDと呼ぶ)を搭載する車両が増加している。HUDは、車両のフロントガラス又は半透明の投影部材に、表示装置から表示光を投射して虚像を映し出す。一般的に、HUDでは、結像される虚像は1つであり、虚像の結像位置も一定である。また、虚像の結像位置を変化させる技術が開示されている(特許文献1参照)。 An increasing number of vehicles are being equipped with head-up displays (HUDs) as a means of providing the driver with driving information such as route guidance and warnings of obstacles. HUDs project display light from a display device onto the vehicle's windshield or a translucent projection member to display a virtual image. Generally, HUDs form one virtual image, and the position at which the virtual image is formed is fixed. Technology has also been disclosed for changing the position at which the virtual image is formed (see Patent Document 1).

特開2008-268485号公報JP 2008-268485 A

本発明は、結像位置が異なる複数の虚像を表示することが可能なヘッドアップディスプレイを提供する。 The present invention provides a head-up display capable of displaying multiple virtual images with different imaging positions.

本発明の第1態様に係るヘッドアップディスプレイは、表示光を出射し、画像を表示する表示装置と、前記表示装置の光軸上に配置され、前記表示装置からの表示光を透過し、画像を表示する第1透明ディスプレイとを具備する。前記表示装置が表示した画像と、前記第1透明ディスプレイが表示した画像とは、重畳されて表示部材に表示される。 The head-up display according to the first aspect of the present invention comprises a display device that emits display light and displays an image, and a first transparent display that is arranged on the optical axis of the display device, transmits the display light from the display device, and displays an image. The image displayed by the display device and the image displayed by the first transparent display are superimposed and displayed on a display member.

本発明の第2態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1態様において、前記表示装置と前記第1透明ディスプレイとの間に配置され、前記表示装置の光軸上に配置され、前記表示装置からの表示光を透過し、画像を表示する第2透明ディスプレイをさらに具備し、
前記表示装置が表示した画像と、前記第2透明ディスプレイが表示した画像と、前記第1透明ディスプレイが表示した画像とは、重畳されて前記表示部材に表示される。
A head-up display according to a second aspect of the present invention is the head-up display of the first aspect, further comprising a second transparent display that is disposed between the display device and the first transparent display, is disposed on an optical axis of the display device, transmits display light from the display device, and displays an image;
The image displayed by the display device, the image displayed by the second transparent display, and the image displayed by the first transparent display are displayed on the display member in a superimposed manner.

本発明の第3態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1態様において、前記表示装置からの表示光と、前記第1透明ディスプレイからの表示光とを、前記表示部材に向けて反射する反射部材をさらに具備する。 The head-up display according to the third aspect of the present invention is the first aspect, further comprising a reflecting member that reflects the display light from the display device and the display light from the first transparent display toward the display member.

本発明の第4態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1乃至3態様の何れかにおいて、前記第1透明ディスプレイは、表示面に設けられた反射防止フィルムを含む。 The fourth aspect of the present invention is a head-up display according to any one of the first to third aspects, in which the first transparent display includes an anti-reflection film provided on the display surface.

本発明の第5態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1乃至4態様の何れかにおいて、前記表示装置は、光を発光する照明装置と、前記照明装置からの光を透過する液晶表示素子とを含む。 The head-up display according to the fifth aspect of the present invention is any one of the first to fourth aspects, in which the display device includes an illumination device that emits light and a liquid crystal display element that transmits the light from the illumination device.

本発明の第6態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1乃至4態様の何れかにおいて、前記表示装置は、自発光型の表示装置である。 The sixth aspect of the present invention relates to a head-up display according to any one of the first to fourth aspects, in which the display device is a self-luminous display device.

本発明の第7態様に係るヘッドアップディスプレイは、第1乃至6態様の何れかにおいて、前記第1透明ディスプレイは、透明有機ELディスプレイ、透明無機ELディスプレイ、又は透明液晶ディスプレイである。 The seventh aspect of the present invention relates to a head-up display according to any one of the first to sixth aspects, in which the first transparent display is a transparent organic EL display, a transparent inorganic EL display, or a transparent liquid crystal display.

本発明によれば、結像位置が異なる複数の虚像を表示することが可能なヘッドアップディスプレイを提供することができる。 The present invention provides a head-up display capable of displaying multiple virtual images with different imaging positions.

図1は、第1実施形態に係るヘッドアップディスプレイの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a head-up display according to a first embodiment. 図2は、ヘッドアップディスプレイのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a head-up display. 図3は、表示部材に表示される虚像を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a virtual image displayed on the display member. 図4は、ヘッドアップディスプレイの動作を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the head-up display. 図5は、ヘッドアップディスプレイが表示する画像の一例を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of an image displayed by the head-up display. 図6は、第2実施形態に係るヘッドアップディスプレイの模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a head-up display according to the second embodiment.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。 The following describes the embodiments with reference to the drawings. However, the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions and ratios of each drawing are not necessarily the same as those in reality. Even when the same parts are shown in different drawings, the dimensional relationships and ratios of each may be different. In particular, the following embodiments are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the shape, structure, arrangement, etc. of the components do not specify the technical idea of the present invention. In the following description, elements having the same function and configuration are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

[1] 第1実施形態
[1-1] ヘッドアップディスプレイ1の構成
図1は、第1実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の模式図である。ヘッドアップディスプレイ1は、表示装置10、透明ディスプレイ20、及び反射部材30を備える。表示装置10、透明ディスプレイ20、及び反射部材30は、車両のダッシュボード40内に配置される。表示装置10、透明ディスプレイ20、及び反射部材30は、図示せぬ支持部材を用いて、図1に示した位置に固定される。
[1] First embodiment [1-1] Configuration of head-up display 1 Fig. 1 is a schematic diagram of a head-up display 1 according to a first embodiment. The head-up display 1 includes a display device 10, a transparent display 20, and a reflective member 30. The display device 10, the transparent display 20, and the reflective member 30 are disposed within a dashboard 40 of a vehicle. The display device 10, the transparent display 20, and the reflective member 30 are fixed to the positions shown in Fig. 1 using a support member (not shown).

表示装置10は、画像を表示する。表示装置10は、照明装置(光源部)を有する表示装置、又は自発光型の表示装置で構成される。本実施形態では、表示装置10は、例えば液晶表示装置で構成される。すなわち、表示装置10は、照明装置(バックライト)と、液晶表示素子とを含む。表示装置10は、自発光型である、有機EL(electroluminescence)表示装置、又は無機EL表示装置などであってもよい。 The display device 10 displays an image. The display device 10 is configured as a display device having an illumination device (light source unit) or a self-luminous display device. In this embodiment, the display device 10 is configured as, for example, a liquid crystal display device. That is, the display device 10 includes an illumination device (backlight) and a liquid crystal display element. The display device 10 may be a self-luminous organic EL (electroluminescence) display device, an inorganic EL display device, or the like.

透明ディスプレイ20は、表示装置10の光軸OA上に配置される。また、透明ディスプレイ20は、その表示面が表示装置10の光軸OAに対して垂直になるように配置される。透明ディスプレイ20は、透過型ディスプレイとも呼ばれる。透明ディスプレイ20は、入射光を透過することが可能であるとともに、画像を表示することが可能な表示装置である。具体的には、透明ディスプレイ20は、透明な表示領域を有し、この透明な表示領域に画像を表示することが可能である。また、透明ディスプレイ20は、透明な表示領域において、背景の画像に自身の画像を重畳して表示することが可能である。透明ディスプレイとしては、透明有機ELディスプレイ、透明無機ELディスプレイ、及び透明液晶ディスプレイなどが挙げられる。 The transparent display 20 is disposed on the optical axis OA of the display device 10. The transparent display 20 is disposed so that its display surface is perpendicular to the optical axis OA of the display device 10. The transparent display 20 is also called a transmissive display. The transparent display 20 is a display device that is capable of transmitting incident light and displaying an image. Specifically, the transparent display 20 has a transparent display area, and is capable of displaying an image in this transparent display area. The transparent display 20 is also capable of displaying its own image superimposed on a background image in the transparent display area. Examples of transparent displays include transparent organic EL displays, transparent inorganic EL displays, and transparent liquid crystal displays.

透明液晶ディスプレイは、バックライト、偏光板、及びカラーフィルターを備えていない。透明液晶ディスプレイは、照明装置と、アクティブマトリクス方式の液晶表示素子とを備える。照明装置は、液晶表示素子の側面(エッジ)に配置され、赤色、緑色、及び青色のLED(Light Emitting Diode)からなる。透明液晶ディスプレイは、赤色、緑色、及び青色のLEDを順番に高速で点滅させるフィールドシーケンシャル方式が用いられる。液晶表示素子は、光を散乱させることが可能なタイプであり、赤色光、緑色光、及び青色光を散乱させて画像を表示する。 The transparent LCD display does not include a backlight, a polarizing plate, or a color filter. It includes an illumination device and an active matrix type LCD element. The illumination device is arranged on the side (edge) of the LCD element, and consists of red, green, and blue LEDs (Light Emitting Diodes). The transparent LCD display uses a field sequential method in which red, green, and blue LEDs are blinked in sequence at high speed. The LCD element is a type that can scatter light, and displays an image by scattering red, green, and blue light.

反射部材(反射鏡)30は、表示装置10の光軸OA上に配置される。反射部材30は、凹面鏡、又は平面鏡などから構成される。反射部材30は、表示装置10及び透明ディスプレイ20からの表示光を表示部材41に向けて反射する。反射部材30として凹面鏡を用いた場合、凹面鏡は、表示装置10及び透明ディスプレイ20からの表示光を所定の拡大率で拡大することが可能である。ダッシュボード40は、反射部材30によって反射された表示光が通過する開口部を有する。 The reflective member (reflecting mirror) 30 is disposed on the optical axis OA of the display device 10. The reflective member 30 is composed of a concave mirror, a plane mirror, or the like. The reflective member 30 reflects the display light from the display device 10 and the transparent display 20 toward the display member 41. When a concave mirror is used as the reflective member 30, the concave mirror can magnify the display light from the display device 10 and the transparent display 20 at a predetermined magnification rate. The dashboard 40 has an opening through which the display light reflected by the reflective member 30 passes.

表示部材41は、表示装置10及び透明ディスプレイ20からの表示光を投射するために使用される。表示部材41によって反射された表示光を運転者(観察者)42が視認することで、運転者42は、表示部材41越しに虚像50、51を視認することができる。虚像50、51として運転者42に視認される情報としては、車速、エンジン回転数、走行距離、ナビゲーション情報、外気温、及び周囲の状況に関する注意情報(警告情報)などが挙げられる。 The display member 41 is used to project the display light from the display device 10 and the transparent display 20. When the driver (observer) 42 sees the display light reflected by the display member 41, the driver 42 can see virtual images 50, 51 through the display member 41. Examples of information that the driver 42 can see as the virtual images 50, 51 include vehicle speed, engine RPM, mileage, navigation information, outside air temperature, and caution information (warning information) related to the surrounding conditions.

表示部材41は、車両のウインドシールド(フロントガラス)である。また、表示部材41は、ヘッドアップディスプレイ1専用に設けられた半透明(又は透明)なスクリーン(コンバイナー)であってもよい。コンバイナーは、例えば、車両のインストルメントパネル(フロントパネル、ダッシュボードともいう)上に配置されたり、運転者42の前方に配置されたルームミラーに装着されたり、ウインドシールドの上部に設置されたサンバイザーに装着されて使用される。コンバイナーは、例えば、曲面を有する板状の合成樹脂製の基材からなり、その基材の表面にアルミニウム(Al)や銀(Ag)などの金属膜を薄く蒸着し、この蒸着膜によって半透過の機能を備える。 The display member 41 is the windshield (front glass) of the vehicle. The display member 41 may also be a semi-transparent (or transparent) screen (combiner) provided exclusively for the head-up display 1. The combiner is used, for example, by being placed on the instrument panel (also called the front panel or dashboard) of the vehicle, attached to the rearview mirror located in front of the driver 42, or attached to a sun visor installed at the top of the windshield. The combiner is made of, for example, a curved, plate-shaped synthetic resin base material, and a thin metal film such as aluminum (Al) or silver (Ag) is vapor-deposited on the surface of the base material, and the vapor-deposited film provides a semi-transparent function.

[1-2] ヘッドアップディスプレイ1のブロック構成
次に、ヘッドアップディスプレイ1のブロック構成について説明する。図2は、ヘッドアップディスプレイ1のブロック図である。
[1-2] Block Configuration of Head-Up Display 1 Next, a description will be given of a block configuration of the head-up display 1. FIG.

ヘッドアップディスプレイ1は、表示装置10、透明ディスプレイ20、駆動回路31、32、電圧発生回路33、操作部34、及び制御回路35を備える。 The head-up display 1 includes a display device 10, a transparent display 20, drive circuits 31 and 32, a voltage generating circuit 33, an operation unit 34, and a control circuit 35.

表示装置10は、表示素子11、及びバックライト(照明装置)12を備える。表示素子11は、液晶表示素子からなる。バックライト12は、光を発光するとともに、表示素子11に向けて照明光を出射する。表示素子11は、照明光を透過して光変調を行うとともに、画像を表示する。表示装置10から出射された表示光DL1は、透明ディスプレイ20に入射する。 The display device 10 includes a display element 11 and a backlight (illumination device) 12. The display element 11 is made of a liquid crystal display element. The backlight 12 emits light and emits illumination light toward the display element 11. The display element 11 transmits the illumination light to perform optical modulation and display an image. The display light DL1 emitted from the display device 10 is incident on the transparent display 20.

駆動回路31は、表示装置10を駆動する。具体的には、駆動回路31は、表示装置10に含まれる複数の電極に電圧を印加することで、表示装置10に含まれる液晶層の配向を制御する。また、駆動回路31は、バックライト12のオン及びオフを制御する。 The drive circuit 31 drives the display device 10. Specifically, the drive circuit 31 controls the orientation of the liquid crystal layer included in the display device 10 by applying a voltage to multiple electrodes included in the display device 10. The drive circuit 31 also controls the on and off of the backlight 12.

駆動回路32は、透明ディスプレイ20を駆動する。具体的には、駆動回路32は、透明ディスプレイ20に含まれる複数の電極に電圧を印加することで、透明ディスプレイ20に画像を表示させる。透明ディスプレイ20は、表示装置10からの表示光を透過するとともに、表示光DL2を出射する。すなわち、透明ディスプレイ20から出射される表示光DL2は、表示装置10からの表示光を含む。 The drive circuit 32 drives the transparent display 20. Specifically, the drive circuit 32 applies a voltage to multiple electrodes included in the transparent display 20, causing the transparent display 20 to display an image. The transparent display 20 transmits the display light from the display device 10 and emits display light DL2. In other words, the display light DL2 emitted from the transparent display 20 includes the display light from the display device 10.

電圧発生回路33は、外部電源を用いて、ヘッドアップディスプレイ1の動作に必要な複数の電圧を発生する。電圧発生回路33により発生された電圧は、ヘッドアップディスプレイ1内の各モジュール、特に駆動回路31、32に供給される。 The voltage generation circuit 33 uses an external power source to generate multiple voltages necessary for the operation of the head-up display 1. The voltages generated by the voltage generation circuit 33 are supplied to each module in the head-up display 1, particularly to the drive circuits 31 and 32.

操作部34は、運転者42の操作を受け付ける。操作部34は、運転者42の操作に対応する制御信号を生成し、この制御信号を制御回路35に送る。 The operation unit 34 receives operations from the driver 42. The operation unit 34 generates a control signal corresponding to the operation from the driver 42 and sends this control signal to the control circuit 35.

制御回路35は、ヘッドアップディスプレイ1の動作を統括的に制御する。制御回路35は、操作部34から送られた制御信号に基づいて、駆動回路31、32を制御することが可能である。制御回路35は、表示装置10が画像を表示するために必要な信号を駆動回路31に供給する。同様に、制御回路35は、透明ディスプレイ20が画像を表示するために必要な信号を駆動回路32に供給する。 The control circuit 35 controls the overall operation of the head-up display 1. The control circuit 35 can control the drive circuits 31 and 32 based on a control signal sent from the operation unit 34. The control circuit 35 supplies the drive circuit 31 with a signal necessary for the display device 10 to display an image. Similarly, the control circuit 35 supplies the drive circuit 32 with a signal necessary for the transparent display 20 to display an image.

[1-3] 動作
上記のように構成されたヘッドアップディスプレイ1の動作について説明する。図3は、表示部材41に表示される虚像を説明する模式図である。
[1-3] Operation The operation of the head-up display 1 configured as above will be described below. FIG.

図3の“f”は、凹面鏡(反射部材)30の焦点であり、図3の“o”は、凹面鏡30の曲率中心である。凹面鏡の曲率中心は、光軸と凹面鏡とが交差する極(又は極の近辺)に接する球面(曲率円)の中心である。凹面鏡30から曲率中心oまでの距離を“r”とすると、凹面鏡30から焦点fまでの距離は、“r/2”である。 "f" in Figure 3 is the focal point of the concave mirror (reflective member) 30, and "o" in Figure 3 is the center of curvature of the concave mirror 30. The center of curvature of a concave mirror is the center of a spherical surface (circle of curvature) that is tangent to the pole (or near the pole) where the optical axis and the concave mirror intersect. If the distance from the concave mirror 30 to the center of curvature o is "r", then the distance from the concave mirror 30 to the focal point f is "r/2".

図3では、表示装置10が表示する画像52、及び画像52に対応しかつ運転者42が視認する虚像50をハッチング付きの矢印で示している。また、透明ディスプレイ20が表示する画像53、及び画像53に対応しかつ運転者42が視認する虚像51をハッチングなしの矢印で示している。 In FIG. 3, the image 52 displayed by the display device 10 and the virtual image 50 that corresponds to the image 52 and is viewed by the driver 42 are indicated by hatched arrows. The image 53 displayed by the transparent display 20 and the virtual image 51 that corresponds to the image 53 and is viewed by the driver 42 are indicated by unhatched arrows.

表示装置10は、画像52を表示する。すなわち、図3の画像52の位置が表示装置10の位置に対応する。虚像50が視認される位置は、曲率中心oと画像52とを通る第1直線と、焦点fと画像52とを通る直線が凹面鏡30に達する点から水平方向に延長した第2直線とが交わる点によって算出される。 The display device 10 displays the image 52. That is, the position of the image 52 in FIG. 3 corresponds to the position of the display device 10. The position at which the virtual image 50 is viewed is calculated by the point where a first line passing through the center of curvature o and the image 52 intersects with a second line extending horizontally from the point where the line passing through the focal point f and the image 52 reaches the concave mirror 30.

透明ディスプレイ20は、画像53を表示する。すなわち、図3の画像53の位置が透明ディスプレイ20の位置に対応する。虚像51が視認される位置は、曲率中心oと画像53とを通る第1直線と、焦点fと画像53とを通る直線が凹面鏡30に達する点から水平方向に延長した第2直線とが交わる点によって算出される。 The transparent display 20 displays the image 53. That is, the position of the image 53 in FIG. 3 corresponds to the position of the transparent display 20. The position at which the virtual image 51 is viewed is calculated by the point where a first line passing through the center of curvature o and the image 53 intersects with a second line extending horizontally from the point where the line passing through the focal point f and the image 53 reaches the concave mirror 30.

反射部材30として凹面鏡を用いた場合、表示装置10及び透明ディスプレイ20は、凹面鏡30の焦点fより凹面鏡30側に配置される。 When a concave mirror is used as the reflecting member 30, the display device 10 and the transparent display 20 are positioned on the concave mirror 30 side relative to the focal point f of the concave mirror 30.

表示装置10からの表示光は、凹面鏡30で反射された後、表示部材41に届く。運転者42は、表示装置10が表示する画像52を、表示部材41越しに虚像50として視認する。また、透明ディスプレイ20からの表示光は、凹面鏡30で反射された後、表示部材41に届く。運転者42は、透明ディスプレイ20が表示する画像53を、表示部材41越しに虚像51として視認する。 The display light from the display device 10 is reflected by the concave mirror 30 and then reaches the display member 41. The driver 42 sees the image 52 displayed by the display device 10 as a virtual image 50 through the display member 41. The display light from the transparent display 20 is reflected by the concave mirror 30 and then reaches the display member 41. The driver 42 sees the image 53 displayed by the transparent display 20 as a virtual image 51 through the display member 41.

運転者42は、虚像50及び虚像51を重ねて視認する。また、虚像50及び虚像51は、異なる結像位置で運転者42に視認される。具体的には、虚像50は、運転者42から相対的に遠くで視認され、虚像51は、運転者42から相対的に近くで視認される。 The driver 42 sees the virtual image 50 and the virtual image 51 superimposed on each other. The virtual image 50 and the virtual image 51 are also seen by the driver 42 at different image positions. Specifically, the virtual image 50 is seen relatively far from the driver 42, and the virtual image 51 is seen relatively close to the driver 42.

図4は、ヘッドアップディスプレイ1の動作を説明するフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart explaining the operation of the head-up display 1.

ヘッドアップディスプレイ1は、2つの動作モード、すなわち第1動作モードM1及び第2動作モードM2を有する。第1動作モードM1は、表示装置10のみが画像を表示するモードである。第2動作モードM2は、表示装置10及び透明ディスプレイ20がそれぞれ画像を表示するモードである。 The head-up display 1 has two operating modes, a first operating mode M1 and a second operating mode M2. The first operating mode M1 is a mode in which only the display device 10 displays an image. The second operating mode M2 is a mode in which both the display device 10 and the transparent display 20 display an image.

制御回路35は、例えば運転者42が操作部34を操作して、動作モードが選択されたか否かを監視している(ステップS100)。動作モードが選択された場合、ステップS101に進む。 The control circuit 35 monitors whether or not an operation mode has been selected, for example, by the driver 42 operating the operation unit 34 (step S100). If an operation mode has been selected, the process proceeds to step S101.

第1動作モードM1が選択された場合(ステップS101=Yes)、制御回路35は、第1動作モードM1を実行する(ステップS102)。第1動作モードM1では、制御回路35は、表示装置10に画像を表示させるとともに、透明ディスプレイ20をオフにする。これにより、運転者42は、表示装置10が表示した虚像50のみを視認する。透明ディスプレイ20がオフであるとは、透明ディスプレイ20が全体として透明状態であり、画像を表示していない状態を意味する。 When the first operation mode M1 is selected (step S101 = Yes), the control circuit 35 executes the first operation mode M1 (step S102). In the first operation mode M1, the control circuit 35 causes the display device 10 to display an image and turns off the transparent display 20. This allows the driver 42 to view only the virtual image 50 displayed by the display device 10. The transparent display 20 being off means that the transparent display 20 is entirely transparent and does not display an image.

第2動作モードM2が選択された場合(ステップS101=No)、制御回路35は、第2動作モードM2を実行する(ステップS103)。第2動作モードM2では、制御回路35は、表示装置10に画像を表示させるとともに、透明ディスプレイ20に画像を表示させる。これにより、運転者42は、表示装置10が表示した虚像50に重畳して、透明ディスプレイ20が表示した虚像51を視認する。 When the second operation mode M2 is selected (step S101 = No), the control circuit 35 executes the second operation mode M2 (step S103). In the second operation mode M2, the control circuit 35 causes the display device 10 to display an image and also causes the transparent display 20 to display an image. As a result, the driver 42 sees the virtual image 51 displayed by the transparent display 20 superimposed on the virtual image 50 displayed by the display device 10.

例えば、表示装置10は、運転中に常時表示される情報として、車速及び経路情報などの運転情報を表示する。透明ディスプレイ20は、緊急時に表示される情報として、“踏切あり”や“歩行者あり”などの注意情報を表示する。 For example, the display device 10 displays driving information such as vehicle speed and route information as information that is always displayed while driving. The transparent display 20 displays warning information such as "railroad crossing ahead" and "pedestrians ahead" as information that is displayed in an emergency.

第1動作モードM1と第2動作モードM2との切り替え処理は、制御回路35が判断してもよい。制御回路35は、通常は第1動作モードM1を実行し、予め決められた情報を表示させることが必要と判断した場合に、第2動作モードM2を実行するようにしてもよい。また、制御回路35は、車両に設けられたセンサから情報を受け、この情報を用いて、透明ディスプレイ20に注意情報を表示するようにしてもよい。 The control circuit 35 may determine the process of switching between the first operation mode M1 and the second operation mode M2. The control circuit 35 may normally execute the first operation mode M1, and execute the second operation mode M2 when it determines that it is necessary to display predetermined information. The control circuit 35 may also receive information from a sensor provided in the vehicle, and use this information to display warning information on the transparent display 20.

図5は、ヘッドアップディスプレイ1が表示する画像の一例を説明する模式図である。図5(a)は、表示装置10のみが表示する画像の一例を説明する図である。図5(b)は、表示装置10及び透明ディスプレイ20が表示する画像を説明する図である。すなわち、図5(a)が第1動作モードM1の表示例であり、図5(b)が第2動作モードM2の表示例である。 Figure 5 is a schematic diagram illustrating an example of an image displayed by the head-up display 1. Figure 5(a) is a diagram illustrating an example of an image displayed only by the display device 10. Figure 5(b) is a diagram illustrating an image displayed by the display device 10 and the transparent display 20. That is, Figure 5(a) is a display example of the first operation mode M1, and Figure 5(b) is a display example of the second operation mode M2.

図5(a)に示すように、第1動作モードM1では、表示装置10は、車速に関する画像を表示し、透明ディスプレイ20は、オフしている。ウインドシールド41には、車速に関する虚像50が表示される。 As shown in FIG. 5(a), in the first operating mode M1, the display device 10 displays an image related to the vehicle speed, and the transparent display 20 is turned off. A virtual image 50 related to the vehicle speed is displayed on the windshield 41.

図5(b)に示すように、第2動作モードM2では、表示装置10は、車速に関する画像を表示し、透明ディスプレイ20は、踏切ありの標識に関する画像を表示する。ウインドシールド41には、車速に関する虚像50と、踏切ありの標識に関する虚像51とが表示される。そして、車速と標識とが重畳して表示される。 As shown in FIG. 5(b), in the second operating mode M2, the display device 10 displays an image related to the vehicle speed, and the transparent display 20 displays an image related to a sign indicating a railroad crossing. A virtual image 50 related to the vehicle speed and a virtual image 51 related to the sign indicating a railroad crossing are displayed on the windshield 41. The vehicle speed and the sign are then displayed superimposed.

[1-4] 変形例
透明ディスプレイ20の表示面に、反射防止フィルムを設けてもよい。透明ディスプレイ20の表示面は、表示装置10と向き合う面の反対側の面である。
[1-4] Modifications An anti-reflection film may be provided on the display surface of the transparent display 20. The display surface of the transparent display 20 is the surface opposite to the surface facing the display device 10.

また、反射防止構造としてモスアイ構造を有する反射防止フィルムを用いてもよい。モスアイ構造とは、円錐状の複数の突起が等間隔又は隙間なく並んだ構造である。 Anti-reflection films having a moth-eye structure may also be used as the anti-reflection structure. A moth-eye structure is a structure in which multiple cone-shaped protrusions are arranged at equal intervals or without gaps.

太陽光などの外光は、ヘッドアップディスプレイ1の光路と逆の光路を辿って透明ディスプレイ20に届き、透明ディスプレイ20の表示面で反射される。この反射光は、運転者に視認されるため、ヘッドアップディスプレイ1の表示特性が劣化する。 External light such as sunlight travels an optical path opposite to that of the head-up display 1 to reach the transparent display 20 and is reflected by the display surface of the transparent display 20. This reflected light is visible to the driver, degrading the display characteristics of the head-up display 1.

変形例によれば、外光が透明ディスプレイ20の表示面で反射された反射光の光量を低減できる。これにより、ヘッドアップディスプレイ1の表示特性が劣化するのを抑制できる。 According to this modified example, the amount of light reflected by the display surface of the transparent display 20 from outside can be reduced. This makes it possible to prevent the display characteristics of the head-up display 1 from deteriorating.

[1-5] 第1実施形態の効果
第1実施形態によれば、結像位置が異なる複数の虚像を表示することが可能なヘッドアップディスプレイ1を実現できる。また、機械的な駆動機構を備えることなく、より簡単な構成で、複数の虚像を表示することができる。例えば、レンズや凹面鏡の焦点距離を変えることなく、結像位置が異なる複数の虚像を表示することが可能である。
[1-5] Advantages of the First Embodiment According to the first embodiment, it is possible to realize a head-up display 1 capable of displaying a plurality of virtual images with different imaging positions. Furthermore, it is possible to display a plurality of virtual images with a simpler configuration without having a mechanical driving mechanism. For example, it is possible to display a plurality of virtual images with different imaging positions without changing the focal length of a lens or a concave mirror.

また、結像位置が異なる複数の虚像を表示することで、1つの虚像には通常の運転に必要な車速などの運転情報を表示させ、別の虚像には一時的な情報(危険回避情報や道案内情報など)を表示させることが可能である。 In addition, by displaying multiple virtual images with different imaging positions, it is possible to display driving information such as the vehicle speed required for normal driving on one virtual image, and temporary information (such as danger avoidance information or route guidance information) on another virtual image.

[2] 第2実施形態
第1実施形態では、ヘッドアップディスプレイ1が1個の透明ディスプレイを備える構成としたが、透明ディスプレイを2個以上設けるようにしてもよい。第2実施形態は、2個の透明ディスプレイを備えたヘッドアップディスプレイ1の実施例である。
[2] Second embodiment In the first embodiment, the head-up display 1 is configured to include one transparent display, but two or more transparent displays may be provided. The second embodiment is an example of a head-up display 1 including two transparent displays.

図6は、第2実施形態に係るヘッドアップディスプレイ1の模式図である。ヘッドアップディスプレイ1は、2個の透明ディスプレイ20-1、20-2を備える。 Figure 6 is a schematic diagram of a head-up display 1 according to a second embodiment. The head-up display 1 includes two transparent displays 20-1 and 20-2.

透明ディスプレイ20-1は、表示装置10の光軸OA上に配置される。透明ディスプレイ20-1は、その表示面が表示装置10の光軸OAに対して垂直になるように配置される。 The transparent display 20-1 is disposed on the optical axis OA of the display device 10. The transparent display 20-1 is disposed so that its display surface is perpendicular to the optical axis OA of the display device 10.

透明ディスプレイ20-2は、表示装置10の光軸OA上、かつ透明ディスプレイ20-1と表示装置10との間に配置される。透明ディスプレイ20-2は、その表示面が表示装置10の光軸OAに対して垂直になるように配置される。 The transparent display 20-2 is disposed on the optical axis OA of the display device 10 and between the transparent display 20-1 and the display device 10. The transparent display 20-2 is disposed so that its display surface is perpendicular to the optical axis OA of the display device 10.

透明ディスプレイ20-1、20-2はそれぞれ、画像を表示する。透明ディスプレイ20-1の画像は、虚像51-1として運転者42に視認される。透明ディスプレイ20-2の画像は、虚像51-2として運転者42に視認される。透明ディスプレイ20-1、20-2以外の構成は、第1実施形態と同じである。 The transparent displays 20-1 and 20-2 each display an image. The image on the transparent display 20-1 is viewed by the driver 42 as a virtual image 51-1. The image on the transparent display 20-2 is viewed by the driver 42 as a virtual image 51-2. The configuration other than that of the transparent displays 20-1 and 20-2 is the same as that of the first embodiment.

3個の虚像50、51-1、51-2は、互いに重畳して運転者42に視認されるとともに、空間的に異なる位置で運転者42に視認される。 The three virtual images 50, 51-1, and 51-2 are superimposed on one another and viewed by the driver 42 at different spatial positions.

第2実施形態によれば、結像位置が異なる3個又はそれ以上の虚像を表示させることが可能である。その他の効果は、第1実施形態と同じである。 According to the second embodiment, it is possible to display three or more virtual images with different imaging positions. The other effects are the same as those of the first embodiment.

また、第1実施形態の変形例と同様に、透明ディスプレイ20-1が反射防止フィルムを備えていてもよい。 Also, as in the modified example of the first embodiment, the transparent display 20-1 may be provided with an anti-reflection film.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways in the implementation stage without departing from the gist of the invention. The embodiments may also be implemented in appropriate combination, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above-described embodiments include various inventions, and various inventions can be extracted by combinations selected from the multiple constituent elements disclosed. For example, if the problem can be solved and an effect can be obtained even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, the configuration from which these constituent elements are deleted can be extracted as an invention.

1…ヘッドアップディスプレイ、10…表示装置、11…表示素子、12…照明装置、20…透明ディスプレイ、30…反射部材、31,32…駆動回路、33…電圧発生回路、34…操作部、35…制御回路、40…ダッシュボード、41…表示部材、50,51…虚像、52,53…画像。 1...head-up display, 10...display device, 11...display element, 12...illumination device, 20...transparent display, 30...reflective member, 31, 32...drive circuit, 33...voltage generating circuit, 34...operation unit, 35...control circuit, 40...dashboard, 41...display member, 50, 51...virtual image, 52, 53...image.

Claims (8)

表示光を出射し、画像を表示し、バックライトを有する表示装置と、
前記表示装置のみを駆動する第1駆動回路と、
前記表示装置の光軸上に配置され、前記表示装置からの表示光を透過し、画像を表示し、バックライトを有しない第1透明ディスプレイと、
前記第1透明ディスプレイのみを駆動する第2駆動回路と、
前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路を制御する制御回路と、
を具備し、
前記表示装置が表示した画像と、前記第1透明ディスプレイが表示した画像とは、前記表示装置の光軸上で重畳されるように表示され、重畳された画像が車両のウインドシールドからなる表示部材に表示され
前記制御回路は、前記車両に設けられた装置からの情報に基づいて、前記第1透明ディスプレイに注意情報を一時的に表示し、
前記注意情報は、文字情報を含む
ヘッドアップディスプレイ。
a display device that emits display light, displays an image, and has a backlight;
a first drive circuit for driving only the display device;
a first transparent display that is disposed on an optical axis of the display device, transmits display light from the display device, displays an image, and does not have a backlight;
a second drive circuit for driving only the first transparent display;
a control circuit for controlling the first drive circuit and the second drive circuit;
Equipped with
the image displayed by the display device and the image displayed by the first transparent display are displayed so as to be superimposed on an optical axis of the display device, and the superimposed images are displayed on a display member consisting of a windshield of a vehicle ;
The control circuit temporarily displays warning information on the first transparent display based on information from a device provided in the vehicle,
The warning information includes text information.
Head-up display.
前記表示装置と前記第1透明ディスプレイとの間に配置され、前記表示装置の光軸上に配置され、前記表示装置からの表示光を透過し、画像を表示する第2透明ディスプレイをさらに具備し、
前記表示装置が表示した画像と、前記第2透明ディスプレイが表示した画像と、前記第1透明ディスプレイが表示した画像とは、前記表示装置の光軸上で重畳されるように表示され、重畳された画像が前記表示部材に表示される
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
A second transparent display is disposed between the display device and the first transparent display, is disposed on an optical axis of the display device, transmits display light from the display device, and displays an image;
2. The head-up display according to claim 1, wherein an image displayed by the display device, an image displayed by the second transparent display, and an image displayed by the first transparent display are displayed so as to be superimposed on an optical axis of the display device, and the superimposed images are displayed on the display member.
前記表示装置からの表示光と、前記第1透明ディスプレイからの表示光とを、前記表示部材に向けて反射する反射部材をさらに具備する
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
The head-up display according to claim 1 , further comprising a reflecting member that reflects display light from the display device and display light from the first transparent display toward the display member.
前記反射部材は、凹面鏡で構成され、
前記凹面鏡は、反射による画像を拡大するように構成され、
前記表示装置及び前記第1透明ディスプレイは、前記凹面鏡の焦点より前記凹面鏡側に配置される
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。
The reflecting member is a concave mirror.
The concave mirror is configured to magnify the image by reflection;
The head-up display according to claim 3 , wherein the display device and the first transparent display are disposed on a side of the concave mirror relative to a focal point of the concave mirror.
前記第1透明ディスプレイは、表示面に設けられた反射防止フィルムを含む
請求項1乃至4の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ。
The head-up display according to claim 1 , wherein the first transparent display includes an anti-reflection film provided on a display surface.
前記表示装置は、前記バックライトからの光を透過する液晶表示素子を含む
請求項1乃至5の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ。
The head-up display according to claim 1 , wherein the display device includes a liquid crystal display element that transmits light from the backlight.
前記第1透明ディスプレイは、透明有機ELディスプレイ、透明無機ELディスプレイ、又は透明液晶ディスプレイである
請求項1乃至6の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ。
The head-up display according to claim 1 , wherein the first transparent display is a transparent organic electroluminescence display, a transparent inorganic electroluminescence display, or a transparent liquid crystal display.
前記制御回路は、前記第1透明ディスプレイを全面透過にする第1動作モードと、前記第1透明ディスプレイに画像を表示する第2動作モードとを実行可能である
請求項1乃至7の何れか1項に記載のヘッドアップディスプレイ。
The head -up display according to claim 1 , wherein the control circuit is capable of executing a first operating mode in which the first transparent display is fully transparent, and a second operating mode in which an image is displayed on the first transparent display.
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