JPH01293239A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像表示器からの情報画像を観察者の視野内
に重畳して表示するためのヘッドアップディスプレイ装
置に関するものである。

（従来の技術） 透明な光束結合部材を用いて、画像表示器からの情報画
像と外界の風景とを視野内で重畳して観察する表示装置
はベツドアップデイスプレィ装置と呼ばれ、航空機や種
々の車輌等の操縦席に使用することが提案されている。

このような車輌に搭載して使用する装置において、道路
の凹凸等による車輌の振動によって、前記重畳された情
報画像が振動し、運転者の視認性が低下するという問題
点があった。

先ず、従来のベツドアップデイスプレィ装置の動作原理
について第３図を用いて説明を行う。

高輝度ＣＲＴ等の画像表示器１の表示部２より発せられ
る光束２０は、投映レンズ３を通過して略平行光束とな
り、透明な窓部材４上に形成された光束結合部材５に入
射する。ここで光束結合部材５は、多層膜コーティング
により作られた鋭い波長特性を有する反射鏡或いは体積
位相型回折格子であり、表示面２からのほぼ単色に近い
光束２０を、高い効率で反射して運転者１０に導くよう
になっている。又、運転者ｌＯは外の景色と同時に表示
を読むため、表示内容の虚像は運転者１０から十分遠く
に作るように構成されている。

ところで、実事振動例の測定値（０，ｐｌｕｓ　Ｅ　Ｎ
ｏ。

６４　Ｐ８１より引用）を第４図に示す。これより自動
車のダツシュボード付近では１０乃至６０ｔｌｚ程度の
周波数の振動が強く、この傾向は悪路でも高速道路でも
同様であり、自動車では路面状態によらず、この周波数
の振動を走行時に生じていることが分る。

一方、前述したヘッドアップディスプレイ装置で表示す
る情報は、速度表示、エンジン回転数、燃料残量表示、
種々の警告表示等様々な表示であり、走行時に表示され
るものが多く、ヘッドアップディスプレイ装置を用いる
大きな目的が運転者の視認性を向上させるものである点
からも、ヘッドアップディスプレイ装置は車輌の走行時
に使用されるものである。

（発明が解決しようとしている問題点）従って、ヘッド
アップディスプレイ装置を搭載した車輌が走行時に振動
すると、虚像の結像位置が遠方であればある程、僅かな
車輌の振動で表示画像の虚像は大きく振動し、その表示
を確認するために運転者は視線を大きく動かすことが必
要となり、視認性が非常に低下するという問題が生じる
。又、振動周波数が非常に高い場合には、目の残像効果
により表示はポケだ状態となり、表示内容の読取りが困
難となる場合も生じる。

従って本発明の目的は、上記従来例の問題点を解消し、
車輌が振動しても視認性の低下を生じないヘッドアップ
ディスプレイ装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、画像表示器からの情報を観察者の
視野内に重畳して表示するためのベツドアップデイスプ
レィ装置において、萌記ヘッドアップディスプレイ装置
が搭載されている車両の振動、加速度或いは変位を検出
する手段と、前記検出手段からの信号によって重畳画像
の表示位置を変化させる手段とを設けたことを特徴とす
るヘッドアップディスプレイ装置である。

（実施例） 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す図であり、第３図
と同一の部材は同一の符号にて示しである。車輌が振動
していない時の動作原理は従来　。

例と全く同一であるので省略し、ここでは従来例と異な
る点について説明する。

本発明において、従来例と特徴的に異なっている点は、
車輌の振動状態を検出する手段とその検出手段より出力
されて、投映レンズ３を駆動する手段とを設けたことに
ある。

上記構成における車輌の振動状態を検出する手段は、原
理的にいえば加速度信号を出力する加速度計及び該加速
度信号を１階又は２階積分して振動方向の速度信号若し
くは変位信号を出力する積分器を含む振動検出システム
を車輌に搭載することによって行うことができる。

この時使用する加速度計としては、不動点振動計やサイ
ズモ振動計等いずれも使用可能であるが、自動車の振動
検知には基準面を必要とする不動点振動計は不向きであ
るので、サイズモ振動計が望ましく、その中でもサーボ
加速度計は高感度であること及び検出周波数がＤＣ乃至
５００　Ｈｚの低周波数域で車輌の振動周波数に対応し
ていることから好適である。

ここで、加速度計を用いた車輌振動検出システムについ
てその概要を説明する。

第１図の実施例は、図示矢印６方向の振動を検出するシ
ステムの図であり、鉛直（ト下）方向の振動検出システ
ムや横振動検出システムは省略されている。

図中１１ａ、、ｌｌｂ、は夫々サーボ加速度計等の微小
加速を検出できる２つの加速度言１で、ダツシュボード
の近辺又は車輌の前後に設けられている。夫々の加速度
検出方向を１１ａ２．１１ｂ２で示す。１２は２つの加
速度計１１ａ３．１１ｂ１の出力の差分をとる差動増幅
器、１３はバイパスフィルターであり、加速度計１１ａ
１．１１ｂ、の積度のバラツキと重力加速度の影響等か
ら差動加速度信号に重畳した直流成分やノイズ等の極低
周波成分の除去を行う。この直流成分及び極低周波ノイ
ズの除去された差動加速度信号は、公知のアナログ積分
回路１４で、１階積分して振動速度、若しくは２階積分
して振動変位に変換する。

この様に求められた車輌の振動状態の検出出力は、ヘッ
ドアップディスプレイ装置の投映レンズ３を駆動する駆
動装置１５に入力され、振動変位の方向に応じて投映レ
ンズ３を変位させることによって、運転者の視野内で重
畳する位置を変化させる。

以上の如く本発明を用いれば、ヘッドアップディスプレ
イ装置を搭載した車輌が振動しても、表示画像は運転者
にとって一定の位置に重畳され視認性の低下は生じない
。

このように、表示画像の重畳位置は車輌が燦振動状態で
あるときの表示位置に常に一致するようにすることが望
ましいが、必要であれば運転者がより見やすい位置に任
意に制御することも可能である。このための最も単純な
構成としては、加速度検出器１１ａｌ、１ｌｂｌの出力
を増幅度可変の増幅器を通してやればよく、表示が無限
遠、５ｍ、３ｍ、１ｍと種々の位置にある場合や運転者
の体格や体重による頭の位置の動き方の差に対応できる
。

第２図は、本発明の第２の実施例を示す図であり、車輌
の振動検出システムは省略している。

本実施例では、画像表示器ｌと投映レンズ３との光路中
にミラー１６を設け、ミラー反射面に設けたその回転軸
にモーター等の駆動装置１７を設けている。

実施例１にて説明した様に、車輌の振動検出システムか
らの振動変位信号は駆動装置１７に人力され、ミラー１
６を回転させて重畳する位置を制御する。第２図の様に
、レンズと表示素子の間にミラーを配設すると、ミラー
寸法が小さく小型軽量で高速応答が可能な特徴がある。

このように光学系中に何らかの補正光学素子を設け、そ
の補正光学系により表示画像を変位させることも可能で
ある。

本実施例以外の補正光学系としては、投映レンズ３以外
の補正レンズ、プリズム、平行平板ガラス、回折格子等
様々な手段を用いることが可能である。

又、当然のことながら画像表示器の表示面２上で、情報
画像を変位させることも可能であり、この時は画像表示
器の水平或いは垂直方向の信号送出タイミングを適宜選
択するか、或いは表示器全体を平行板バネ等で保持し表
示面内で移動してもよい。

更に、ヘッドアップディスプレイ装置全体をケース等に
収め、装置全体を駆動することによって本発明の同社の
効果か得られることは言いまでもない。

（効　　果） 本発明を用いれば、使用状態で振動を受ける自動東等の
車輌にヘッドアップディスプレイ装置を搭載したとして
も、走行時の振動によって虚像の重畳画像は振動するこ
ともなく、運転者は視認性が低下することなく表示画像
を確認することができる。加えて、本発明における補正
光学系等の駆動装置にオフセット量を加えてやると、運
転者の体格、例えば、座高等による表示画像の位置も調
節できるという更なる効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例。 第２図は本発明の他の実施例。 第３図は従来例。 第４図は実東振動例。 ｌ：画像表示器　　　　　３：投映レンズ５：光束結合
部材　　　ｌＯ：運転者 １１　ａ、　、１１　ｂｌ　　：加速度計１２：差動増
幅器　　　１３：バイパスフィルタ１４：アナログ積分
回路 １５：駆動装置　　　　１６：補正光学系１７：駆動装
置 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　告　ＦＢ　　９　　広第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像表示器からの情報を観察者の視野内に重畳し
   て表示するためのヘッドアップディスプレイ装置におい
   て、前記ヘッドアップディスプレイ装置が搭載されてい
   る車両の振動、加速度或いは変位を検出する手段と、前
   記検出手段からの信号によって重畳画像の表示位置を変
   化させる手段とを設けたことを特徴とするヘッドアップ
   ディスプレイ装置。
2. （２）画像の表示位置を変化させる手段が、補正光学系
   とこの補正光学系を変位させる駆動装置とからなる請求
   項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. （３）画像の表示位置を変化させる手段が、画像表示器
   を変位させる駆動装置又は画像表示器内での画像の表示
   位置を変える手段である請求項１に記載のヘッドアップ
   ディスプレィ装置。