JPH06115381A - Control of virtual image in head up display and control device of virtual image - Google Patents
Control of virtual image in head up display and control device of virtual imageInfo
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- JPH06115381A JPH06115381A JP4297893A JP29789392A JPH06115381A JP H06115381 A JPH06115381 A JP H06115381A JP 4297893 A JP4297893 A JP 4297893A JP 29789392 A JP29789392 A JP 29789392A JP H06115381 A JPH06115381 A JP H06115381A
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は自動車等のフロントガラ
スをコンバイナとして使用するヘッドアップディスプレ
イにおける虚像のコントロール方法及び虚像のコントロ
ール装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a virtual image control method and a virtual image control device in a head-up display using a windshield of an automobile or the like as a combiner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵ
Ｄと称す）は、飛行機操縦者や自動車運転者が、視線を
インストルメントボードに移すというわき見を除去する
ため、計器板の表示を前方の視野の一部に重ねて表示し
ようとする装置である。2. Description of the Related Art Head-up display (hereinafter referred to as HU
(Referred to as D) is a device in which an airplane driver or an automobile driver tries to display the instrument panel display by superimposing it on a part of the front field of view in order to remove the sideways view of shifting the line of sight to the instrument board. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ＨＵＤの開発は、色収
差の除去、虚像の歪除去、鮮明な虚像の結像等目覚まし
い発展をとげている。しかし、これらは、物点の実像を
いかにリアルにそしてさらには明度を下げることなく操
縦者や運転者に視感させるかの技術、すなわち虚像の質
の向上を目指すものと言える。そして、コンバイナに写
る鮮明な虚像は常に遠視点の虚像であることも事実であ
る。むしろ、遠視点の虚像こそが飛行機操縦者や自動車
運転者にとって好都合のように感じる固定観念が参入障
壁となって、遠近視点の虚像の役割は軽視され、虚像の
質に重点をおいて技術開発競争のしのぎを削っている。
本発明は、遠近視点の虚像の役割に着目して、ＨＵＤに
その機能を附加することとを目的とし、従来の虚像が単
に遠方にあるだけという欠点を除去しようとするもので
ある。The development of HUD has made remarkable progress such as elimination of chromatic aberration, elimination of distortion of virtual image, and formation of clear virtual image. However, these can be said to aim at improving the quality of a virtual image, that is, a technique of making a real image of an object point visible to a driver or a driver without lowering the brightness. And it is also true that the clear virtual image in the combiner is always a virtual image from a distant viewpoint. Rather, the virtual image from the perspective of perspective is a barrier to entry because the stereotype that makes it convenient for airplane drivers and car drivers is a barrier to entry, and the role of the virtual image of perspective is neglected. We are competing against each other.
The present invention focuses on the role of the virtual image from the perspective and adds the function to the HUD, and aims to eliminate the drawback that the conventional virtual image is simply in the distance.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記の欠
点を除去するため、凹面鏡をターニングミラーとして用
い、該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、
車速に応じて表示の飛距離を自動でコントロールするこ
とを特徴とするヘッドアップディスプレイにおける虚像
のコントロール方法と、凹面鏡をターニングミラーとし
て用い、該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内におい
て、運転車の好みによって、任意な表示飛距離を送りネ
ジ、ラックとピニオン又はモータを使い手動操作により
移動させることを特徴とする虚像のコントロール装置
と、凹面鏡をターニングミラーとして用い、該凹面鏡の
虚の像点を出現させる範囲内において、車速に応じて表
示の飛距離を自動でコントロールすることと、個人差に
よっては車速に応じた飛距離を手動操作により変更でき
ることを特徴とするとする虚像のコントロール装置とを
それぞれ提供しようとするものである。In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the present invention uses a concave mirror as a turning mirror within the range in which an imaginary image point of the concave mirror appears.
A method for controlling a virtual image in a head-up display, which is characterized by automatically controlling the flight distance of the display in accordance with the vehicle speed, and using a concave mirror as a turning mirror, driving within a range where a virtual image point of the concave mirror appears. A virtual image control device characterized by moving an arbitrary display flight distance by manual operation using a feed screw, a rack and a pinion or a motor, and a concave mirror as a turning mirror, depending on the preference of the car, and a virtual image of the concave mirror. A virtual image control device characterized by automatically controlling the distance traveled according to the vehicle speed within the range in which the points appear and by manually operating the distance depending on the vehicle speed depending on individual differences. Are to be provided respectively.
【０００５】[0005]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１及び図２について、 （構成）球面鏡の光軸光線については、次の数式がすで
にわかっている。 ｐ＝反射鏡の極から物点までの距離 ｑ＝反射鏡の極から像点までの距離 ｒ＝球の半径 像点＝焦点 この関係に基づき、凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲
内で物点としての表示器を移動させることにより、出現
する虚像の焦点距離とその大きさをコントロールする原
理を図１及び図２に示す。図１及び図２に示すように、
凹面鏡（１）が虚の像点を出現させる範囲内で、表示器
（６）の表示内容（２）を移動させて、コンバイナ
（３）が反射する虚像の焦点距離とその大きさをコント
ロールするものである。図１において、凹面鏡の球の半
径を５とすると、焦点は極（５）から２．５の距離にあ
る。焦点距離２．５までの範囲を虚の像点を出現させる
範囲とし、又、焦点距離２．５を超える範囲を正の像点
を出現させる範囲とする。前述の数式に極（５）から物
点（表示器）までの距離１を代入すると、像点は−１．
５となることがわかる。又、距離１．５を代入したとき
は、像点は−３．７５であり、距離２を代入したとき
は、像点は−１０となる。像点の値が負となったときが
虚の像点である。 （作用）表示内容（２）を図２に示す位置に配置させる
ものとする。該表示内容（２）の位置は凹面鏡（１）の
焦点距離ｆの範囲内であるところのＡ点であるとする。
Ａ点に表示内容（２）が配置されると、凹面鏡（１）が
虚の像を出現させる範囲であるので、虚の像点はＣ点と
なる。Ｃ点において表示内容（２）の虚像が現れること
となる。該表示内容（２）の虚像は凹面鏡（１）で拡大
され、コンバイナ（３）に反射されてアイ・ポイント
（４）に入ることとなるが、人間の目は表示内容（２）
があたかもＣ点に存在するかのようによう視覚するので
ある。表示内容（２）を図２で示すように、Ａ点からＢ
点に移動させるとする。Ｂ点は依然として凹面鏡の焦点
ｆの範囲内であるので、虚の像点はＤ点となる。前述の
Ｃ点の虚像に比べると像は遠方となり大となる。極
（５）に表示内容（２）が近づくほど凹面鏡（１）の作
用で現れる虚像が大きくなるからである。図２に示す表
示内容（２）のＢ点は、Ａ点より極（５）から遠い。従
って、Ｂ点の方がＡ点よりも大型の虚像をコンバイナ
（３）が写し出すことになる。コンバイナ（３）からの
虚像を見る運転者にとって、高速運転の時には見るポイ
ントも遠視点となり、表示内容（２）が遠方にある方が
都合が良く、又、低速運転時は見るポイントも近視点な
ので表示内容（２）は近くにある方が都合が良い。図２
に示すように、表示器（６）がＡ点にある場合には、表
示内容（２）は近視点にあり、かつ、表示内容（２）は
小型となる。又、表示器（６）がＢ点にある場合には、
表示内容（２）は遠視点にあり、かつ、表示内容（２）
は大型となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and FIG. 2 (Structure) For the optical axis ray of the spherical mirror, the following mathematical formula is already known. p = distance from the pole of the reflecting mirror to the object point q = distance from pole of the reflecting mirror to the image point r = radius of the sphere image point = focus Based on this relationship, within the range where the imaginary image point of the concave mirror appears 1 and 2 show the principle of controlling the focal length and the size of a virtual image that appears by moving the display as an object point. As shown in FIGS. 1 and 2,
The focal length of the virtual image reflected by the combiner (3) and its size are controlled by moving the display content (2) of the display (6) within the range in which the concave mirror (1) causes the virtual image point to appear. It is a thing. In FIG. 1, if the radius of the concave mirror sphere is 5, then the focal point is at a distance of 2.5 from the pole (5). A range up to the focal length of 2.5 is defined as a range in which an imaginary image point appears, and a range exceeding 2.5 is defined as a range in which a positive image point appears. If the distance 1 from the pole (5) to the object point (display) is substituted into the above formula, the image point becomes -1.
It turns out that it becomes 5. Also, when the distance 1.5 is substituted, the image point is −3.75, and when the distance 2 is substituted, the image point is −10. The imaginary image point is when the value of the image point becomes negative. (Operation) The display content (2) is arranged at the position shown in FIG. The position of the display content (2) is assumed to be point A within the range of the focal length f of the concave mirror (1).
When the display content (2) is arranged at the point A, since the concave mirror (1) is in the range where the imaginary image appears, the imaginary image point becomes the point C. At the point C, the virtual image of the display content (2) appears. The virtual image of the display content (2) is magnified by the concave mirror (1) and reflected by the combiner (3) to enter the eye point (4), but the human eye displays the display content (2).
Visualize as if it were at point C. As shown in FIG. 2, the display content (2) is from point A to point B.
Suppose you want to move to a point. Since the point B is still within the range of the focal point f of the concave mirror, the imaginary image point is the point D. The image becomes distant and large as compared with the virtual image at point C described above. This is because the virtual image that appears due to the action of the concave mirror (1) increases as the display content (2) approaches the pole (5). Point B of the display content (2) shown in FIG. 2 is farther from the pole (5) than point A. Therefore, the combiner (3) projects a virtual image larger at point B than at point A. For the driver who sees the virtual image from the combiner (3), it is convenient for the driver to see the point of view when driving at high speed, and it is convenient for the display content (2) to be far away. Therefore, it is convenient that the display content (2) is near. Figure 2
As shown in, when the display device (6) is at the point A, the display content (2) is in the near viewpoint, and the display content (2) is small. When the display (6) is at point B,
Display content (2) is from a distant perspective, and display content (2)
Will be large.
【０００６】図３乃至図６について、 （構成）図３はインストルメントクレスタ（７）から車
内側に突出するつまみ（８）とウォームギヤ（９）とを
ロッド（１０）で連結し、該ウォームギヤ（９）をラッ
ク（１１）のピニオンギヤ（１２）と噛み合わせたもの
である。ラック（１１）の上部には表示器（６）を設置
する。表示器（６）のバックに光源を設置する。尚、表
示器とは液晶を使用したＬＣＤ等のことである。図４は
表示器（６）の移動をノブ（１３）のスライド操作で行
えるようにした一実施例である。図５は表示器（６）の
移動をステッピングモータ（１４）で行えるようにした
一実施例である。ステッピングモータ（１４）の駆動軸
に螺旋棒（１５）を設置し、該螺旋棒（１５）を正逆回
転させて、表示器（６）を取り付けたデッキ（１６）を
ネジ送りする構成である。ステッピングモータ（１４）
用の入力パルス信号はモータ制御回路で行う。モータ制
御回路には可変スイッチを接続する。上記構成により、
車速に応じてステッピングモータ（１４）を動作させ
て、表示器（６）を移動させる完全自動制御か又は、こ
れにマニュアル制御可能なスイッチを附加しても良い。
図６は表示器（６）、凹面鏡（１）及びコンバイナ
（３）の位置関係を示すものである。図では凹面鏡
（１）とコンバイナ（３）の間にフレネルレンズ（１
７）を介在させている。 （作用）図３の場合、つまみ（８）の回転はロッド（１
０）によってウォームギヤ（９）から、ピニオンギヤ
（１２）に伝達され、ピニオンギヤ（１２）は表示器
（６）が設置するラック（１１）を直線運動させること
となる。図４の場合、表示器（６）とノブ（１３）とは
直接連杆によって結合されており、ノブ（１３）をスラ
イドさせた方向と距離分だけ表示器（６）も連動するこ
ととなる。つまみ（８）やノブ（１３）を操作して、表
示器（６）を凹面鏡（１）に近づけると、コンバイナ
（３）に写っている虚像は次第に小さくなり、かつ、近
視点となる。つまみ（８）やノブ（１３）を操作して、
表示器（６）を凹面鏡（１）から遠ざけると、コンバイ
ナ（３）に写っている虚像は次第に大きくなり、かつ、
遠視点となる。図５の場合、表示器（６）を取り付けた
デッキ（１６）が、ステッピングモータ（１４）の作動
によってネジ送りされて、表示器（６）は位置を移動す
ることができる。車速の変化は可変スイッチにより感知
し、該可変スイッチと接続するモータ制御回路が、その
車速に応じた入力パルス信号を発してステッピングモー
タ（１４）を動作させるのである。ステッピングモータ
（１４）は、車速が上昇すると表示器（６）を凹面鏡
（１）から遠ざけるように動作させるものとし、逆に車
速が落ちると表示器（６）を凹面鏡（１）に近づけるよ
うに動作させるものとする。3 to 6, (Structure) In FIG. 3, a knob (8) protruding from the instrument crester (7) to the inside of the vehicle and a worm gear (9) are connected by a rod (10), and the worm gear ( 9) is engaged with the pinion gear (12) of the rack (11). An indicator (6) is installed on the top of the rack (11). A light source is installed on the back of the display (6). The display means an LCD or the like using liquid crystal. FIG. 4 shows an embodiment in which the display (6) can be moved by sliding the knob (13). FIG. 5 shows an embodiment in which the display (6) can be moved by the stepping motor (14). A spiral rod (15) is installed on a drive shaft of a stepping motor (14), and the spiral rod (15) is rotated forward and backward to feed a deck (16) to which a display (6) is attached with a screw. . Stepping motor (14)
The input pulse signal for is used by the motor control circuit. A variable switch is connected to the motor control circuit. With the above configuration,
The stepping motor (14) may be operated according to the vehicle speed to move the indicator (6) completely automatically, or a manually controllable switch may be added thereto.
FIG. 6 shows the positional relationship between the display device (6), the concave mirror (1) and the combiner (3). In the figure, a Fresnel lens (1) is provided between the concave mirror (1) and the combiner (3).
7) is interposed. (Operation) In the case of FIG. 3, the knob (8) is rotated by the rod (1
0) is transmitted from the worm gear (9) to the pinion gear (12), and the pinion gear (12) linearly moves the rack (11) installed by the indicator (6). In the case of FIG. 4, the indicator (6) and the knob (13) are directly connected by a connecting rod, and the indicator (6) is also interlocked by the direction in which the knob (13) is slid and the distance. . When the knob (8) or the knob (13) is operated to bring the display (6) closer to the concave mirror (1), the virtual image shown in the combiner (3) becomes gradually smaller and becomes a near perspective. Operate the knob (8) and knob (13) to
When the display (6) is moved away from the concave mirror (1), the virtual image shown in the combiner (3) gradually increases, and
It becomes a distant point of view. In the case of FIG. 5, the deck (16) to which the indicator (6) is attached is screwed by the operation of the stepping motor (14), and the indicator (6) can move its position. A change in vehicle speed is detected by a variable switch, and a motor control circuit connected to the variable switch outputs an input pulse signal according to the vehicle speed to operate the stepping motor (14). The stepping motor (14) operates so that the indicator (6) moves away from the concave mirror (1) when the vehicle speed increases, and conversely, when the vehicle speed decreases, the indicator (6) approaches the concave mirror (1). It shall be operated.
【０００７】[0007]
【発明の効果】高速走行の時には、遠くを注視し、低速
走行時には周囲の状況を良く観察しながら前方を注視し
防衛運転を行うのが常である。本発明によれば、ヘッド
アップディスプレイ装置におけるコンバイナ上の虚像
を、遠視点固定から、遠近視点の調節が行えるので、低
速走行時においてもコンバイナ上の虚像を目に負担を掛
けないで使用することができる。低速走行時にコンバイ
ナ上の虚像を近視点に調節した場合、虚像は小型となる
ので、周囲の状況を良く観察するのに好都合となる。逆
に高速走行時にコンバイナ上の虚像を遠視点に調節した
場合、虚像は大型となるので、計測機器のデータの虚像
が大きく現れドライバーに安全走行を促し好都合であ
る。車の速度上昇に伴って、ドライバーの視点は条件反
射的に遠くに移行するものである。本発明が開示したよ
うに、車速に応じてステッピングモータを動作させる
と、ドライバーの条件反射的な視点の移行に添うように
コンバイナ上の虚像をも遠視点に自動調節でき、速度に
順応しているドライバーの目にそのままコンバイナ上の
虚像を投入できることとなる。さらに、この自動制御に
マニュアル操作スイッチを設けると、上記の遠近視点制
御が親切過ぎると感じる者に対して、その者に適した虚
像の視点距離を自由に設定できることとなるという数々
の多大な効果を奏するものである。EFFECTS OF THE INVENTION It is usual to perform a defensive driving by gazing far away during high speed running and gazing ahead ahead while closely observing the surrounding conditions during low speed running. According to the present invention, the virtual image on the combiner in the head-up display device can be adjusted from the perspective fixed to the perspective far, so that the virtual image on the combiner can be used without straining the eyes even at low speed running. You can When the virtual image on the combiner is adjusted to the near viewpoint during low-speed traveling, the virtual image becomes small, which is convenient for observing the surrounding situation well. On the contrary, when the virtual image on the combiner is adjusted to the distant viewpoint during high-speed traveling, the virtual image becomes large, so that the virtual image of the data of the measuring device is large and the driver is encouraged to drive safely, which is convenient. As the speed of the vehicle increases, the driver's viewpoint shifts to a far distance in a reflexive manner. As disclosed by the present invention, when the stepping motor is operated according to the vehicle speed, the virtual image on the combiner can be automatically adjusted to the distant viewpoint so as to follow the condition reflexive viewpoint transition of the driver. The virtual image on the combiner can be thrown into the eyes of the existing driver. Furthermore, if a manual operation switch is provided for this automatic control, for those who feel that the above perspective control is too kind, it is possible to freely set the viewpoint distance of the virtual image suitable for that person, which is a great effect. Is played.
【図１】凹面鏡の原理を示す側面図。FIG. 1 is a side view showing the principle of a concave mirror.
【図２】本発明の原理を示す側面図。FIG. 2 is a side view showing the principle of the present invention.
【図３】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 4 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 5 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 6 is a side view showing an embodiment of the present invention.
１ 凹面鏡 ２ 表示内容 ３ コンバイナ ４ アイ・ポイント ５ 極 ６ 表示器 ７ インストルメントクレスタ ８ つまみ ９ ウォームギヤ １０ ロッド １１ ラック １２ ピニオンギヤ １３ ノブ １４ ステッピングモータ １５ 螺旋棒 １６ デッキ １７ フレネルレンズ １８ フロントガラス 1 concave mirror 2 display content 3 combiner 4 eye point 5 pole 6 indicator 7 instrument cresta 8 knob 9 worm gear 10 rod 11 rack 12 pinion gear 13 knob 14 stepping motor 15 spiral rod 16 deck 17 Fresnel lens 18 windshield
Claims (3)
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、車速
に応じて表示の飛距離を自動でコントロールすることを
特徴とするヘッドアップディスプレイにおける虚像のコ
ントロール方法1. A concave mirror is used as a turning mirror,
A method for controlling a virtual image in a head-up display, characterized in that the flying distance of the display is automatically controlled according to the vehicle speed within a range in which the virtual image point of the concave mirror appears.
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、運転
車の好みによって、任意な表示飛距離を送りネジ、ラッ
クとピニオン又はモータを使い手動操作により移動させ
ることを特徴とする虚像のコントロール装置2. A concave mirror is used as a turning mirror,
A virtual image control device characterized in that within the range where the imaginary image point of the concave mirror appears, an arbitrary display flight distance is moved manually by using a feed screw, a rack and a pinion, or a motor according to the preference of the driver.
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、車速
に応じて表示の飛距離を自動でコントロールすること
と、個人差によっては車速に応じた飛距離を手動操作に
より変更できることを特徴とするとする虚像のコントロ
ール装置3. A concave mirror is used as a turning mirror,
In the range in which the imaginary image point of the concave mirror appears, the flight distance of the display is automatically controlled according to the vehicle speed, and the flight distance according to the vehicle speed can be changed manually depending on the individual difference. Virtual image control device
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297893A JPH06115381A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Control of virtual image in head up display and control device of virtual image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297893A JPH06115381A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Control of virtual image in head up display and control device of virtual image |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06115381A true JPH06115381A (en) | 1994-04-26 |
Family
ID=17852478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297893A Pending JPH06115381A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Control of virtual image in head up display and control device of virtual image |
Country Status (1)
| Country | Link |
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