JPH0632158U - ヘッドアップ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不必要な温度劣化を防止して寿命を延ばすこ
とのできるヘッドアップ装置を提供することにある。 【構成】 フロントガラスの前方に情報を投影するプロ
ジェクタを備え、このプロジェクタは液晶表示パネル２
３と、バックライト管２７とを有しているヘッドアップ
表示装置において、液晶表示パネル２３の温度を検出す
る温度センサ３８と、車両の周囲の照度を検出する照度
センサ４３と、バックライト管２７の輝度を液晶表示パ
ネル２３の温度と前記照度との関係で表わした情報を記
憶したメモリ４７と、温度センサ３８が検出する温度
と、照度センサ４３が検出する照度とに基づいてメモリ
４７に記憶されている情報からバックライト管２７の最
適輝度を求めて前記バックライトの輝度を最適輝度に制
御するコントローラ５０とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両のフロントガラスの前方に各種の情報を示す虚像を投影 するヘッドアップ表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のヘッドアップディスプレーシステムとしては、例えば図８に示 すようなものがある。これは、運転席前方のインストルメントパネル１内に、上 面に開口部２を有する本体ケース３を埋設すると共に、この本体ケース３の内部 には、蛍光表示管（ＶＦＴ）による表示器４と、この表示器４からの表示像を反 射させる平面鏡５を配置し、さらに上記開口部２には、本体ケース３内へ塵埃が 侵入することを防止する透明カバー６が設けられている。またそのインストルメ ントパネル１の上方に位置するフロントガラス７の内側面には、ハーフミラーと なる透光性反射板（コンバイナ）８を設けて、表示器４の表示像を平面鏡５及び 透光性反射板８で反射させて、その透光性反射板８で車両前方の光景と共に、表 示器４による表示像を読取ることができるように構成されているものである。な お９はインストルメントパネル１の下部に設備されている例えばアナログ式、又 はデジタル式の主表示器、１０はこの主表示器９及び前記表示器４を駆動するた めの表示コントローラ、１１は車両の速度を検出する車速センサ等を示す。

【０００３】 ところが、このような従来の車両用ヘッドアップディスプレーシステムにおけ る表示器にあっては、自発光タイプの蛍光表示管を使用しているものであり、さ らにその蛍光表示管の発光パターン部には、発光させる為に蛍光体が塗布されて いるものであるために、図８に示す、表示器光の延長線上Ａ点に太陽（光）が来 た場合に、その太陽光がフロントガラス７を透過し、反射鏡にて曲げられた光が 蛍光表示管内の発光パターンに当たると、そのパターン面で光は、散乱光となり 、その散乱光線の一部は外界へ透過するが残りの殆どの光は運転者の目に至るた めに本来の点灯している表示パターンと非点灯表示パターンとの区別がつきにく くなり、運転者は表示を誤って読取る恐れがある。（以下「ウォッシュアウト」 と称す）又、蛍光表示管による表示にあっては、限られた表示パターンとなって 、表示の自由度が欠けるという問題もあった。

【０００４】 そこで、上記問題を解消するために、表示器に透過型の液晶表示パネルを使用 し、後方からバックライト光源で照明したものが提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この装置にあっては、液晶パネルを後方からバックライト光源 で照明しているため、液晶表示パネルの温度が上昇する。しかも、周囲の照度に 拘りなくバックライトの強さは常に一様なため、液晶表示パネルの温度を結果的 に必要以上に上昇させてしまうこととなり、温度劣化により寿命を短くさせてし まうという問題があった。

【０００６】 この考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、不必要な温度 劣化を防止して寿命を延ばすことのできるヘッドアップ装置を提供することにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

車両のフロントガラスの前方に各種の情報を示す虚像を投影するプロジェクタ を備え、このプロジェクタは前記情報を表示する透過型ドットマトリックス式の 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの後方から該液晶表示パネルを照明する バックライト光源とを有しているヘッドアップ表示装置において 前記液晶表示パネルの温度を検出する温度センサと、 前記車両の周囲の照度を検出する照度センサと、 前記液晶表示パネルの温度に対して前記バックライト光源の輝度と前記照度と の関係を表わした情報を記憶したメモリと、 前記温度センサが検出する温度と、照度センサが検出する照度とに基づいて前 記メモリに記憶されている情報からバックライト光源の最適輝度を求めて前記バ ックライトの輝度を最適輝度に制御するコントローラとを備えていることを特徴 とする。

【０００８】

【作用】

上記構成により、コントローラは、温度センサが検出する温度と、照度センサ が検出する照度とに基づいてメモリに記憶されている情報からバックライト光源 の最適輝度を求めて該バックライト光源の輝度を最適輝度に制御する。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案に係わるヘッドアップ表示装置の実施例を図面に基づいて説明 する。なお、従来例で説明した構造と同一部分には同一符号を付したので、その 部分の説明は省略する。

【００１０】 図１において、２０はヘッドアップ表示装置の表示器であり、この表示器２０ と反射鏡５と光学部材３６とコンバイナ８とでフロントガラス７の前方に各種の 情報を示す虚像を投影するプロジェクタが構成される。４０は車速センサ、５１ は主表示器９を駆動する表示コントローラである。

【００１１】 表示器２０の構成を図２に基づいて説明する。２１は開口部２２を有する収納 ケースであって、この収納ケース２１内の開口部２２近傍には、ドットマトリッ クス表示タイプの透過型液晶表示パネル２３が配置されている。この液晶表示パ ネル２３の表側及び裏側の夫々にはコールドフィルタ２４及び２５が配置されて いる。２３−１は液晶表示パネル２３の偏光板を示す。２６は裏側コールドフィ ルタ２５の裏側に配置されている光拡散板、２７はその光拡散板２６の裏側に配 置されているバックライト管であって、このバックライト管（バックライト光源 ）２７の背後には光反射板２８が配置されている。２９はインバータ、３０は液 晶表示コントローラ基板、３１はバックライト管２７による発熱を冷却するため の冷却ファンを示す。３８は液晶表示パネル２３の温度を検出する温度センサで ある。

【００１２】 この実施例で重要な液晶表示パネル２３は、グラフィック表示可能な様に１つ １つのドットで画面を構成している。バックライト管２７は超高輝度の熱陰極蛍 光放電灯であり、図では管の軸断面を示している。

【００１３】 これにより、実際の表示色は白と称する部分は実際には透明であるがゆえに、 バックライト光色と黒の表示色となる。即ち、グリーン発光色のバックライトを 用いたため、グリーン／黒（モノクロ）の表示が得られる。

【００１４】 前記コールドフィルタ２４及び２５はバックライト管２７から発する光のうち の熱線分を反射するガラスベースに金属系酸化マグネシウム等を蒸着したフィル タである。これにより熱に弱い液晶表示パネル２３及び液晶パネル偏光板２３− １の下面側に少しでも熱が伝わるのを防いでいる。又前部に位置されるコールド フィルタ２４は、このユニットの表示光の延長線上に光学部材があり、太陽光が 逆入射した場合その光学部材により光や熱を集光、集熱するため、液晶表示パネ ル２３及び偏光板２３−１に熱が当たるのを防ぐものである。３２は、液晶駆動 用のドライバＩＣであり図示したものはコモン（ＣＯＭ）側のＩＣである。これ と同様にセグメント（ＳＥＧ）側のＩＣも実装されている（不図示）。３３は、 液晶表示パネル２３のＣＯＭ及びＳＥＧ側から出ているフレキシブルケーブルに ドライバを実装する為の補強板で図２に示すものはＣＯＭ側のものである。ＳＥ Ｇ側のも同様に補強板がある（不図示）。３４はフレキシブルケーブルのコネク タである。

【００１５】 図３は、ヘッドアップ装置の制御系の構成を示したブロック図であり、図３に おいて、４１は高速道路等に設置されているビーコン(図示せず)から発信される 位置情報を受信する受信回路、４２は受信回路４１が受信した位置情報を読み取 る外部情報回路、４３は車両の周囲の照度を検出する照度センサ、４５は車室内 の温度を検出する温度センサ,燃料残量を検出する燃料残量検出センサや排気温 センサなどである。４６は各道路の道路情報等を記憶しているメモリ、４７は図 ４に示す液晶表示パネルの温度に対する周囲の照度とバックライトの輝度との関 係を示したグラフを記憶しているメモリである。４８はバックライト管２７を点 灯させるバックライトインバータ、５０はマイクロコンピュータ等からなるコン トローラで、このコントローラ５０は液晶表示パネル２３の表示やメモリ４７に 記憶されているグラフＧ1〜Ｇn（図４参照）に基づいてバックライトインバータ ４８を制御してバックライト管２７の発光等を制御するものである。

【００１６】 次に、上記実施例のヘッドアップ表示装置の作用について説明する。

【００１７】 受信回路４１が高速道路等に設置されているビーコンから発信される位置情報 を受信し、外部情報回路４２がその位置情報を読み取ると、コントローラ５０が その読み取った位置における道路情報をメモリ４６から読み出し、その道路情報 を液晶表示パネル２３に表示させる。

【００１８】 一方、コントローラ５０はバックライトインバータ４８を制御してバックライ ト管２７を発光させる。バックライト管２７から発した光は、光拡散板２６を透 過し、ここでその表面では略均一な面光源を得る。この透過率をＴ１とする。光 拡散板２６の透過後の光がコールドフィルタ２５（透過率Ｔ２）に入射する。こ の透過した光が液晶表示パネル２３のＯＮドット（透過率Ｔ３）（光が透過する 様に液晶分子が捻れる場合を液晶表示パネルのＯＮドットと称する）に入射する とその光の透過率の分だけが透過し、結局ユニット表示から発する表示光はバッ クライト管２７の輝度値の（Ｔ１×Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４）となって出てくる（但し 、Ｔ１×Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４＜１）。他方、液晶表示パネル２３のＯＦＦドット部 分に入射した光は透過しない。すなわち、液晶表示パネル２３に表示された道路 情報を示す像の部分だけが光を透過する。

【００１９】 図１において、バックライト管２７の輝度値の（Ｔ１×Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４）と なった表示光は代表光路ｂを通り、反射鏡にて光路を曲げられた代表光路ａを通 る。この反射鏡は入射角θ１にもよるが、アルミ表面高反射鏡によれば光線付近 の反射率（Ｒ１）があるため、この時点ではバックライト管２７の輝度値の（Ｔ １×Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４）となる。光路ａの途中には表示を拡大するとともに、像 を遠方へ運ばせるための光学部材３６（例えば凸レンズ）を入れる。この光学部 材３６による像のでき方は正立の拡大像（虚像）ができ、更にその像の位置は実 際の物体より遠方に出来る。

【００２０】 図５において、光学部材がない場合は、ｌ＝ａ＋ｂが成り立つが、光学部材に より、ｌ＞ａ＋ｂとなる。光学部材がない場合より光学部材がある場合の方が少 しでも遠方へ像を結ばせることができる。

【００２１】 この光学部材の光線透過率をＴ５とすればバックライト管の輝度値の（Ｔ１× Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４）となる。

【００２２】 代表光路ａを通った表示光はフロントガラス７の内面の一点Ｐに入射し、入射 角＝反射角を維持してコンバイナ８で反射し運転者の眼に至る。このコンバイナ ８の光学特性は入射角θ２における特定波長の反射率Ｒ2を一定以上とし可視広 域の透過率を一定以上に設定したため、運転者の目にはバックライト管輝度値の （Ｔ１×Ｔ２×Ｔ３×Ｔ４×Ｒ１×Ｔ５×Ｒ２）の明るさの表示輝度として表示 像３７が見えることになる。

【００２３】 すなわち、液晶表示パネル２３に表示された道路情報を示す像が反射板５およ びレンズ３６を介してフロントガラス７に投影される。この投影により、フロン トガラス７の前方に虚像３７として例えば図６に示すように道路情報像３７aが 表示されることとなる。液晶表示パネル２３には各種の情報を表示することがで きるので、運転者にメータシステムとは異なる重要な情報メッセージ等を表示さ せることができ、運転者は前方視界を確認しながらその情報メッセージを見るこ とができることとなる。

【００２４】 この際に、太陽光がフロントガラス７およびコンバイナ８を透過してレンズ３ ６および反射板５を介して表示器２０の液晶表示パネル２３に入射しても、表示 パネル２３は透過型であり且つ表示パネル２３の表面に蛍光剤が塗布されていな いので、表示パネル２３の表面で散乱光となることがない。このため、従来のよ うに散乱光により道路情報像３７aが見にくくなるということはない。

【００２５】 また、コントローラ５０は、温度センサ３８が検出する液晶表示パネル２３の 温度と照度センサ４３が検出する車両の周囲の照度とに基づいて、メモリ４７に 記憶されているグラフからバックライトの最適輝度を求める。そして、この最適 輝度となるようにコントローラ５０がバックライトインバータ４８を制御してバ ックライト管２７を最適輝度に発光させる。

【００２６】 例えば、図４に示すように、液晶表示パネル２３の温度がＴ2で、照度センサ ４３が検出する照度がＬ1のときグラフＧ2よりバックライト管２７の最適輝度は Ｋ1となる。したがってコントローラ５０はバックライト管２７の輝度がＫ1とな るようにバックライトインバータ４８を制御する。

【００２７】 また、照度センサ４３が検出する照度がＬ1からＬ2に変われば、グラフＧ2よ りバックライト管２７の最適輝度はＫ2となり、コントローラ５０がバックライ ト管２７の輝度がＫ2となるようにバックライトインバータ４８を制御する。そ して、液晶表示パネル２３の温度がＴ2からＴ1,Ｔ3〜Ｔnに変化すれば、その温 度に対応したグラフＧ1,Ｇ3〜Ｇnからバックライト管２７の最適輝度を求めるこ ととなる。

【００２８】 ところで、メモリ４７に記憶されているグラフＧ1〜Ｇnは、液晶表示パネル２ ３の温度が高くなるにしたがって輝度を低い値に設定していき、また、車両の周 囲の照度が大きくなるにしたがってバックライト管２７の輝度を高い値に設定し ていくものである。

【００２９】 このように、液晶表示パネル２３の温度が高くなるにしたがって輝度を低い値 に設定していくので、液晶表示パネル２３の温度を必要以上に上昇させてしまう ことはなく、液晶表示パネル２３の温度劣化の防止を図ることができ、液晶表示 パネル２３の寿命を延ばすことができることとなる。また、車両の周囲の照度に 応じて輝度を変えていくので、道路情報像３７aは見やすく、しかも、車両の周 囲の照度が低い場合に、必要以上にバックライト管２７の輝度が高くならないの で、液晶表示パネル２３の温度を低く押さえることができ、さらに、液晶表示パ ネル２３の寿命を延ばすことができることとなる。

【００３０】 図７は、他の実施例を示したものであり、図７において、２３−１は液晶表示 パネル２３の偏光板、２３´はバックライトの透過光量を調整する調光用スクリ ーンである。この調光スクリーン２３´は、液晶表示パネル２３の表示エリアを カバーする領域内で均一に光の透過度合を変えるもので液晶表示パネルとした。 ２３´−ａ及び２３´−ｂは調光用スクリーン２３´の偏光板である。尚、偏光 板そのものの光透過率が低い場合は調光用スクリーン２３´のパネル側偏光板２ ３´−ａを削除してもよい。この実施例で示すようにバックライト管２７の前方 に、調光用スクリーン２３´を配置したことにより、この調光用スクリーンの制 御でバックライトの輝度を一定に保持したまま表示光の照度調整を行うことがで きるのでそのバックライト管２７自体の寿命を延ばすことが可能である。すなわ ち、バックライト管２７の耐久性を向上せしめることができる。さらにバックラ イトのデューティ変化と、調光用スクリーン２３´の透過変化の相乗作用により 幅広い調光レンジが得られる等の効果がある。

【００３１】

【考案の効果】

この考案は、以上説明したように、液晶表示パネルの温度を検出する温度セン サと、車両の周囲の照度を検出する照度センサと、バックライトの輝度を前記液 晶表示パネルの温度と前記照度との関係で表わした情報を記憶したメモリと、前 記温度センサが検出する温度と照度センサが検出する照度とに基づいて前記メモ リに記憶されている情報からバックライトの最適輝度を求めて前記バックライト の輝度を最適輝度に制御するコントローラとを備えたものであるから、液晶表示 パネルの温度や車両の周囲の照度に応じてバックライトの輝度を制御するので、 液晶表示パネルの温度を必要以上に上昇させてしまうことはなく、不必要な温度 劣化の防止を図ることができ、液晶表示パネルの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係わるヘッドアップ表示装置の構成
を示した概略側面図、

【図２】表示器の構成を示した断面図、

【図３】ヘッドアップ表示装置の制御系の構成を示した
ブロック図、

【図４】液晶表示パネルの温度に対するバックライト管
の輝度と車両の周囲の照度との関係を示したグラフ、

【図５】遠方に虚像が形成される状態を示した説明図、

【図６】フロントガラスに投影された虚像の一例を示し
た説明図、

【図７】他の実施例の構成を示した断面図、

【図８】従来のヘッドアップ表示装置の構成を示した概
略側面図である。

【符号の説明】

７ フロントガラス ２３ 液晶表示パネル ２７ バックライト管（バックライト光源） ３８ 温度センサ ４３ 照度センサ ４７ メモリ ５０ コントローラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のフロントガラスの前方に各種の情報
   を示す虚像を投影するプロジェクタを備え、このプロジ
   ェクタは前記情報を表示する透過型ドットマトリックス
   式の液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの後方から
   該液晶表示パネルを照明するバックライト光源とを有し
   ているヘッドアップ表示装置において前記液晶表示パネ
   ルの温度を検出する温度センサと、 前記車両の周囲の照度を検出する照度センサと、 前記液晶表示パネルの温度に対する前記バックライト光
   源の輝度と前記照度との関係を表わした情報を記憶した
   メモリと、 前記温度センサが検出する温度と、照度センサが検出す
   る照度とに基づいて前記メモリに記憶されている情報か
   らバックライト光源の最適輝度を求めて前記バックライ
   トの輝度を最適輝度に制御するコントローラとを備えて
   いることを特徴とするヘッドアップ表示装置。