WO2014092130A1 - 複合表示装置 - Google Patents

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WO2014092130A1
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image
display unit
composite
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朗 増田
岩本　健
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矢崎総業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a composite display device composed of a plurality of display units, and more particularly to a vehicle display device that can be used as a display on a dashboard of a vehicle.
  • a meter unit incorporating various instruments is provided at a position on the instrument panel in front of the driver's seat.
  • display devices such as a meter unit, various technologies have been developed for the purpose of improving visibility.
  • a head-up display projects an image of light to be displayed from a light projection device toward the surface of a combiner.
  • the driver can see the image reflected on the surface of the combiner.
  • the display content visible to the driver is formed as a virtual image at a position that does not actually exist ahead of the combiner.
  • the combiner partially transmits light, the driver can see an image such as a scenery outside the vehicle that actually exists while overlapping the display content of the virtual image.
  • Patent Documents 1 to 3 Regarding the composite display device including a plurality of display units, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.
  • Patent Document 1 discloses a display technique related to a game machine. More specifically, an image 5 is formed by reflecting and diffracting the movable information displayed on the display device 1 such as a CRT by the hologram combiner 4 and enlarging and projecting it far away. The observer can see a display in which the image 5 and the movable or fixed display body 6 disposed behind the hologram combiner 4 are combined. That is, the game machine of patent document 1 can display in the state which combined the image 5 magnified and projected in the distance displayed as a virtual image, and the image of the display body 6. FIG. The image 5 enlarged and projected far away corresponds to the background of the game, and the image of the display body 6 corresponds to the content of the game.
  • Patent Document 2 discloses an image display device that can correspond to the distance between eyes of an individual and can surely see diffracted light with the left and right eyes. Specifically, the left and right independent image display devices 1R and 1L project an optical image onto the hologram combiner, and the image converged by the hologram combiner 3 is projected directly onto the retina of the observer 4 to the observer 4. It is a technique to make it observe.
  • Patent Document 3 discloses a head-up display that gives a parallax between images seen in the left and right eyes. Specifically, the right-eye symbol and the left-eye symbol are alternately output in a time division manner. In addition, a light valve that alternately shields light incident on the left and right eyes is provided.
  • a good-looking display is also important for producing a high-class feeling. For example, when notifying the occurrence of an abnormality or clearly indicating changes in the operating state of various devices, it is also effective to display the display in a specially emphasized state so that the driver can immediately recognize the change in display. It is believed that there is.
  • the driver of the vehicle frequently changes the position to be noticed when driving and sees various places. Therefore, for example, even when a display device such as a meter unit displays information such as a failure warning, it is highly possible that the display is not noticed when the driver is looking at a location different from the corresponding location. Therefore, it is also important to make it easy to notice even the display of a position deviated from the driver's line of sight.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite display device capable of expressing a state in which specific display information is particularly emphasized or a state in which an effect is produced. is there.
  • the composite display device is characterized by the following (1) to (4).
  • the first display section and the second display section are simultaneously given the same or similar patterns as display information, and the first display image formed as a virtual image by the first display section and the second display
  • the second display image formed as a real image by the portion is displaced relative to the direction perpendicular to the axis of the observer's line of sight, so that the first display image and the second display image
  • a composite display control unit for forming parallax is characterized by the following (1) to (4).
  • the composite display control unit further forms a difference in display pattern size between the first display image and the second display image.
  • the composite display control unit further forms a difference in display luminance between the first display image and the second display image.
  • the composite display device having the configuration (1) it is possible to display one pattern by combining the first display image formed as a virtual image and the second display image formed as a real image.
  • a three-dimensional emphasis can be given to the viewer's vision.
  • the pattern displayed by the combination is a combination of a virtual image and a real image, it is possible to produce a feeling of emphasis more effectively.
  • the composite display device having the configuration of (2) above the first display image and the second display image are displayed in a state in which the sizes are different from each other, and these are combined, so that a stereoscopic effect can be produced more effectively. Is possible.
  • the first display image and the second display image are displayed in a state where the display luminances are different from each other, and these are combined, so that the stereoscopic effect is more effectively produced. It becomes possible.
  • display information related to each other can be displayed almost simultaneously at a plurality of locations. Therefore, for example, even when an observer (driver or the like) is paying attention to a place different from the place of the first display part or the second display part, the line of sight is directed to the place where the third display part can be seen.
  • the display of the first display unit and the second display unit is also noticed by recognizing the display of the third display unit, so that the visibility is improved.
  • display enhancement and effects can be obtained.
  • the composite display device of the present invention it is possible to express a state in which specific or arbitrary display information is particularly emphasized or a rendered state by display.
  • FIG. 1 is a front view showing a specific example of the external appearance of the meter unit.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a sectional structure taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged front view showing the display content of the composite display section of the meter unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an electric circuit of the composite display device included in the meter unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing main operations of the virtual image projection unit and the real image display unit.
  • FIG. 6 is a flowchart showing main operations of the electronic control unit shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a modification (1) of the operation shown in FIG.
  • FIG. 8 is a front view showing a modified example regarding the appearance of the meter unit.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a modification (2) of the operation shown in FIG.
  • FIG. 10 A specific example of the external appearance of the meter unit 10 is shown in FIG.
  • the meter unit 10 is mounted on a vehicle such as an automobile as an in-vehicle device. That is, in order to display information necessary for driving the vehicle and transmit the information to the driver, the meter unit 10 is installed at a position on the instrument panel in front of the driver's seat of the vehicle.
  • the meter unit 10 shown in FIG. 1 is roughly composed of four display units.
  • the meter unit 10 includes a left display unit 11, a central display unit 12, a right display unit 13, and a composite display unit 14.
  • a combiner 15 is installed on the front surface of the meter unit 10 (position closer to the driver than the display location).
  • the combiner 15 is an optical member, and can combine a plurality of light images by a combination of light reflection and transmission.
  • the left display unit 11 is disposed on the left end side of the meter unit 10 and has a warning display unit 11a as shown in FIG. 1 as a representative example.
  • the visible information displayed by the warning display unit 11a is a real image. That is, the driver can directly view the visible information displayed on the display of the left display unit 11.
  • the central display unit 12 is disposed in the central part of the meter unit 10.
  • the central display unit 12 shown in FIG. 1 includes a water temperature display unit 12a, a vehicle speed display unit 12b, and a fuel display unit 12c.
  • the water temperature display unit 12a is used to display the temperature of the cooling water of the vehicle as a bar graph.
  • the vehicle speed display unit 12b is used to display the current traveling speed (km / h) of the vehicle as a numerical value.
  • the fuel display unit 12c is used to display the fuel remaining amount of the vehicle as a bar graph.
  • Each display of the water temperature display unit 12a, the vehicle speed display unit 12b, and the fuel display unit 12c of the central display unit 12 is displayed as a virtual image displayed by the head-up display (HUD). That is, the driver visually recognizes an image projected on the combiner 15 and reflected on the surface of the combiner 15.
  • HUD head-up display
  • the right display unit 13 is disposed on the right end side of the meter unit 10 and has a direction display unit 13a as shown in FIG. 1 as a representative example.
  • the visible information displayed by the direction display unit 13a is a real image. That is, the driver can directly view the visible information displayed on the display of the right display unit 13.
  • the composite display unit 14 is disposed inside the right display unit 13 and is formed as a smaller area than the right display unit 13.
  • the composite display unit 14 has a partial display range overlapping the display range of the right display unit 13.
  • the composite display unit 14 can make the driver visually recognize an image obtained by combining a real image and a virtual image as visible information to be displayed. That is, the composite display unit 14 is configured by combining a head-up display that displays a virtual image and a display that displays a real image.
  • the right display unit 13 also serves as a display for displaying a real image on the composite display unit 14.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the composite display unit 14 as seen from line II-II in FIG.
  • the composite display unit 14 includes a virtual image projection unit 20, a real image display unit 30, and a combiner 15.
  • the real image display unit 30 is a component common to the right display unit 13 and includes a liquid crystal display 31. Various visible information can be displayed as a real image on the screen on the surface of the liquid crystal display 31.
  • the virtual image projection unit 20 is embedded inside the instrument panel 55 of the vehicle with a part thereof exposed.
  • the virtual image projection unit 20 has a liquid crystal display 21 capable of displaying various visible information.
  • the liquid crystal display 21 is a light transmission type display and includes a backlight on the back side. That is, by illuminating the visible information displayed on the liquid crystal display 21 with the backlight from the back side, the optical image of the visible information can be projected toward the combiner 15 along the optical axis A1 shown in FIG. .
  • the combiner 15 can reflect the light incident on the surface 15a along the optical axis A1 in the direction of the driver's viewpoint EP. Moreover, the combiner 15 permeate
  • a virtual image is formed by only one reflection of light on the surface of the combiner 15, but a predetermined optical mirror is disposed inside the virtual image projection unit 20 and reflected a plurality of times.
  • a virtual image may be formed using light.
  • FIG. 14 A specific example of the display contents of the composite display unit 14 of the meter unit 10 shown in FIG. 1 is shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 3, it is assumed that the composite display unit 14 displays a character string “OFF” as visible information. In this case, each of the liquid crystal displays 21 and 31 displays a character string “OFF” as visible information.
  • the visible information displayed by the liquid crystal display 31 is reflected in the eyes of the observer at the viewpoint EP as the real image display 14a shown in FIG. Further, the visible information displayed by the liquid crystal display 21 appears in the eyes of the observer at the viewpoint EP as the virtual image display 14b shown in FIG.
  • the observer at the position of the viewpoint EP can visually recognize the real image display 14a and the virtual image display 14b in a superimposed state as shown in FIG. At this time, the observer sees the real image display 14 a on the screen of the liquid crystal display 31. Further, the observer sees the virtual image display 14b formed at a position farther than the combiner 15 and the liquid crystal display 31.
  • the real image display 14a and the virtual image display 14b are visible information ("OFF" character string pattern) having substantially the same shape and size. Further, as shown in FIG. 3, the real image display 14a and the virtual image display 14b are displayed in a state where the display positions are relatively shifted by ⁇ x in the horizontal direction and ⁇ y in the vertical direction, in other words, in a state where parallax is formed. .
  • This positional deviation ( ⁇ x, ⁇ y) represents a result of controlling the position to be intentionally shifted in order to emphasize the display. That is, at least one of the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30 controls the display position or the projection direction so that the observer can recognize the displacement ( ⁇ x, ⁇ y) at the position of the viewpoint EP.
  • FIG. 4 shows a configuration example of an electric circuit of the composite display device included in the meter unit 10 shown in FIG. That is, the display of the composite display unit 14 shown in FIG. 1 is realized by the composite display device of FIG.
  • the meter unit 10 shown in FIG. 1 includes display circuits corresponding to the left display unit 11 and the central display unit 12.
  • the right display unit 13 is configured by a circuit common to the composite display device.
  • the 4 includes a virtual image projection unit 20, a real image display unit 30, and an electronic control unit ECU.
  • the virtual image projection unit 20, the real image display unit 30, and the electronic control unit ECU are connected via the on-vehicle communication network 50 so as to communicate with each other.
  • the composite display device of the present embodiment includes the electronic control unit ECU. However, if a function corresponding to the electronic control unit ECU is incorporated in at least one of the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30, the electronic control unit ECU A composite display device can also be realized without using.
  • the virtual image projection unit 20 includes a liquid crystal display (LCD) 21, a microcomputer (CPU) 22, an LCD driver 23, a motor driver 24, an electric motor 25, a read only memory (EEPROM) 26, and an illuminance sensor 27. And an input / output circuit (I / O) 28.
  • LCD liquid crystal display
  • CPU microcomputer
  • EEPROM read only memory
  • I / O input / output circuit
  • the liquid crystal display 21 has a transmissive liquid crystal display panel and can display a visible information pattern such as a character string.
  • the liquid crystal display 21 includes a backlight having a relatively large amount of light that illuminates the liquid crystal display panel from the back side.
  • the microcomputer 22 can perform various controls required for the virtual image projection unit 20 by reading and executing a program prepared in advance.
  • the microcomputer 22 includes an A / D converter 22a that converts an analog signal into a digital signal, and a CAN communication controller 22b that can perform communication control corresponding to a CAN (Controller Area Network) standard.
  • the LCD driver 23 has a function for controlling the display content and display state (the presence / absence of display, brightness, etc.) of the liquid crystal display 21 in accordance with a control signal output from the microcomputer 22.
  • the motor driver 24 has a function for controlling the driving state of the electric motor 25 in accordance with a control signal output from the microcomputer 22.
  • the electric motor 25 is connected to the movable optical system of the virtual image projection unit 20 and can change the direction of the optical axis (A1) of the light projected by the virtual image projection unit 20.
  • the read-only memory 26 is composed of an EEPROM that can rewrite data.
  • the read-only memory 26 holds in advance data such as a program to be executed by the microcomputer 22, display pattern data to be displayed on the liquid crystal display 21, and various constants to be used by the microcomputer 22.
  • the illuminance sensor 27 detects the brightness of external light on the surface of the instrument panel on which the virtual image projection unit 20 is installed.
  • the microcomputer 22 can appropriately control the brightness of the liquid crystal display 21 according to the brightness of the external light detected by the illuminance sensor 27.
  • the input / output circuit 28 is an interface for connecting the microcomputer 22 to the CAN standard on-vehicle communication network 50.
  • the microcomputer 22 can perform data communication with the electronic control unit ECU mounted on the same vehicle via the input / output circuit 28 and the on-vehicle communication network 50.
  • the real image display unit 30 includes a liquid crystal display (LCD) 31, a microcomputer (CPU) 32, interfaces (I / F) 33, 37, 41, 42, an LCD driver 34, an LCD drive power supply 35, A temperature sensor 36, a read only memory (EEPROM) 38, and a power supply circuit 39 are provided.
  • LCD liquid crystal display
  • CPU microcomputer
  • I / F interfaces
  • LCD drive power supply 35 A temperature sensor 36
  • EEPROM read only memory
  • the liquid crystal display (LCD) 31 has a liquid crystal display panel having a screen size larger than that of the liquid crystal display 21, and can display various visible information patterns such as character strings, figures, and images. Only a part of the display area of the liquid crystal display 31 is used as the composite display unit 14, and the other area is used as the right display unit 13. That is, the composite display unit 14 uses a part of the display screen area of the right display unit 13 in order to display the visible information of the real image.
  • the microcomputer (CPU) 32 can perform various controls required for the real image display unit 30 by reading and executing a program prepared in advance. Further, the microcomputer 32 has a built-in CAN communication control unit 32a capable of communication control corresponding to the CAN standard.
  • the interface 33 converts the control signal output from the microcomputer 32 into a signal voltage necessary for controlling the LCD driving power source 35 and applies the signal voltage to the LCD driving power source 35.
  • the LCD driver 34 has a function of controlling the display content and display state (the presence / absence of display, density, illumination brightness, etc.) of the liquid crystal display 31 in accordance with a control signal output from the microcomputer 32.
  • the LCD drive power supply 35 generates a DC voltage necessary for driving the liquid crystal display 31 based on the DC voltage output from the power supply circuit 39 and applies the generated DC voltage to the liquid crystal display 31.
  • the temperature sensor 36 detects the temperature of the real image display unit 30.
  • the microcomputer 32 can acquire information on the temperature detected by the temperature sensor 36 via the interface 37.
  • the read-only memory 38 is composed of an EEPROM that can rewrite data.
  • the read-only memory 38 holds in advance data such as a program to be executed by the microcomputer 32, display pattern data to be displayed on the liquid crystal display 31, and various constants to be used by the microcomputer 32.
  • the power supply circuit 39 generates a stable DC power supply voltage (for example, +5 V) necessary for each circuit of the real image display unit 30 to operate from a DC voltage (for example, +12 V) supplied from the power line (+ B) on the vehicle side. To do.
  • the power supply circuit 39 generates a reset signal and supplies it to the microcomputer 32.
  • the interface 41 converts an ignition signal (IGN) generated on the vehicle side into a voltage suitable for processing by the microcomputer 32 and applies it to the microcomputer 32.
  • IGN ignition signal
  • the interface 42 performs signal processing necessary for connecting the microcomputer 32 to the on-vehicle communication network 50 corresponding to the CAN standard.
  • the electronic control unit ECU is built in the meter unit 10 or mounted on the vehicle side, and is connected to the meter unit 10 via the on-vehicle communication network 50.
  • This electronic control unit ECU is equipped with a microcomputer (not shown) and a communication function, and can execute various controls by executing a program incorporated in advance.
  • the electronic control unit ECU determines visible information to be displayed on the right display unit 13 and the composite display unit 14 according to the state of the vehicle, and the virtual image projection unit 20 and the virtual image projection unit 20 via the on-vehicle communication network 50.
  • the real image display unit 30 is controlled.
  • FIG. Regarding basic operations, the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30 operate in the same manner. That is, the microcomputer 22 of the virtual image projection unit 20 performs control as shown in FIG. Further, the microcomputer 32 of the real image display unit 30 also performs control as shown in FIG.
  • the microcomputer 22 of the virtual image projection unit 20 monitors a signal input from the on-vehicle communication network 50 via the input / output circuit 28, and processes the signal input from the electronic control unit ECU (S01).
  • the microcomputer 22 of the virtual image projection unit 20 identifies whether or not a display control signal related to visible information to be displayed on the composite display unit 14 is input from the electronic control unit ECU (S02). When a display start instruction or display stop instruction regarding display contents designated in advance (visible information that needs to be highlighted) is input, the process proceeds from S02 to S03.
  • the microcomputer 22 of the virtual image projection unit 20 displays the visible information designated by the electronic control unit ECU as a virtual image at the designated position (S03). Pattern data such as characters of visible information to be actually displayed is read from the read-only memory 26 and acquired.
  • the display position of the visible information displayed by the virtual image projection unit 20 can be controlled by adjusting the display position on the screen of the liquid crystal display 21 and the direction of the optical axis A1.
  • the microcomputer 32 of the real image display unit 30 monitors a signal input from the on-vehicle communication network 50 via the interface 42, and processes the signal input from the electronic control unit ECU (S01).
  • the microcomputer 32 of the real image display unit 30 identifies whether or not a display control signal related to visible information to be displayed on the composite display unit 14 is input from the electronic control unit ECU (S02). When a display start instruction or display stop instruction regarding display contents designated in advance (visible information that needs to be highlighted) is input, the process proceeds from S02 to S03.
  • the microcomputer 32 of the real image display unit 30 displays the visible information designated by the electronic control unit ECU as a real image at a designated position on the screen of the liquid crystal display 31 (S03). Pattern data such as characters of visible information to be actually displayed is read from the read-only memory 38 and acquired.
  • FIG. 6 shows main operations of the electronic control unit ECU shown in FIG. The operation of the electronic control unit ECU will be described below.
  • step S11 the electronic control unit ECU monitors various events that may occur on the vehicle, for example, occurrence of a failure of each part, switch operation of the driver, etc., and grasps the current situation related to the display. To do.
  • step S12 the electronic control unit ECU identifies whether or not the current situation grasped in S11 matches a condition for highlighting a specific pattern (for example, a pattern of the character string “OFF”). If the specific pattern highlighting condition is satisfied, the process proceeds to the next S13.
  • a condition for highlighting a specific pattern for example, a pattern of the character string “OFF”.
  • step S13 the electronic control unit ECU specifies display target data according to the type of event that has occurred.
  • the display target data is, for example, a display code associated with a character string “OFF” pattern. Further, the electronic control unit ECU specifies the display position P1 of the display target data in the virtual image projection unit 20 and the display position P2 of the display target data in the real image display unit 30, respectively.
  • the display positions P1 and P2 to be specified are slightly shifted relative to each other so that the positional shifts ( ⁇ x, ⁇ y) as shown in FIG.
  • Step S14 the electronic control unit ECU transmits a display start instruction related to the display information specified in S13 to the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30, respectively. Further, the display position P1 is transmitted to the virtual image projection unit 20, and the display position P2 is transmitted to the real image display unit 30.
  • step S15 the electronic control unit ECU monitors various events that may occur on the vehicle, for example, the occurrence of a failure of each part, the switch operation of the driver, etc., and grasps the current situation related to the display. To do.
  • step S16 the electronic control unit ECU identifies whether or not the current situation grasped in S15 satisfies the highlighting end condition instructed to start display in S14. Proceed to S17.
  • step S17 the electronic control unit ECU transmits a display stop instruction to the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30 with respect to the highlight display instructed to start display in S14, and ends the highlight display.
  • the virtual image projection unit 20 performs display corresponding to, for example, the virtual image display 14 b shown in FIG. 3, and at the same time, the real image display unit 30 displays the real image display. Display corresponding to 14a is performed.
  • the driver who observes the display of the meter unit 10 at the position of the viewpoint EP can visually recognize the composite display unit 14 as shown in FIG. 3 in which the virtual image display 14b and the real image display 14a are combined.
  • the visible information in FIG. 3 is a combination of the virtual image display 14b and the real image display 14a, and the display positions of both are relatively slightly shifted ( ⁇ x, ⁇ y). Can be recognized.
  • the virtual image display 14b and the real image display 14a are combined, a three-dimensional effect and a sense of depth can be felt.
  • the electronic control unit ECU controls the display contents and the display position of the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30, but the same control is performed by the microcomputer 22 of the virtual image projection unit 20 or The real image display unit 30 may be changed as the microcomputer 32 performs. Further, the control amount corresponding to the positional deviation ( ⁇ x, ⁇ y) between the virtual image display 14b to be synthesized and the real image display 14a is stored in the read-only memories 26, 38, etc. as predetermined fixed data. You can leave it.
  • FIG. 7 shows a modification (1) of the operation shown in FIG. In the operation shown in FIG. 7, steps S13B and S14B are different from FIG.
  • step S13B of FIG. 7 the electronic control unit ECU specifies display target data, specifies display positions P1 and P2, and further specifies display sizes S1 and S2 and display luminances B1 and B2, as in S13.
  • the display size S1 corresponds to the size of visible information (pattern size of characters or the like) displayed by the virtual image projection unit 20 as the virtual image display 14b of FIG. 3, for example, and the display size S2 is a real image display as the real image display 14a. This corresponds to the size of the visible information displayed by the unit 30.
  • the display brightness B1 represents the brightness of visible information (including the brightness of illumination and display density) displayed by the virtual image projection unit 20, and the display brightness B2 represents the brightness of visible information displayed by the real image display unit 30. That is, the electronic control unit ECU can determine the size and luminance of the real image display 14a and the size and luminance of the virtual image display 14b as different parameters.
  • the electronic control unit ECU transmits a display start instruction related to the display information specified in S13B to the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30, respectively. Further, the display position P1, the display size S1, and the display luminance B1 are transmitted as parameters to the virtual image projection unit 20, and the display position P2, the display size S2, and the display luminance B2 are transmitted as parameters to the real image display unit 30. To do.
  • FIG. 8 A specific example of the appearance of the meter unit 10B in the present embodiment is shown in FIG.
  • a meter unit 10B shown in FIG. 8 is a modification of the meter unit 10 shown in FIG. 1, and includes a left display unit 11, a central display unit 12B, and a right display unit 13B. Further, a part of the right display portion 13B can be displayed by superimposing a real image and a virtual image in the same manner as the composite display portion 14 described above.
  • the central display unit 12B in FIG. 8 has an interlocking display unit 12d
  • the right display unit 13B has an interlocking display unit 13b.
  • the interlocking display unit 12d and the interlocking display unit 13b arranged at positions separated from each other are used to display the same situation or a situation highly related to each other.
  • the display content of the central display unit 12B is displayed as a virtual image by light projected on the combiner 15 by a device (not shown) having the same configuration as the virtual image projection unit 20 shown in FIG.
  • the display content of the right display unit 13B is displayed as a real image by the liquid crystal display 31 shown in FIG. 2, but the position of the interlocking display unit 13b is displayed as both a real image and a virtual image as in the above-described composite display unit 14. It is possible.
  • the composite display device of this embodiment includes a virtual image projection unit 20, a real image display unit 30, and an electronic control unit ECU. Further, the virtual image projection unit 20 of the present embodiment can control the entire virtual image display of the central display unit 12B and the virtual image display of the interlocking display unit 13b, and the real image display unit 30 includes a right display unit including the interlocking display unit 13b. The real image display of 13B can be controlled.
  • FIG. 9 shows a modification (2) of the operation shown in FIG. That is, also in this embodiment, the electronic control unit ECU shown in FIG. 4 controls the virtual image display of the virtual image projection unit 20 and the real image display of the real image display unit 30 by performing the operation shown in FIG. In the operation shown in FIG. 9, steps S13C and S14C are different from those in FIG.
  • step S13C of FIG. 9 the electronic control unit ECU specifies display target data according to the type of event that has occurred.
  • the display target data represents segments to be displayed, such as the interlocking display unit 12d and the interlocking display unit 13b illustrated in FIG.
  • the electronic control unit ECU controls the virtual image display position P1 and the interlocking display unit of the interlocking display unit 12d of the virtual image projection unit 20.
  • the virtual image display position P2 of 13b and the real image display position P3 of the interlocking display unit 13b of the real image display unit 30 are specified.
  • the display positions P2 and P3 to be specified are slightly shifted relative to each other so that the positional shifts ( ⁇ x, ⁇ y) shown in FIG.
  • step S14C of FIG. 9 the electronic control unit ECU transmits a display start instruction related to the display information specified in S13B to the virtual image projection unit 20 and the real image display unit 30, respectively. Further, the display positions P1 and P2 are transmitted to the virtual image projection unit 20, and the display position P3 is transmitted to the real image display unit 30. In addition, when controlling the interlocking display unit 12d and the interlocking display unit 13b respectively disposed at two locations, an instruction indicating that these are interlocked and displayed simultaneously is transmitted.
  • the display of the interlocking display unit 13b associated with the interlocking display unit 12d in advance can be started at the same time.
  • the display of the interlocking display unit 12d associated with the interlocking display unit 13b in advance can be started simultaneously.
  • the effect of highlighting is obtained by such display control. For example, even when the driver's line of sight is directed in a direction deviated from the right display unit 13B, if the line of sight is in a direction in which the interlocking display unit 12d of the central display unit 12B can be seen, the display of the interlocking display unit 12d is displayed. Since it can visually recognize, it can also notice the display of the interlocking display part 13b. Further, even when the driver's line of sight is in a direction deviating from the central display unit 12B, if the line of sight is in a direction in which the interlocking display unit 13b of the right display unit 13B can be seen, the display of the interlocking display unit 13b is displayed. Since it can be visually recognized, the display of the interlocking display part 12d can also be noticed. For this reason, good visibility is obtained.
  • the interlocking display part 12d and the interlocking display part 13b when displaying the interlocking display part 12d and the interlocking display part 13b, you may use display forms, such as blinking, for example.
  • the interlocking display unit 12d and the interlocking display unit 13b are each configured by a plurality of independent segments, the position of the segment to be displayed is sequentially switched according to the arrangement order of the plurality of segments, and the display position is changed from right to left. It may be displayed so as to move toward or in the opposite direction.
  • the composite display device shown in FIG. 1 to FIG. 4 projects an optical combiner (15) that reflects and transmits light and an image including arbitrary display information toward the surface of the optical combiner to form a virtual image.
  • the image (14a) is displaced relative to the direction perpendicular to the observer's line of sight (A2), and parallax ( ⁇ x between the first display image and the second display image is obtained.
  • ⁇ y a composite display control unit
  • CU composite display control unit
  • the composite display control unit (ECU) further forms a difference in display pattern size (S1, S2) between the first display image and the second display image as shown in FIG. S13B, S14B).
  • the composite display control unit (ECU) further forms a difference in display luminance (B1, B2) between the first display image and the second display image as shown in FIG. 7 (S13B). S14B).
  • the composite display device shown in FIGS. 8 and 9 is further provided with a third display unit (positioned at a position different from the first display unit (14) and the second display unit (13)). 12), and when the composite display control unit (ECU) displays an image (interlocking display unit 13b) on at least one of the first display unit and the second display unit, a display associated with the corresponding image.
  • Information linked display portion 12d can be displayed on the third display portion (S13C, S14C).
  • the composite display device of the present invention it is possible to express a state in which specific or arbitrary display information is particularly emphasized or a rendered state by display.
  • the present invention that exhibits this effect is useful in the field of vehicle display devices that can be used as displays for instrument panels and the like in vehicles.

Abstract

　光学コンバイナと、任意の表示情報を含む像を、前記光学コンバイナの表面に向けて投射して虚像を表示する第１表示部（２０）と、前記光学コンバイナの背面側の位置に配置され実像を表示する第２表示部（３０）と、複合表示制御部（ＥＣＵ）とを備える。

Description

複合表示装置
　本発明は、複数の表示部で構成される複合表示装置に関し、例えば車両における計器板などの表示として利用可能な車両用表示装置に関する。
　例えば車両においては、運転に必要な情報や車両の状態を表す情報を運転者に提供するために、様々な計器類を組み込んだメータユニットが運転席前方の計器板の箇所に装備されている。このようなメータユニットなどの表示装置に関しては、視認性の向上などを目的として従来より様々な技術が開発されている。
　例えば、視認性の良いヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）も既に実用化されている。一般的に、ヘッドアップディスプレイは、表示する光の像を光投射装置からコンバイナの表面に向けて投射する。運転者は、コンバイナの表面で反射した像を見ることができる。すなわち、運転者から見えるディスプレイの表示内容は、コンバイナよりも前方の実際には存在しない位置に虚像として結像する。また、コンバイナは部分的に光を透過するので、運転者は虚像の表示内容と重なった状態で、実際に存在する車外の風景などの像も見ることができる。
　複数の表示部で構成される複合表示装置に関しては、特許文献１～特許文献３に開示された技術が知られている。
　特許文献１はゲーム機に関する表示技術を開示している。具体的には、ＣＲＴ等の表示装置１上に表示された可動情報をホログラムコンバイナー４によって反射回折し遠方に拡大投影した像５が結像される。観察者は、その像５と、ホログラムコンバイナー４の背後に配置された可動的又は固定的な表示体６とが合成された表示を見ることができる。つまり、特許文献１のゲーム機は、虚像として表示される遠方に拡大投影された像５と、表示体６の像とを合成した状態で表示することができる。遠方に拡大投影された像５は、ゲームの背景に相当し、表示体６の像はゲームの内容に相当する。
　特許文献２は、個人個人の眼間距離に対応し、回折光を左右それぞれの目で確実に見ることができる画像表示装置について開示している。具体的には、左右独立した画像表示装置１Ｒ、１Ｌからホログラムコンバイナに光画像を投光し、ホログラムコンバイナ３により収束された映像を観察者４の網膜に直接投影することによって、観察者４に観察させる技術である。
　特許文献３は、左右の目に映る像の間に視差を与えるヘッドアップディスプレイについて開示している。具体的には、右目用シンボルと左目用シンボルとを時分割で交互に出力する。また、左右の目に入射する光を交互に遮蔽するライトバルブを設けている。
日本国特開平６－２７３６９０号公報 日本国特開２０００－２１４４０８号公報 日本国実開昭６３－９６５２４号公報
　例えばメータユニットなどの車両用の表示装置においては、視認性を良くすることが望まれている。また、高級感の演出のために見栄えの良い表示も重要である。例えば、異常の発生を報知したり、各種装置の動作状態の変化を明示するような場合には、表示の変化を運転者が直ちに認識できるように特別に強調した状態で表示することも有効であると考えられる。
　しかしながら、実像を表示する一般的なディスプレイの場合には、平面的な表示だけしかできない。従って、表示を強調するための手段の選択肢が少なく、明るさや表示色の調整だけしか利用できない。また、ヘッドアップディスプレイの場合には、奥行き感のある表示が可能であるが、虚像を利用しているので、特定の表示情報について特別に強調した状態や、演出した状態を表現することは難しい。特許文献１～特許文献３の従来技術についても同様である。
　また、車両の運転者は運転の際に注目する位置を頻繁に変更し、様々な箇所を見ることになる。従って、例えばメータユニットなどの表示装置が故障の警告などの情報を表示した場合でも、運転者が該当する箇所と違う場所を見ているときには、表示に気づかない可能性が高い。従って、運転者の視線からずれた位置の表示であってもこれに気がつきやすくすることも重要である。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の表示情報について特別に強調した状態や、演出した状態を表現することが可能な複合表示装置を提供することにある。
　前述した目的を達成するために、本発明に係る複合表示装置は、下記（１）～（４）を特徴としている。
（１）　光を反射および透過する光学コンバイナと、
　任意の表示情報を含む像を、前記光学コンバイナの表面に向けて投射して虚像を表示する第１表示部と、
　前記光学コンバイナの背面側の位置に配置され、実像を表示する第２表示部と、
　前記第１表示部および前記第２表示部に、表示情報として互いに同一もしくは形状が類似したパターンを同時に与えると共に、前記第１表示部により虚像として形成される第１表示像と、前記第２表示部により実像として形成される第２表示像とに、観察者の視線の軸と直交する方向に対して相対的に位置の変位を与えて、前記第１表示像と第２表示像との間に視差を形成する複合表示制御部と
　を備えること。
（２）　上記（１）に記載の複合表示装置であって、
　前記複合表示制御部は、さらに、前記第１表示像と第２表示像とに、表示パターンサイズの違いを形成すること。
（３）　上記（１）に記載の複合表示装置であって、
　前記複合表示制御部は、さらに、前記第１表示像と第２表示像とに、表示輝度の違いを形成すること。
（４）　上記（１）に記載の複合表示装置であって、
　更に、前記第１表示部および前記第２表示部とは異なる位置に配置された第３表示部を備え、
　前記複合表示制御部は、前記第１表示部および前記第２表示部の少なくとも一方に像を表示するときに、該当する像と関連する表示情報を前記第３表示部に表示すること。
　上記（１）の構成の複合表示装置によれば、虚像として形成される前記第１表示像と、実像として形成される前記第２表示像との合成により１つのパターンを表示することができる。また、前記第１表示像を表示する位置と、前記第２表示像を表示する位置との間にずれが生じるため、観察者の視覚に対して立体的な強調感を与えることができる。また、合成により表示されるパターンは、虚像と実像との組み合わせであるので、より効果的に強調感を演出することができる。
　上記（２）の構成の複合表示装置によれば、互いにサイズの異なる状態で前記第１表示像と第２表示像とを表示しこれらを合成するので、より効果的に立体感を演出することが可能になる。
　上記（３）の構成の複合表示装置によれば、互いに表示輝度の異なる状態で前記第１表示像と第２表示像とを表示しこれらを合成するので、より効果的に立体感を演出することが可能になる。
　上記（４）の構成の複合表示装置によれば、互いに関連のある表示情報を複数の箇所でほぼ同時に表示することが可能になる。従って、例えば、観察者（運転者等）が前記第１表示部又は第２表示部の箇所と異なる場所に注目している場合であっても、前記第３表示部が見える場所に視線が向いている時には、前記第３表示部の表示の認識により、前記第１表示部および前記第２表示部の表示にも気づくことになるので、視認性が向上する。また、表示の強調や演出の効果も得られる。
　本発明の複合表示装置によれば、特定のあるいは任意の表示情報について特別に強調した状態や、演出した状態を表示により表現することが可能になる。
　以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図１は、メータユニットの外観の具体例を示す正面図である。 図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線から見た断面構造を表す縦断面図である。 図３は、図１に示したメータユニットの複合表示部の表示内容を拡大して示す正面図である。 図４は、図１に示したメータユニットに含まれる複合表示装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。 図５は、虚像投射部および実像表示部の主要な動作を表すフローチャートである。 図６は、図４に示した電子制御ユニットの主要な動作を表すフローチャートである。 図７は、図６に示した動作の変形例（１）を示すフローチャートである。 図８は、メータユニットの外観に関する変形例を示す正面図である。 図９は、図６に示した動作の変形例（２）を示すフローチャートである。
　本発明の複合表示装置に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
＜第１実施形態＞
　＜装置の外観＞
　メータユニット１０の外観の具体例を図１に示す。このメータユニット１０は、車載装置として自動車などの車両に搭載される。すなわち、車両の運転に必要な情報を表示して運転者に情報を伝達するために、メータユニット１０は車両の運転席の前方にある計器板の箇所に設置される。
　図１に示したメータユニット１０は、大きく分けて４つの表示部で構成されている。すなわち、左側表示部１１、中央表示部１２、右側表示部１３、および複合表示部１４がメータユニット１０に備わっている。また、メータユニット１０の前面（表示箇所よりも運転者に近い位置）にコンバイナ１５が設置してある。コンバイナ１５は光学部材であり、光の反射および透過の組み合わせにより複数の光の像を合成することができる。
　左側表示部１１は、メータユニット１０の左端側に配置されており、代表例として図１に示すように警告表示部１１ａを有している。この警告表示部１１ａが表示する可視情報は実像である。すなわち、左側表示部１１の表示器に表示された可視情報を運転者が直接視認することができる。
　中央表示部１２は、メータユニット１０の中央部に配置されている。図１に示した中央表示部１２は、水温表示部１２ａ、車速表示部１２ｂ、および燃料表示部１２ｃを備えている。水温表示部１２ａは、車両の冷却水の温度をバーグラフとして表示するために利用される。車速表示部１２ｂは、車両の現在の走行速度（ｋｍ／ｈ）を数値で表示するために利用される。燃料表示部１２ｃは、車両の燃料残量をバーグラフとして表示するために利用される。
　中央表示部１２の水温表示部１２ａ、車速表示部１２ｂ、および燃料表示部１２ｃの各々の表示は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が表示する虚像として表示される。すなわち、コンバイナ１５に投影され、コンバイナ１５の表面で反射した像を運転者が視認することになる。
　右側表示部１３は、メータユニット１０の右端側に配置されており、代表例として図１に示すように方向表示部１３ａを有している。この方向表示部１３ａが表示する可視情報は実像である。すなわち、右側表示部１３の表示器に表示された可視情報を運転者が直接視認することができる。
　複合表示部１４は、右側表示部１３の内側に配置され、右側表示部１３よりも小さい領域として形成されている。また、複合表示部１４は一部分の表示範囲が右側表示部１３の表示範囲と重複している。複合表示部１４は、表示する可視情報として、実像と虚像とを合成した像を運転者に視認させることができる。すなわち、複合表示部１４は、虚像を表示するヘッドアップディスプレイと、実像を表示する表示器とが組み合わされて構成されている。複合表示部１４に実像を表示するための表示器は、右側表示部１３が兼ねている。
　＜複合表示部１４の機構部の構成＞
　図１におけるＩＩ－ＩＩ線から見た複合表示部１４の断面構造を図２に示す。図２に示すように、複合表示部１４には虚像投射部２０、実像表示部３０、およびコンバイナ１５が設けてある。実像表示部３０は、右側表示部１３と共通の部品であり、液晶表示器３１を有している。液晶表示器３１の表面にある画面には、様々な可視情報を実像として表示することができる。
　虚像投射部２０は、図２に示すように、一部分が露出した状態で、車両のインストルメントパネル５５の内側に埋め込まれている。この虚像投射部２０は、様々な可視情報を表示することが可能な液晶表示器２１を有している。また、液晶表示器２１は光透過型表示器であり、背面側にバックライトを備えている。すなわち、バックライトにより液晶表示器２１に表示される可視情報を背面側から照明することにより、可視情報の光像を図２に示す光軸Ａ１に沿ってコンバイナ１５に向けて投射することができる。
　コンバイナ１５は、光軸Ａ１に沿って表面１５ａに入射した光を運転者の視点ＥＰの方向に反射することができる。また、コンバイナ１５は、背面１５ｂ側から入射した光を、そのまま透過する。従って、運転者が視点ＥＰから視線Ａ２の方向を見て複合表示部１４を観察する場合には、液晶表示器３１の画面に表示されコンバイナ１５を透過して視点ＥＰに入射する実像の可視情報と、コンバイナ１５の表面１５ａで反射して視点ＥＰに入射する虚像の可視情報とを重ね合わせた状態で同時に視認することができる。
　なお、本実施形態ではコンバイナ１５の表面における光の１回の反射だけで虚像を形成する場合を想定しているが、虚像投射部２０の内部に所定の光学ミラーを配置し、複数回反射した光を用いて虚像を形成しても良い。
　＜複合表示部１４の表示内容の具体例＞
　図１に示したメータユニット１０の複合表示部１４の表示内容の具体例を図３に示す。図３に示した例では、可視情報として「ＯＦＦ」の文字列を複合表示部１４が表示する場合を想定している。この場合、液晶表示器２１および３１のそれぞれが可視情報として「ＯＦＦ」の文字列を表示する。
　液晶表示器３１が表示した可視情報は、図３に示した実像表示１４ａとして、視点ＥＰにおける観察者の目に映る。また、液晶表示器２１が表示した可視情報は、図３に示した虚像表示１４ｂとして視点ＥＰにおける観察者の目に映る。
　つまり、視点ＥＰの位置の観察者は、図３に示すように実像表示１４ａと虚像表示１４ｂとを重ね合わせた状態で視認することができる。このとき、観察者は、液晶表示器３１の画面上に実像表示１４ａが見える。また、観察者は、コンバイナ１５および液晶表示器３１よりも遠方の位置に虚像表示１４ｂが結像して見える。
　図３に示した例では、実像表示１４ａと虚像表示１４ｂとが実質的に同一形状、同一サイズの可視情報（「ＯＦＦ」の文字列パターン）である。また、図３に示すように、実像表示１４ａと虚像表示１４ｂとが横方向にΔｘ、縦方向にΔｙだけ表示位置が相対的にずれて、言い換えれば視差が形成された状態で表示されている。この位置ずれ（Δｘ、Δｙ）については、表示を強調するために故意に位置をずらすように制御した結果を表している。つまり、視点ＥＰの位置で観察者が位置ずれ（Δｘ、Δｙ）を認識できるように、虚像投射部２０および実像表示部３０の少なくとも一方が表示位置もしくは投影方向を制御する。
　＜電気回路の構成＞
　図１に示したメータユニット１０に含まれる複合表示装置の電気回路の構成例を図４に示す。すなわち、図１に示した複合表示部１４の表示が、図４の複合表示装置により実現される。また、図４に示した複合表示装置の他に、図１に示したメータユニット１０には、左側表示部１１および中央表示部１２に対応する表示回路も含まれている。右側表示部１３については、複合表示装置と共通の回路により構成されている。
　図４に示した複合表示装置は、虚像投射部２０、実像表示部３０、および電子制御ユニットＥＣＵを備えている。また、車上通信網５０を介して虚像投射部２０、実像表示部３０、および電子制御ユニットＥＣＵは互いに通信可能な状態で接続されている。
　なお、本実施形態の複合表示装置は電子制御ユニットＥＣＵを含んでいるが、電子制御ユニットＥＣＵに相当する機能を虚像投射部２０および実像表示部３０の少なくとも一方に内蔵すれば、電子制御ユニットＥＣＵを用いることなく複合表示装置を実現することもできる。
　＜虚像投射部２０の構成＞
　図４に示すように、虚像投射部２０は液晶表示器（ＬＣＤ）２１、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２２、ＬＣＤドライバ２３、モータドライバ２４、電気モータ２５、読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２６、照度センサ２７、および入出力回路（Ｉ／Ｏ）２８を備えている。
　液晶表示器２１は、透過型の液晶表示パネルを有しており、文字列などの可視情報パターンを表示することができる。また、液晶表示器２１はこの液晶表示パネルを背面側から照明する比較的光量の大きいバックライトを備えている。
　マイクロコンピュータ２２は、予め用意されているプログラムを読み込んで実行することにより、虚像投射部２０に必要とされる様々な制御を行うことができる。また、マイクロコンピュータ２２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２２ａと、ＣＡＮ（Controller Area Network）規格に対応した通信制御が可能なＣＡＮ通信制御部２２ｂを内蔵している。
　ＬＣＤドライバ２３は、マイクロコンピュータ２２が出力する制御信号に従って、液晶表示器２１の表示内容および表示状態（表示の有無、明るさ等）を制御するための機能を有している。
　モータドライバ２４は、マイクロコンピュータ２２が出力する制御信号に従って、電気モータ２５の駆動状態を制御するための機能を有している。電気モータ２５は、虚像投射部２０の可動光学系に連結されており、虚像投射部２０が投射する光の光軸（Ａ１）の向きを変更することができる。
　読み出し専用メモリ２６は、データの書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭで構成されている。読み出し専用メモリ２６は、マイクロコンピュータ２２が実行すべきプログラム、液晶表示器２１に表示する表示パターンのデータ、マイクロコンピュータ２２が利用する各種定数などのデータを予め保持している。
　照度センサ２７は、虚像投射部２０が設置されたインストルメントパネルの表面における外来光の明るさを検出する。マイクロコンピュータ２２は、照度センサ２７が検出した外来光の明るさに応じて、液晶表示器２１の明るさを適切に制御することができる。
　入出力回路２８は、マイクロコンピュータ２２をＣＡＮ規格の車上通信網５０に接続するためのインタフェースである。マイクロコンピュータ２２は、入出力回路２８および車上通信網５０を経由して、同じ車両上に搭載されている電子制御ユニットＥＣＵとの間でデータ通信を行うことができる。
　＜実像表示部３０の構成＞
　図４に示すように、実像表示部３０は液晶表示器（ＬＣＤ）３１、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３３、３７、４１、４２、ＬＣＤドライバ３４、ＬＣＤ駆動電源３５、温度センサ３６、読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３８、および電源回路３９を備えている。
　液晶表示器（ＬＣＤ）３１は、液晶表示器２１よりも画面サイズが大きい液晶表示パネルを有しており、文字列、図形、画像などの様々な可視情報パターンを表示することができる。液晶表示器３１の表示領域は、一部分のみが複合表示部１４として利用され、それ以外の領域は右側表示部１３として利用される。つまり、複合表示部１４は、実像の可視情報を表示するために、右側表示部１３の表示画面の領域の一部分を利用している。
　マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３２は、予め用意されているプログラムを読み込んで実行することにより、実像表示部３０に必要とされる様々な制御を行うことができる。また、マイクロコンピュータ３２は、ＣＡＮ規格に対応した通信制御が可能なＣＡＮ通信制御部３２ａを内蔵している。
　インタフェース３３は、マイクロコンピュータ３２が出力する制御信号を、ＬＣＤ駆動電源３５の制御に必要な信号電圧に変換してＬＣＤ駆動電源３５に印加する。
　ＬＣＤドライバ３４は、マイクロコンピュータ３２が出力する制御信号に従って、液晶表示器３１の表示内容および表示状態（表示の有無、濃度、照明の明るさ等）を制御する機能を有している。ＬＣＤ駆動電源３５は、電源回路３９から出力される直流電圧に基づいて、液晶表示器３１の駆動に必要な直流電圧を生成し、生成した直流電圧を液晶表示器３１に印加する。
　温度センサ３６は、実像表示部３０の温度を検出する。マイクロコンピュータ３２は、インタフェース３７を介して、温度センサ３６の検出した温度の情報を取得することができる。
　読み出し専用メモリ３８は、データの書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭで構成されている。読み出し専用メモリ３８は、マイクロコンピュータ３２が実行すべきプログラム、液晶表示器３１に表示する表示パターンのデータ、マイクロコンピュータ３２が利用する各種定数などのデータを予め保持している。
　電源回路３９は、車両側の電源ライン（＋Ｂ）から供給される直流電圧（例えば＋１２Ｖ）から、実像表示部３０の各回路が動作するために必要な安定した直流電源電圧（例えば＋５Ｖ）を生成する。また、電源回路３９はリセット信号を生成しマイクロコンピュータ３２に供給する。
　インタフェース４１は、車両側で生成されるイグニッション信号（ＩＧＮ）をマイクロコンピュータ３２が処理するのに適した電圧に変換してマイクロコンピュータ３２に印加する。
　インタフェース４２は、マイクロコンピュータ３２をＣＡＮ規格に対応した車上通信網５０と接続するために必要な信号処理を行う。
　＜電子制御ユニットＥＣＵの構成＞
　電子制御ユニットＥＣＵは、メータユニット１０に内蔵され、もしくは車両側に搭載され、車上通信網５０を介してメータユニット１０と接続される。この電子制御ユニットＥＣＵは、図示しないマイクロコンピュータおよび通信機能を搭載し、予め組み込まれたプログラムを実行することにより、様々な制御を実現することができる。
　本実施形態においては、電子制御ユニットＥＣＵは、車両の状況に応じて右側表示部１３および複合表示部１４に表示すべき可視情報を決定し、車上通信網５０を介して虚像投射部２０および実像表示部３０を制御する。
　＜複合表示装置の動作＞
　＜虚像投射部２０および実像表示部３０の基本的な動作＞
　虚像投射部２０および実像表示部３０の主要な動作を図５に示す。基本的な動作に関しては、虚像投射部２０と実像表示部３０とが互いに同じように動作する。つまり、虚像投射部２０のマイクロコンピュータ２２が図５に示すような制御を実施する。また、実像表示部３０のマイクロコンピュータ３２も図５に示すような制御を実施する。
　　＜虚像投射部２０の動作＞
　虚像投射部２０のマイクロコンピュータ２２は、車上通信網５０から入出力回路２８を経由して入力される信号を監視して、電子制御ユニットＥＣＵから入力された信号を処理する（Ｓ０１）。
　虚像投射部２０のマイクロコンピュータ２２は、複合表示部１４に表示すべき可視情報に関する表示制御の信号が電子制御ユニットＥＣＵから入力されたか否かを識別する（Ｓ０２）。予め指定された表示内容（強調表示が必要な可視情報）に関する表示開始又は表示停止の指示が入力された場合には、Ｓ０２からＳ０３に進む。
　虚像投射部２０のマイクロコンピュータ２２は、電子制御ユニットＥＣＵによって指定された可視情報を、指定された位置に虚像として表示する（Ｓ０３）。実際に表示する可視情報の文字等のパターンデータについては、読み出し専用メモリ２６から読み出して取得する。
　虚像投射部２０が表示する可視情報の表示位置については、液晶表示器２１の画面上の表示位置や、光軸Ａ１の向きを調整することにより制御することができる。
　　＜実像表示部３０の動作＞
　実像表示部３０のマイクロコンピュータ３２は、車上通信網５０からインタフェース４２を経由して入力される信号を監視して、電子制御ユニットＥＣＵから入力された信号を処理する（Ｓ０１）。
　実像表示部３０のマイクロコンピュータ３２は、複合表示部１４に表示すべき可視情報に関する表示制御の信号が電子制御ユニットＥＣＵから入力されたか否かを識別する（Ｓ０２）。予め指定された表示内容（強調表示が必要な可視情報）に関する表示開始又は表示停止の指示が入力された場合には、Ｓ０２からＳ０３に進む。
　実像表示部３０のマイクロコンピュータ３２は、電子制御ユニットＥＣＵによって指定された可視情報を、液晶表示器３１の画面上の指定された位置に実像として表示する（Ｓ０３）。実際に表示する可視情報の文字等のパターンデータについては、読み出し専用メモリ３８から読み出して取得する。
　＜電子制御ユニットＥＣＵの動作＞
　図４に示した電子制御ユニットＥＣＵの主要な動作を図６に示す。電子制御ユニットＥＣＵの動作について以下に説明する。
　ステップＳ１１では、電子制御ユニットＥＣＵは、車両上で発生する可能性のある様々なイベント、例えば各部の故障の発生、運転者のスイッチ操作などを監視して表示と関係のある現在の状況を把握する。
　ステップＳ１２では、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１１で把握した現在の状況が、特定パターン（例えば文字列「ＯＦＦ」のパターン）を強調表示すべき条件と一致するか否かを識別する。特定パターン強調表示の条件を満たす場合は次のＳ１３に進む。
　ステップＳ１３では、電子制御ユニットＥＣＵは、発生したイベントの種類に従って、表示対象データを特定する。表示対象データとは、例えば文字列「ＯＦＦ」のパターンに対応付けられた表示コードである。また、電子制御ユニットＥＣＵは、虚像投射部２０における表示対象データの表示位置Ｐ１と、実像表示部３０における表示対象データの表示位置Ｐ２とをそれぞれ特定する。
　ここで、特定する表示位置Ｐ１、Ｐ２については、例えば図３に示したような位置ずれ（Δｘ、Δｙ）が故意に生じるように少しだけ相対的に位置をずらす。
　ステップＳ１４では、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１３で特定した表示情報に関する表示開始指示を、虚像投射部２０および実像表示部３０に対してそれぞれ送信する。また、虚像投射部２０に対しては表示位置Ｐ１を送信し、実像表示部３０に対しては表示位置Ｐ２を送信する。
　ステップＳ１５では、電子制御ユニットＥＣＵは、車両上で発生する可能性のある様々なイベント、例えば各部の故障の発生、運転者のスイッチ操作などを監視して表示と関係のある現在の状況を把握する。
　ステップＳ１６では、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１５で把握した現在の状況が、Ｓ１４で表示開始を指示した強調表示の終了条件を満たすか否かを識別し、強調表示の終了条件を満たす場合は次のＳ１７に進む。
　ステップＳ１７では、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１４で表示開始を指示した強調表示に関し、表示停止指示を虚像投射部２０および実像表示部３０に送信し、強調表示を終了する。
　電子制御ユニットＥＣＵが図６に示す制御を実施することにより、虚像投射部２０は、例えば図３に示した虚像表示１４ｂに相当する表示を実施し、これと同時に実像表示部３０は、実像表示１４ａに相当する表示を実施する。
　従って、視点ＥＰの位置でメータユニット１０の表示を観察する運転者は、複合表示部１４について、虚像表示１４ｂと実像表示１４ａとを合成した図３のような可視情報を視認することができる。図３の可視情報については、虚像表示１４ｂと実像表示１４ａとの合成であり、しかも両者の表示位置が少しだけ相対的にずれている（Δｘ、Δｙ）ので、運転者はこれを強調表示として認識することができる。また、虚像表示１４ｂと実像表示１４ａとの合成であるため、立体感や奥行き感を感じることもできる。
　なお、本実施形態では虚像投射部２０および実像表示部３０の表示内容および表示位置を電子制御ユニットＥＣＵが制御する場合を想定しているが、同様の制御を虚像投射部２０のマイクロコンピュータ２２又は実像表示部３０のマイクロコンピュータ３２が行うように変更しても良い。また、合成表示する虚像表示１４ｂと実像表示１４ａとの間の位置ずれ（Δｘ、Δｙ）に相当する制御量に関しては、事前に定めた固定データとして、読み出し専用メモリ２６、３８等に格納しておいても良い。
　＜変形例の説明＞
　図６に示した動作の変形例（１）を図７に示す。図７に示した動作においては、ステップＳ１３Ｂ、Ｓ１４Ｂが図６と異なっている。
　図７のステップＳ１３Ｂでは、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１３と同様に表示対象データを特定し、表示位置Ｐ１、Ｐ２を特定し、更に表示サイズＳ１、Ｓ２および表示輝度Ｂ１、Ｂ２を特定する。
　ここで、表示サイズＳ１は、例えば図３の虚像表示１４ｂとして虚像投射部２０が表示する可視情報の大きさ（文字等のパターンサイズ）に相当し、表示サイズＳ２は、実像表示１４ａとして実像表示部３０が表示する可視情報の大きさに相当する。また、表示輝度Ｂ１は虚像投射部２０が表示する可視情報の輝度（照明の明るさや表示の濃度も含む）を表し、表示輝度Ｂ２は実像表示部３０が表示する可視情報の輝度を表す。つまり、電子制御ユニットＥＣＵは、実像表示１４ａのサイズおよび輝度と、虚像表示１４ｂのサイズおよび輝度とをそれぞれ異なるパラメータに決定することができる。
　図７のステップＳ１４Ｂでは、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１３Ｂで特定した表示情報に関する表示開始指示を、虚像投射部２０および実像表示部３０に対してそれぞれ送信する。また、虚像投射部２０に対しては表示位置Ｐ１、表示サイズＳ１、表示輝度Ｂ１をパラメータとして送信し、実像表示部３０に対しては表示位置Ｐ２、表示サイズＳ２、表示輝度Ｂ２をパラメータとして送信する。
　従って、この変形例においては、図３に示した表示例のように、合成表示する実像表示１４ａと虚像表示１４ｂとの位置をずらすだけでなく、両者のパターンサイズや表示輝度にも相対的な違いを与えることができる。これにより、複合表示部１４の強調表示の効果を更に高めたり、見栄えが良くなるような演出を行うことも可能になる。
＜第２実施形態＞
　＜外観の説明＞
　本実施形態におけるメータユニット１０Ｂの外観の具体例を図８に示す。図８に示すメータユニット１０Ｂは、図１に示したメータユニット１０の変形例であり、左側表示部１１、中央表示部１２Ｂ、および右側表示部１３Ｂを備えている。また、右側表示部１３Ｂの一部分については、前述の複合表示部１４と同様に実像と虚像とを重ね合わせて表示することもできる。
　また、図８の中央表示部１２Ｂは連動表示部１２ｄを有しており、右側表示部１３Ｂは連動表示部１３ｂを有している。本実施形態では、互いに離れた位置に配置されている連動表示部１２ｄと連動表示部１３ｂとが、同一の状況、又は互いに関連性の大きい状況を表示するために利用される。
　中央表示部１２Ｂの表示内容は、図２に示した虚像投射部２０と同様の構成の装置（図示せず）がコンバイナ１５に投射する光により虚像として表示される。右側表示部１３Ｂの表示内容は図２に示した液晶表示器３１により実像として表示されるが、連動表示部１３ｂの箇所は、前述の複合表示部１４と同様に実像と虚像の両方で表示することが可能である。
　＜電気回路の構成＞
　本実施形態の複合表示装置は、図４に示した構成と同様に、虚像投射部２０、実像表示部３０、および電子制御ユニットＥＣＵを備えている。また、本実施形態の虚像投射部２０は、中央表示部１２Ｂの全体の虚像表示および連動表示部１３ｂの虚像表示を制御することができ、実像表示部３０は連動表示部１３ｂを含む右側表示部１３Ｂの実像表示を制御することができる。
　＜複合表示装置の動作＞
　図６に示した動作の変形例（２）を図９に示す。すなわち、本実施形態においても、図４に示した電子制御ユニットＥＣＵが図９に示す動作を行うことにより、虚像投射部２０の虚像表示と、実像表示部３０の実像表示とをそれぞれ制御する。図９に示した動作においては、ステップＳ１３Ｃ、Ｓ１４Ｃが図６と異なっている。
　図９のステップＳ１３Ｃでは、電子制御ユニットＥＣＵは、発生したイベントの種類に従って、表示対象データを特定する。表示対象データは、例えば図８に示した連動表示部１２ｄおよび連動表示部１３ｂのように、表示対象のセグメント等を表す。
　また、２カ所にそれぞれ配置された連動表示部１２ｄおよび連動表示部１３ｂを制御する場合には、電子制御ユニットＥＣＵは、虚像投射部２０の連動表示部１２ｄの虚像の表示位置Ｐ１および連動表示部１３ｂの虚像の表示位置Ｐ２と、実像表示部３０の連動表示部１３ｂの実像の表示位置Ｐ３とをそれぞれ特定する。ここで、特定する表示位置Ｐ２、Ｐ３については、例えば図３に示したような位置ずれ（Δｘ、Δｙ）が故意に生じるように少しだけ相対的に位置をずらす。
　図９のステップＳ１４Ｃでは、電子制御ユニットＥＣＵは、Ｓ１３Ｂで特定した表示情報に関する表示開始指示を、虚像投射部２０および実像表示部３０に対してそれぞれ送信する。また、虚像投射部２０に対しては表示位置Ｐ１、Ｐ２を送信し、実像表示部３０に対しては表示位置Ｐ３を送信する。また、２カ所にそれぞれ配置された連動表示部１２ｄおよび連動表示部１３ｂを制御する場合には、これらを連動させて同時に表示することを表す指示を送信する。
　従って、図８に示した連動表示部１２ｄを表示する条件が成立した場合には、予め連動表示部１２ｄと関連付けられた連動表示部１３ｂについても同時に表示を開始することができる。逆に、連動表示部１３ｂを表示する条件が成立した場合には、予め連動表示部１３ｂと関連付けられた連動表示部１２ｄについても同時に表示を開始することができる。
　このような表示制御により強調表示の効果が得られる。例えば、運転者の視線が右側表示部１３Ｂからずれた方向を向いている場合であっても、視線が中央表示部１２Ｂの連動表示部１２ｄが見える方向にあれば、連動表示部１２ｄの表示を視認できるので、連動表示部１３ｂの表示にも気づくことができる。また、運転者の視線が中央表示部１２Ｂからずれた方向を向いている場合であっても、視線が右側表示部１３Ｂの連動表示部１３ｂが見える方向にあれば、連動表示部１３ｂの表示を視認できるので、連動表示部１２ｄの表示にも気づくことができる。このため良好な視認性が得られる。
　なお、連動表示部１２ｄおよび連動表示部１３ｂを表示する際には、例えば点滅などの表示形態を用いても良い。また、連動表示部１２ｄおよび連動表示部１３ｂがそれぞれ独立した複数セグメントで構成されるような場合には、複数セグメントの並び順に従って、表示するセグメントの位置を順次に切り替え、表示位置が右から左に向かって又はその反対方向に移動するように表示しても良い。
＜補足説明＞
　ここで、上述した本発明に係る複合表示装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）～（４）に簡潔に纏めて列記する。
　（１）　図１～図４に示した複合表示装置は、光を反射および透過する光学コンバイナ（１５）と、任意の表示情報を含む像を、前記光学コンバイナの表面に向けて投射して虚像を表示する第１表示部（２０）と、前記光学コンバイナの背面側の位置に配置され、実像を表示する第２表示部（３０）と、前記第１表示部および前記第２表示部に、表示情報として互いに同一もしくは形状が類似したパターンを同時に与えると共に、前記第１表示部により虚像として形成される第１表示像（１４ｂ）と、前記第２表示部により実像として形成される第２表示像（１４ａ）とに、観察者の視線の軸（Ａ２）と直交する方向に対して相対的に位置の変位を与えて、前記第１表示像と第２表示像との間に視差（Δｘ、Δｙ）を形成する複合表示制御部（ＥＣＵ）とを備えている。
　（２）　また、前記複合表示制御部（ＥＣＵ）は、さらに、図７に示すように前記第１表示像と第２表示像とに、表示パターンサイズ（Ｓ１、Ｓ２）の違いを形成する（Ｓ１３Ｂ、Ｓ１４Ｂ）ことができる。
　（３）　また、前記複合表示制御部（ＥＣＵ）は、さらに、図７に示すように前記第１表示像と第２表示像とに、表示輝度（Ｂ１、Ｂ２）の違いを形成する（Ｓ１３Ｂ、Ｓ１４Ｂ）ことができる。
　（４）　また、図８および図９に示した複合表示装置は、更に、前記第１表示部（１４）および前記第２表示部（１３）とは異なる位置に配置された第３表示部（１２）を備え、前記複合表示制御部（ＥＣＵ）は、前記第１表示部および前記第２表示部の少なくとも一方に像（連動表示部１３ｂ）を表示するときに、該当する像と関連する表示情報（連動表示部１２ｄ）を前記第３表示部に表示する（Ｓ１３Ｃ、Ｓ１４Ｃ）ことができる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2012年12月12日出願の日本特許出願（特願2012－271708）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の複合表示装置によれば、特定のあるいは任意の表示情報について特別に強調した状態や、演出した状態を表示により表現することが可能になる。この効果を奏する本発明は、車両における計器板などの表示として利用可能な車両用表示装置の分野において有用である。
　１０　メータユニット
　１１　左側表示部
　１１ａ　警告表示部
　１２，１２Ｂ　中央表示部
　１２ａ　水温表示部
　１２ｂ　車速表示部
　１２ｃ　燃料表示部
　１２ｄ，１３ｂ　連動表示部
　１３，１３Ｂ　右側表示部
　１３ａ　方向表示部
　１４　複合表示部
　１４ａ　実像表示
　１４ｂ　虚像表示
　１５　コンバイナ
　１５ａ　表面
　１５ｂ　背面
　２０　虚像投射部
　２１　液晶表示器
　２２　マイクロコンピュータ
　２３　ＬＣＤドライバ
　２４　モータドライバ
　２５　電気モータ
　２６　読み出し専用メモリ
　２７　照度センサ
　２８　入出力回路
　３０　実像表示部
　３１　液晶表示器
　３２　マイクロコンピュータ
　３３，３７，４１，４２　インタフェース
　３４　ＬＣＤドライバ
　３５　ＬＣＤ駆動電源
　３６　温度センサ
　３８　読み出し専用メモリ
　３９　電源回路
　５０　車上通信網
　Ａ１　光軸
　Ａ２　視線
　ＥＣＵ　電子制御ユニット
　ＥＰ　視点

Claims (4)

  1. 　光を反射および透過する光学コンバイナと、
    　任意の表示情報を含む像を、前記光学コンバイナの表面に向けて投射して虚像を表示する第１表示部と、
    　前記光学コンバイナの背面側の位置に配置され、実像を表示する第２表示部と、
    　前記第１表示部および前記第２表示部に、表示情報として互いに同一もしくは形状が類似したパターンを同時に与えると共に、前記第１表示部により虚像として形成される第１表示像と、前記第２表示部により実像として形成される第２表示像とに、観察者の視線の軸と直交する方向に対して相対的に位置の変位を与えて、前記第１表示像と第２表示像との間に視差を形成する複合表示制御部と
    　を備える複合表示装置。
  2. 　前記複合表示制御部は、さらに、前記第１表示像と第２表示像とに、表示パターンサイズの違いを形成する
    　請求項１に記載の複合表示装置。
  3. 　前記複合表示制御部は、さらに、前記第１表示像と第２表示像とに、表示輝度の違いを形成する
    　請求項１に記載の複合表示装置。
  4. 　更に、前記第１表示部および前記第２表示部とは異なる位置に配置された第３表示部を備え、
    　前記複合表示制御部は、前記第１表示部および前記第２表示部の少なくとも一方に像を表示するときに、該当する像と関連する表示情報を前記第３表示部に表示する
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の複合表示装置。
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