WO2017061019A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2017061019A1
WO2017061019A1 PCT/JP2015/078704 JP2015078704W WO2017061019A1 WO 2017061019 A1 WO2017061019 A1 WO 2017061019A1 JP 2015078704 W JP2015078704 W JP 2015078704W WO 2017061019 A1 WO2017061019 A1 WO 2017061019A1
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image
display
virtual image
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lens
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昭央 三沢
真希 花田
裕司 藤田
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日立マクセル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device, and more particularly to a head-up display device capable of changing the display position and distance of a virtual image.
  • a vehicle HUD which is one of head-up display devices (hereinafter abbreviated as HUD), displays driving information necessary for driving as a virtual image through a windshield and displays the distance of the driver. It is known that eye movement can be reduced as much as possible.
  • Patent Document 1 JP-A-2004-168230 (Patent Document 1) as background art in this technical field.
  • Patent Document 1 has a plurality of display plates with different optical path distances for the purpose of enabling switching display of virtual images having different distances from the driver's eye position to the virtual image to be displayed without a movable mechanism.
  • a configuration is disclosed in which the distance from the position of the driver's eyes to the position where the virtual image is displayed can be changed without a movable mechanism by switching the display plate for displaying information.
  • Patent Document 1 a liquid crystal display device requiring a backlight, a fluorescent display tube, and a display element using electroluminescence are assumed as a display plate, and an image is generated on the display plate.
  • the control of the display plate becomes complicated in accordance with the number of the surfaces of the plate, and the light loss increases because the transmittance is reduced by, for example, transmission through the liquid crystal display device.
  • An object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and is to provide a HUD capable of changing the display position and distance of a virtual image with a simple configuration and a small optical loss.
  • the present invention is, for example, a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and image processing.
  • the image display unit includes a projector that projects an image, and a diffusion plate that forms an image projected by the projector And a lens for guiding the image formed on the diffusion plate, the diffusion plate is composed of a plurality of functional liquid crystal films having different distances from the lens, and the display control unit is a functional liquid crystal film.
  • the display position and distance of the virtual image are made variable by controlling the transmission state and the white state.
  • the functional liquid crystal film is a liquid crystal film that can control a transmission state and a white state by electricity.
  • the present invention it is possible to provide a HUD capable of changing the display position and distance of a virtual image with a simple configuration and low optical loss.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a HUD in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a processing flow diagram of HUD in the first embodiment.
  • 2 is a configuration diagram of an image display unit in Embodiment 1.
  • FIG. 4A is a configuration diagram of an image display unit in Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit in Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit in Example 5.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit in Example 6. It is explanatory drawing which showed the display position and distance of a virtual image at the time of moving the movable optical filter in Example 6 from the state of FIG. 11A.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit in Example 7.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an image display unit in Example 8.
  • FIG. 10 is an image diagram of virtual image display in Example 8.
  • the vehicle HUD which is the premise of the present embodiment, is superimposed on the foreground of the front vision beyond the windshield as viewed from the driver, and projects driving information such as speed display and navigation display as a virtual image. Then, when viewing the driving information, the driving information is such that the driver's eye movement is minimized, that is, the driving information can be seen with the driver's eyes focused on the foreground of the front vision. It is necessary to appropriately set the display position and distance of the projected virtual image, that is, the distance from the driver's eyes to the virtual image display position.
  • the display position and distance of the virtual image are preferably changed according to the vehicle speed. Therefore, the visibility of the displayed virtual image can be improved by changing the display position and distance of the virtual image displayed in front of the vehicle according to the increase in the vehicle speed.
  • FIG. 1A shows an image diagram in which the distance from the driver's eyes to the virtual image display position is varied according to the vehicle speed.
  • 1 is a driver
  • 2 is a windshield
  • a, b, and c are virtual image display positions that are changed in accordance with an increase in vehicle speed.
  • the display position a indicates a case where the distance from the driver is short and the vehicle speed is low.
  • the display position of b is a case where the vehicle speed is medium speed higher than the case of a, and is controlled such that the distance from the driver is longer than the display position of a.
  • the display position of c is controlled such that the vehicle speed is higher than that of b, and the distance from the driver is farther than the display position of b.
  • FIG. 1B shows an image diagram in which the display position of the virtual image is changed according to the change in the vehicle speed and the look-down angle from the driver's eyes is varied.
  • the display position a indicates a case where the looking down angle from the driver's eyes is high and the vehicle speed is high.
  • the display position of b is a case where the vehicle speed is slower than the case of a, and is controlled so that the look-down angle from the driver's eyes is lower than the display position of a.
  • the display position of c is controlled such that the vehicle speed is lower than in the case of b, and the look-down angle from the driver's eyes is lower than the display position of b.
  • FIG. 1C shows an image diagram in which the virtual image display area is changed in accordance with the change in vehicle speed.
  • FIG. 1C shows the display area 4 of the HUD that is projected as a virtual image displayed superimposed on the foreground of the front field of vision beyond the windshield 2 as viewed from the driver. 3 is an instrument panel.
  • the display area 4 of the HUD is the display area of the bold line frame shown in the figure, but when the vehicle speed is as high as 100 km / h, the dotted line shown in FIG. Reduced to the frame display area.
  • FIG. 2 shows a functional block diagram of the HUD and FIG. 3 shows a processing flow when the display position, distance, and range of the virtual image are changed according to the change in the vehicle speed.
  • 10 is a vehicle speed detection unit that detects vehicle speed
  • 11 is an image processing unit that performs image processing for displaying image information to be displayed as a virtual image
  • 12 is an image composed of a projector, a liquid crystal display device, and the like, which will be described later.
  • 13 is a display control unit that controls the image display unit 12 in order to change the display position and range of the virtual image.
  • the vehicle speed detection unit 10 detects the vehicle speed in step 100 (S100), and determines whether the vehicle speed detected in step 101 (S101) is greater than the threshold value (1).
  • the threshold value (1) is related to the threshold value (2) described later.
  • the boundary speed between the high speed and the medium speed is the threshold value (1).
  • the boundary speed between the medium speed and the low speed is set as the threshold (2). If it is greater than the threshold (1), it is determined that the vehicle speed is high, and the virtual image display position and range when the vehicle speed is high are set in step 103 (S103). That is, the distance from the driver's eyes to the display position of the virtual image is increased, the look-down angle from the driver's eyes is reduced, and the display range of the virtual image is set to be narrow.
  • step 101 If it is determined in step 101 that the vehicle speed is equal to or lower than the threshold value (1), the process proceeds to step 102 (S102), and it is determined whether the vehicle speed is equal to or lower than the threshold value (1) and greater than the threshold value (2). If it is equal to or less than the threshold (1) and greater than the threshold (2), the vehicle speed is determined to be medium speed, and the virtual image display position and range when the vehicle speed is medium speed are set in step 104 (S104). To do. That is, the distance from the driver's eyes to the virtual image display position is set to medium, the look-down angle from the driver's eyes is set to medium, and the virtual image display range is also set to medium.
  • step 102 If it is determined in step 102 that the vehicle speed is equal to or lower than the threshold value (2), the process proceeds to step 105 (S105), and the display position and range of the virtual image when the vehicle speed is low are set. That is, the distance from the driver's eyes to the virtual image display position is set to a short distance, the look-down angle from the driver's eyes is increased, and the display range of the virtual image is set wide.
  • the vehicle speed is divided into three. However, the present invention is not limited to this, and the vehicle speed may be further subdivided.
  • FIG. 4A is a configuration diagram illustrating the configuration of the image display unit in the present embodiment.
  • the image display unit includes a projector 20, a diffusion plate 21, a lens 22, and a free-form surface mirror 23.
  • the diffusion plate 21 is composed of a plurality of functional liquid crystal films.
  • the functional liquid crystal film is a film that can control a transmission state and a white state by electricity.
  • the white state portion of the functional liquid crystal film functions as a diffusion plate, and an image is formed on the white state portion of the functional liquid crystal film. Therefore, the virtual image display position 24 is determined according to the distance between the white state portion of the functional liquid crystal film and the lens 22. Therefore, by disposing a plurality of functional liquid crystal films with different distances from the lens 22 and setting one of the functional liquid crystal films of the functional liquid crystal film through which an image to be displayed passes to a white state, The distance of the display position can be changed.
  • the functional liquid crystal film closest to the lens 22 is set in a white state.
  • the display position of the virtual image is close to the position aa of the display position 24 of the virtual image.
  • the functional liquid crystal film whose distance from the lens 22 is intermediate is set in a white state.
  • the display position of the virtual image becomes an intermediate position indicated by bb of the display position 24 of the virtual image.
  • the functional liquid crystal film with the longest distance with the lens 22 is made into a white state.
  • the display position of the virtual image is a distant position indicated by cc of the display position 24 of the virtual image.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram showing the display position of the virtual image when the white state of the functional liquid crystal film is different from that in FIG. 4A, and the virtual image display position is the virtual image display position 24 by the same operation as described above. As shown in aa, bb, and cc, the position and distance can be changed from those shown in FIG. 4A.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams illustrating a case where the display screen is displayed at different display positions and distances for each part.
  • the images projected by the projector 20 are, for example, images a, b, and c divided into three rows
  • the white state of the functional liquid crystal film constituting the diffusion plate 21 is changed every three rows above and below.
  • the distance of the display position is different for every three upper and lower columns.
  • the white state of the functional liquid crystal film constituting the diffusion plate 21 is set every 9 divisions. Accordingly, it is possible to realize display in which the display position distance is different in units of nine divisions.
  • the present embodiment is a HUD that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, an image display unit that projects an image processed image, and an image display
  • a display control unit that controls display of the image display unit, and the image display unit guides the image formed by the projector, the projector that projects the image, the diffusion plate that forms the image projected by the projector, and the image formed by the diffusion plate
  • the diffuser plate is composed of a plurality of functional liquid crystal films with different distances from the lens, and the display control unit controls the transmission state and the white state of the functional liquid crystal film to create a virtual image.
  • the display position and distance are configured to be variable.
  • the HUD is mounted on the vehicle, and the image display unit reflects the image guided by the lens by the second mirror, projects a virtual image through the windshield of the vehicle, and detects the vehicle speed.
  • the display control unit is configured to perform control according to the vehicle speed.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the image display unit in the present embodiment.
  • 25 is a liquid crystal display
  • 26 is a mirror, and a plurality of mirrors 26 are arranged after the liquid crystal display 25.
  • the image from the liquid crystal display 25 reaches the lens 22 through the mirror 26.
  • the display position 24 of the virtual image is determined according to the distance between the liquid crystal display 25 and the lens 22. Therefore, for example, in the case of the illustrated images a, b, and c, since the distance to the lens 22 of the image c is longer than the distance to the lens 22 of the image a, the display position cc of the virtual image of the image c is It is far from the display position aa of the virtual image of the image a. Therefore, the distance of the display position of the virtual image can be controlled depending on which of a, b, and c the display position of the liquid crystal display 25 is displayed.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit includes a liquid crystal display that displays video, a plurality of mirrors that reflect the video displayed on the liquid crystal display, and a video from the mirror.
  • a plurality of mirrors are arranged at different positions from the lens, and the display control unit controls the display position of the liquid crystal display corresponding to the plurality of mirrors, thereby displaying the virtual image display position. And the distance is variable.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the image display unit in the present embodiment.
  • 27 is a diffusion plate
  • 28 is a movable lens.
  • the image projected by the projector 20 is imaged by the diffusion plate 27, reflected by the free-form curved mirror 23 through the movable lens 28, and the eyes of the driver 1 through the windshield 2.
  • Project a virtual image in front of The display position 24 of the virtual image is determined according to the distance between the diffusion plate 27 and the movable lens 28. Therefore, the virtual image display position 24 can be changed by moving the position of the movable lens 28.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit is imaged by a projector that projects an image, a diffusion plate that forms an image projected by the projector, and a diffusion plate
  • the display control unit is configured to change the display position and distance of the virtual image by controlling the position of the movable lens from the diffusion plate.
  • FIG. 8A is a configuration diagram of an image display unit in the present embodiment.
  • reference numeral 29 denotes a dimming mirror.
  • a plurality of (multilayer) dimming mirrors 29 are arranged after the liquid crystal display 25, and the dimming mirror 29 is controlled so that the distance from the liquid crystal display 25 to the lens 22 is increased. It is configured to change the virtual image distance.
  • the light control mirror is a mirror that can control a transmission state and a mirror state by electricity.
  • the dimming mirror 29 closest to the liquid crystal display 25 is set to the mirror state, and for the image b, the adjustment closest to the liquid crystal display 25 is performed.
  • the distance from the liquid crystal display 25 to the lens 22 is the closest for the image a. Is displayed at a close position as indicated by aa.
  • the virtual image display position 24 is displayed at a distant position as indicated by cc.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit, and the image display unit includes a liquid crystal display that displays video, and a plurality of dimming mirrors that reflect or transmit the video displayed on the liquid crystal display, A lens for guiding images from the plurality of dimming mirrors, and the plurality of dimming mirrors are arranged at positions where the distance from the lens is different from that at which the distance from the liquid crystal display is different.
  • the display control unit is configured to change the display position and distance of the virtual image by controlling reflection and transmission of the plurality of light control mirrors.
  • the distance from the liquid crystal display to the lens can be changed, and the display position and distance of the virtual image can be changed.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram showing the display position of the virtual image when the mirror state of the dimming mirror is different from that in FIG. 8A.
  • the display position of the virtual image is the same as the display position 24 of the virtual image.
  • the position can be changed to a position different from FIG. 8A.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a case where the display screen is displayed at different display positions and distances for each part.
  • the mirror state / transmission state of the dimming mirror 29 is set for each of the upper and lower columns of each column.
  • the mirror state / transmission state of the dimming mirror 29 is set to three rows at the top and bottom for every nine divisions. By doing so, it is possible to realize display in which the distance of the display position is different in units of nine divisions.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the image display unit in the present embodiment.
  • reference numeral 30 denotes a movable diffusing plate, and an image projected by the projector 20 is imaged by the movable diffusing plate 30, reflected by the free-form curved mirror 23 through the lens 22, and passed through the windshield 2. Then, a virtual image is projected in front of the eyes of the driver 1.
  • the virtual image display position 24 is determined according to the distance between the movable diffuser plate 30 and the lens 22. Therefore, the display position 24 of the virtual image can be varied by moving the position of the movable diffusion plate 30.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit includes a projector that projects an image, a movable diffusion plate that forms an image projected by the projector, and a movable diffusion plate.
  • the display control unit is configured to change the display distance of the virtual image by controlling the position of the movable diffusion plate from the lens.
  • FIG. 11A is a configuration diagram of an image display unit in the present embodiment.
  • reference numeral 31 denotes a movable optical filter
  • an image projected by the projector 20 is imaged by the diffusion plate 27, reflected by the free-form curved mirror 23 via the movable optical filter 31, and the front.
  • a virtual image is projected through the glass 2 in front of the eyes of the driver 1.
  • the movable optical filter 31 has the same function as the lens, and is, for example, an optical filter having a different refractive index for each region. When the focal length of the movable optical filter 31 is large, the distance from the eyes of the driver of the virtual image is small.
  • the movable optical filter 31 has a concave lens function, but of course, it may have a convex lens function.
  • the movable optical filter 31 is inserted into the images a, b, and c projected by the projector 20, and the focal length of the movable optical filter 31 with respect to the image a is small.
  • the focal length of the movable optical filter 31 with respect to the image c is set to be large, the display position of the virtual image with respect to the image a is far as shown by aa like the virtual image display position 24 shown in the figure, The display position of the virtual image with respect to the image c is close as shown by cc.
  • the display position of the virtual image with respect to the image c is determined by the lens 22 and the diffusion plate. Since it is determined by the distance of 27, it can be changed to the position cc of the display position 24 of the virtual image.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit is imaged by a projector that projects an image, a diffusion plate that forms an image projected by the projector, and a diffusion plate
  • the display control unit is configured to make the display position and distance of the virtual image variable by inserting and removing the movable optical filter between the lens and the diffusion plate.
  • the configuration of the image display unit for changing the display position of the virtual image and changing the look-down angle from the driver's eyes will be described.
  • FIG. 12 shows a configuration diagram of the image display unit in the present embodiment. Since FIG. 12 is basically the same as FIG. 4A, description of overlapping points is omitted. The difference is that the diffusion plate 21 is composed of one functional liquid crystal film.
  • the white state portion of the functional liquid crystal film functions as a diffusion plate, and an image is formed on the white state portion of the functional liquid crystal film.
  • a virtual image is not displayed.
  • the display position 24 of the virtual image is determined according to the positional relationship between the white state portion of the functional liquid crystal film and the lens 22. Therefore, if the upper part of the functional liquid crystal film is in a white state, for example, it is reflected by the free-form surface mirror 23 and is therefore displayed at the lower part at the virtual image display position 24. If the lower part of the functional liquid crystal film is in a white state, the virtual image is displayed at the upper part at the display position 24. Therefore, when the look-down angle is varied up and down, the white angle and the transmission state of the functional liquid crystal film are switched up and down, and the image processed image is displayed in the white state portion, thereby making the look-down angle variable. be able to.
  • the look-down angle when the look-down angle is changed not only to the top and bottom but also to the left and right, it can be realized by switching the white state and the transmission state of the functional liquid crystal film to the left and right and displaying the image-processed video in the white state portion. Furthermore, when the display area of the virtual image shown in FIG. 1C is varied according to the change in the vehicle speed, the white area of the functional liquid crystal film is controlled to display the image-processed video. It becomes possible.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit is imaged by a projector that projects an image, a diffusion plate that forms an image projected by the projector, and a diffusion plate And a diffuser plate made of a functional liquid crystal film.
  • the display control unit controls the transmission state and white state of the functional liquid crystal film, and performs image processing on the white state portion.
  • the display position and distance of the virtual image are made variable by controlling to display an image. Thereby, the look-down angle and the display area of the virtual image can be made variable.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of the image display unit in the present embodiment.
  • reference numeral 32 denotes a comb-like optical filter
  • 33 denotes a curved mirror.
  • the image projected by the projector 20 is imaged by the diffusion plate 27, and the curved mirror 33 is interposed via the comb-like optical filter 32 and the lens 22.
  • a virtual image is projected in front of the eyes of the driver 1 through the windshield 2.
  • the comb-like optical filter 32 has the same function as the lens, and is inserted for each line of the image projected by the projector 20, for example, and the distance of the virtual image can be changed for each line.
  • FIG. 14 is a display image diagram of a virtual image generated by the configuration of FIG.
  • the left figure is a display image of a virtual image viewed from the driver 1
  • the right figure is a perspective view showing a line image for each distance of the virtual image.
  • the distance of the virtual image is changed for each odd line and even line.
  • the distance is not limited to this, and the distance of the virtual image may be changed every two lines. Also good.
  • the present embodiment is a head-up display device that projects a virtual image, an image processing unit that performs image processing of an image to be displayed as a virtual image, and an image display unit that projects an image processed image.
  • a display control unit that performs display control of the image display unit.
  • the image display unit is imaged by a projector that projects an image, a diffusion plate that forms an image projected by the projector, and a diffusion plate It has a comb-like optical filter that guides the image and a lens, and the comb-like optical filter is inserted for each line of the image projected by the projector so that the display position and distance of the virtual image can be changed for each line.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of each embodiment.

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Abstract

簡単な構成で光損失が小さい虚像の表示位置や距離を可変できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。　上記目的を達成するために、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、拡散板は、レンズからの距離が異なる複数枚の機能性液晶フィルムで構成されており、表示制御部は、機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。　

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に係り、特に虚像の表示位置や距離を可変できるヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　ヘッドアップディスプレイ装置（Head Up Display：以下、ＨＵＤと省略）の１つである、例えば、車両用ＨＵＤは、運転に必要な運転情報をフロントガラスを介して虚像として遠方表示することで運転者の視線移動を極力少なくできることが知られている。
　本技術分野の背景技術として、特開２００４－１６８２３０号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、運転者の目の位置から表示する虚像までの距離が異なる虚像を、可動機構なしで切り替え表示可能とすることを目的とし、光路距離を異ならせた表示板を複数有し、情報を表示する表示板を切り替えることにより、運転者の目の位置から虚像が表示される位置までの距離を、可動機構なしで可変とする構成が開示されている。
特開２００４－１６８２３０号公報
　特許文献１では、表示板として、バックライトを必要とする液晶表示装置や、蛍光表示管、エレクトロルミネッセンスを用いた表示素子、を想定しており、表示板で画像を生成しているが、表示板の面数に応じて表示板の制御が複雑化し、且つ、例えば液晶表示装置を透過している分、透過率が低下するため、光損失が大きくなるという課題がある。
　本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で光損失が小さい、虚像の表示位置や距離を可変できるＨＵＤを提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために、その一例を挙げるならば、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、拡散板は、レンズからの距離が異なる複数枚の機能性液晶フィルムで構成されており、表示制御部は、機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。ここで、機能性液晶フィルムとは、電気で透過状態と白色状態を制御できる液晶フィルムである。
　本発明によれば、簡単な構成で光損失が小さい、虚像の表示位置や距離を可変できるＨＵＤを提供することができる。
実施例１における車両速度の変化に応じて虚像の表示位置までの距離を可変させるイメージ図である。 実施例１における虚像の表示位置や距離を車両速度の変化に応じて変え運転者の目からの見下ろし角度を可変させるイメージ図である。 実施例１における虚像の表示エリアを車両速度の変化に応じて可変させるイメージ図である。 実施例１におけるＨＵＤの機能ブロック図である。 実施例１におけるＨＵＤの処理フロー図である。 実施例１における画像表示部の構成図である。 実施例１における機能性液晶フィルムの白色状態を図４Ａと異ならせた場合の虚像の表示位置や距離を示した説明図である。 実施例１における表示画面を部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する場合を説明する説明図である。 実施例１における表示画面を部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する他の例を説明する説明図である。 実施例２における画像表示部の構成図である。 実施例３における画像表示部の構成図である。 実施例４における画像表示部の構成図である。 実施例４における調光ミラーの状態を図８Ａと異ならせた場合の虚像の表示位置や距離を示した説明図である。 実施例４における表示画面を部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する場合を説明する説明図である。 実施例４における表示画面を部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する他の例を説明する説明図である。 実施例５における画像表示部の構成図である。 実施例６における画像表示部の構成図である。 実施例６における可動式光学フィルタを図１１Ａの状態から移動させた場合の虚像の表示位置や距離を示した説明図である。 実施例７における画像表示部の構成図である。 実施例８における画像表示部の構成図である。 実施例８における虚像表示のイメージ図である。
　以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
　本実施例では、車両用ＨＵＤにおいて、車両速度の変化に応じて虚像の表示位置や虚像の運転者の目からの距離を変化させる例について説明する。
　本実施例の前提となる車両用ＨＵＤは、運転者から見てフロントガラスの向こう側の前方視野の前景に重畳して、運転情報、例えば速度表示やナビゲーション表示等、を虚像として投影する。そして、運転情報を視認する際に運転者の視線移動が極力少なくなるように、つまり、運転者の目の焦点が前方視野の前景に合っている状態で運転情報が見て取れるように、運転情報が投影される虚像の表示位置や距離、すなわち、運転者の目から虚像の表示位置までの距離を適切に設定する必要がある。ここで、一般に、運転者の視線は車両速度の増大に応じて遠方に変化するため、虚像の表示位置や距離は車両速度により変化させることが好ましい。そこで、車両前方に表示される虚像の表示位置や距離を、車両速度の増大に応じて可変させることにより、表示虚像の視認性の向上を図ることができる。
　図１Ａに、車両速度に応じて運転者の目から虚像の表示位置までの距離を可変させるイメージ図を示す。図１Ａにおいて、１は運転者、２はフロントガラス、ａ、ｂ、ｃは、それぞれ車両速度の増大に応じて変化させた虚像の表示位置である。ａの表示位置は、運転者からの距離が近い場合であって、車両速度が低速の場合を示している。また、ｂの表示位置は、ａの場合より車両速度が速い中速の場合であって、ａの表示位置より運転者からの距離が遠くなるように制御される。また、ｃの表示位置は、ｂの場合より車両速度が高速の場合であって、ｂの表示位置より運転者からの距離が遠くなるように制御される。
　また、運転者の視線は車両速度の増大に応じて遠方に変化するため、虚像の表示位置に対する運転者の目からの水平線に対して見下げる方向の角度、以降見下ろし角度、も可変させることが好ましい。図１Ｂに、虚像の表示位置を車両速度の変化に応じて変え、運転者の目からの見下ろし角度を可変させるイメージ図を示す。図１Ｂにおいて、ａの表示位置は、運転者の目からの見下ろし角度が高い場合であって、車両速度が高速の場合を示している。また、ｂの表示位置は、ａの場合より車両速度が遅い中速の場合であって、ａの表示位置より運転者の目からの見下ろし角度が低くなるように制御される。また、ｃの表示位置は、ｂの場合より車両速度が低速の場合であって、ｂの表示位置より運転者の目からの見下ろし角度が低くなるように制御される。
　また、運転者の視線は車両速度の増大に応じて遠方に変化するため虚像の表示範囲も可変させることが好ましい。図１Ｃに、虚像の表示エリアを車両速度の変化に応じて可変させるイメージ図を示す。図１Ｃは、運転者から見た、フロントガラス２の向こう側の前方視野の前景に重畳して表示された虚像として投影するＨＵＤの表示エリア４を示している。３はインストルメントパネルである。図１Ｃにおいて、ＨＵＤの表示エリア４は、例えば、車両速度が４５ｋｍ/ｈの場合は、図示した太線枠の表示エリアであるのに対し、車両速度が１００ｋｍ/ｈと高速になると、図示した点線枠の表示エリアに縮小される。
　以上の車両速度の変化に応じて虚像の表示位置や距離、範囲を変化させる場合の、ＨＵＤの機能ブロック図を図２に、処理フロー図を図３に示す。
　図２において、１０は車両速度を検出する車速検出部、１１は虚像として表示すべき画像情報を表示するための画像処理を行う画像処理部、１２は後述するプロジェクタや液晶表示装置等からなる画像を投影する画像表示部、１３は虚像の表示位置や範囲を変化させるために画像表示部１２の制御を行う表示制御部である。
　また、図３の処理フローにおいては、ステップ１００（Ｓ１００）にて車速検出部１０により車両速度を検出し、ステップ１０１（Ｓ１０１）にて検出した車両速度が閾値（１）より大きいかを判断する。ここで、閾値（１）は、後述する閾値（２）との関係が、車両速度を低速、中速、高速の３段階に分割した時、高速と中速との境界速度が閾値（１）、中速と低速との境界速度を閾値（２）と設定する。そして、閾値（１）より大きい場合は、車両速度は高速と判断し、ステップ１０３（Ｓ１０３）で、車両速度が高速の場合の虚像の表示位置や範囲を設定する。すなわち、運転者の目から虚像の表示位置までの距離を遠く、運転者の目からの見下ろし角度を小さく、虚像の表示範囲を狭く設定する。
　また、ステップ１０１で車両速度が閾値（１）以下と判断した場合は、ステップ１０２（Ｓ１０２）に移行し、車両速度が閾値（１）以下でかつ閾値（２）より大きいかを判断する。そして、閾値（１）以下でかつ閾値（２）より大きい場合は、車両速度は中速と判断し、ステップ１０４（Ｓ１０４）で、車両速度が中速の場合の虚像の表示位置や範囲を設定する。すなわち、運転者の目から虚像の表示位置までの距離を中程度とし、運転者の目からの見下ろし角度も中程度とし、虚像の表示範囲も中程度に設定する。
　また、ステップ１０２で車両速度が閾値（２）以下と判断した場合は、ステップ１０５（Ｓ１０５）に移行し、車両速度が低速の場合の虚像の表示位置や範囲を設定する。すなわち、運転者の目から虚像の表示位置までの距離を近距離とし、運転者の目からの見下ろし角度を大きく、虚像の表示範囲を広く設定する。なお、以上の説明では、車両速度を３つに分けて説明したが、これに限定するものではなく、もっと細分化しても構わない。
　次に、上記、図２の機能ブロック図や、図３の処理フローで説明した、車両速度の変化に応じて虚像の表示位置や範囲を変化させる画像表示部１２の具体的な構成について説明する。
　図４Ａは本実施例における画像表示部の構成を説明する構成図である。図４Ａにおいて、画像表示部は、プロジェクタ２０、拡散板２１、レンズ２２、自由曲面ミラー２３を有する。また、拡散板２１は、複数枚の機能性液晶フィルムから構成される。機能性液晶フィルムは、電気で透過状態と白色状態を制御できるフィルムである。
　プロジェクタ２０で投影された映像は、機能性液晶フィルムの白色状態部分が拡散板としての機能を果たし、機能性液晶フィルムの白色状態部分で結像する。そのため、虚像の表示位置２４は、機能性液晶フィルムの白色状態部分とレンズ２２との距離に応じて決まる。よって、レンズ２２との距離を異ならせた機能性液晶フィルムを複数枚配置し、表示すべき画像の通過する機能性液晶フィルムのいずれかの機能性液晶フィルムを白色状態とすることにより、虚像の表示位置の距離を変化させることができる。
　例えば、図４Ａにおいて、プロジェクタ２０で投影された映像a、ｂ、ｃについて、映像aにおいては、レンズ２２との距離が一番近い機能性液晶フィルムを白色状態とする。これにより、虚像の表示位置は、虚像の表示位置２４のａａに示す近い位置となる。一方、映像ｂにおいては、レンズ２２との距離が中間の機能性液晶フィルムを白色状態とする。これにより、虚像の表示位置は、虚像の表示位置２４のｂｂに示す中間位置となる。また、映像ｃにおいては、レンズ２２との距離が一番遠い機能性液晶フィルムを白色状態とする。これにより、虚像の表示位置は、虚像の表示位置２４のｃｃに示す遠い位置となる。
　図４Ｂは、機能性液晶フィルムの白色状態を図４Ａと異ならせた場合の虚像の表示位置を示した説明図であり、上記と同様の動作により、虚像の表示位置は、虚像の表示位置２４のａａ、ｂｂ、ｃｃに示すように、図４Ａと異なる位置や距離に変化させることができる。
　図５Ａ、図５Ｂは、表示画面を部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する場合を説明する図である。図５Ａにおいて、プロジェクタ２０で投影される映像が、例えば３列に分割された映像a、ｂ、ｃであった場合、拡散板２１を構成する機能性液晶フィルムの白色状態を上下３列ごとに設定することにより、上下３列ごとに表示位置の距離が異なる表示を実現できる。また、図５Ｂに示すように、プロジェクタ２０で投影される映像が３×３の９分割した映像であった場合、拡散板２１を構成する機能性液晶フィルムの白色状態を９分割ごとに設定することにより、９分割単位で表示位置の距離が異なる表示を実現できる。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するＨＵＤであって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、拡散板は、レンズからの距離が異なる複数枚の機能性液晶フィルムで構成されており、表示制御部は、機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　また、ＨＵＤは車両に搭載され、画像表示部は、レンズで導かれた映像を第２のミラーで反射し、反射された映像を車両のフロントガラスを介して虚像を投影し、車両速度を検出する車速検出部を有し、表示制御部は、車両速度に応じて制御を行うように構成する。
　これにより、簡単な構成で光損失が小さい、虚像の表示位置や距離を可変できるＨＵＤを提供することができる。
　本実施例は、画像表示部の他の構成について説明する。図６は、本実施例における画像表示部の構成図である。図６において、２５は液晶ディスプレイ、２６はミラーであり、液晶ディスプレイ２５の後にミラー２６を複数配置した構成としている。
　図６において、液晶ディスプレイ２５からの映像はミラー２６を介してレンズ２２に到達する。虚像の表示位置２４は、液晶ディスプレイ２５とレンズ２２との距離に応じて決まる。よって、例えば、図示した映像a、ｂ、ｃの場合、映像aのレンズ２２に至る距離に比べて、映像ｃのレンズ２２に至る距離が長くなるため、映像ｃの虚像の表示位置ｃｃは、映像aの虚像の表示位置ａａに比べて遠方となる。よって、液晶ディスプレイ２５の表示位置をa、ｂ、ｃのどの位置に表示するかで、虚像の表示位置の距離を制御できる。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を表示する液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイで表示された映像を反射する複数のミラーと、ミラーからの映像を導くレンズとを有し、複数のミラーは、レンズからの距離が異なる位置に配置されており、表示制御部は、複数のミラーに対応した液晶ディスプレイの表示位置を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　これにより、液晶ディスプレイの後にミラーを複数配置し、レンズまでの距離を液晶ディスプレイのエリア毎に変え、虚像距離を変えることができる。
　本実施例は、画像表示部の他の構成について説明する。図７は、本実施例における画像表示部の構成図である。図７において、２７は拡散板、２８は可動式レンズである。
　図７において、プロジェクタ２０で投影される映像は、拡散板２７で結像し、可動式レンズ２８を介して、自由曲面ミラー２３で反射されて、フロントガラス２を介して、運転者１の目の前方に虚像を投影する。虚像の表示位置２４は、拡散板２７と可動式レンズ２８との距離に応じて決まる。よって、可動式レンズ２８の位置を移動することによって、虚像の表示位置２４を可変と出来る。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導く可動式レンズとを有し、表示制御部は、可動式レンズの拡散板からの位置を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　これにより、レンズを複数のエリアに分けて可動式にすることで、エリア毎に虚像の距離を変えることができる。
　本実施例は、画像表示部のさらに他の構成について説明する。図８Ａは、本実施例における画像表示部の構成図である。図８Ａにおいて、２９は調光ミラーであって、液晶ディスプレイ２５の後に調光ミラー２９を複数（多層）配置し、調光ミラー２９を制御することで、液晶ディスプレイ２５からレンズ２２までの距離を変え、虚像距離を変えるように構成している。ここで、調光ミラーとは、電気で透過状態と鏡状態を制御できるミラーである。
　図８Ａにおいて、例えば、図示した映像a、ｂ、ｃにおいて、映像aについては、液晶ディスプレイ２５に最も近い調光ミラー２９を鏡状態とし、映像ｂについては、液晶ディスプレイ２５に２番目に近い調光ミラー２９を鏡状態とし、映像ｃについては、液晶ディスプレイ２５から最も遠い調光ミラー２９を鏡状態とした場合、映像aについては、液晶ディスプレイ２５からレンズ２２までの距離が最も近いので、虚像の表示位置２４はａａで示すように近い位置に表示される。一方、映像ｃについては、液晶ディスプレイ２５からレンズ２２までの距離が最も遠いので、虚像の表示位置２４はｃｃで示すように遠方の位置に表示される。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を表示する液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイで表示された映像を反射または透過する調光ミラーを複数配置し、複数の該調光ミラーからの映像を導くレンズとを有し、複数の調光ミラーは、レンズからの距離が異なる位置に配置されたものと、液晶ディスプレイからの距離が異なる位置に配置されたもので構成されており、表示制御部は、複数の調光ミラーの反射と透過を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　これにより、液晶ディスプレイの後に調光ミラーを複数配置し、調光ミラーを制御することで、液晶ディスプレイからレンズまでの距離を変え、虚像の表示位置や距離を変えることができる。
　図８Ｂは、調光ミラーの鏡状態を図８Ａと異ならせた場合の虚像の表示位置を示した説明図であり、上記と同様の動作により、虚像の表示位置は、虚像の表示位置２４のａａ、ｂｂ、ｃｃに示すように、図８Ａと異なる位置に変化させることができる。
　図９Ａ、図９Ｂは、表示画面を、部分ごとに異ならせた表示位置や距離に表示する場合を説明する図である。図９Ａにおいて、液晶ディスプレイ２５で表示される映像が、例えば３列に分割された映像であった場合、調光ミラー２９の鏡状態/透過状態を各列の上下３列ごとに設定することにより、列単位で表示位置の距離が異なる表示を実現できる。また、図９Ｂに示すように、液晶ディスプレイ２５で表示される映像が３×３の９分割した映像であった場合、調光ミラー２９の鏡状態/透過状態を９分割ごとに上下３列設定することにより、９分割単位で表示位置の距離が異なる表示を実現できる。　
　本実施例は、画像表示部のさらに他の構成について説明する。図１０は、本実施例における画像表示部の構成図である。図１０において、３０は可動式拡散板であり、プロジェクタ２０で投影された映像は、可動式拡散板３０で結像し、レンズ２２を介して、自由曲面ミラー２３で反射され、フロントガラス２を介して、運転者１の目の前方に虚像を投影する。
　図１０において、虚像の表示位置２４は、可動式拡散板３０とレンズ２２との距離に応じて決まる。よって、可動式拡散板３０の位置を移動することによって、虚像の表示位置２４を可変出来る。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する可動式拡散板と、可動式拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、表示制御部は、可動式拡散板のレンズからの位置を制御することで虚像の表示距離を可変とするように構成する。
　これにより、可動式拡散板の位置を移動することによって、虚像の表示距離を可変とできる。
　本実施例は、画像表示部のさらに他の構成について説明する。図１１Ａは、本実施例における画像表示部の構成図である。図１１Ａにおいて、３１は可動式光学フィルタであって、プロジェクタ２０で投影された映像は、拡散板２７で結像し、可動式光学フィルタ３１を介して、自由曲面ミラー２３で反射されて、フロントガラス２を介して、運転者１の目の前方に虚像を投影する。ここで可動式光学フィルタ３１はレンズと同じ機能を有し、例えば、領域ごとに異なる屈折率を持った光学フィルタである。そして、可動式光学フィルタ３１の焦点距離が大きいと、虚像の運転者の目からの距離は小さくなる。図１１Ａにおいては、可動式光学フィルタ３１は凹レンズ機能を有している場合を想定しているが、もちろん凸レンズ機能であっても構わない。
　図１１Ａにおいては、プロジェクタ２０で投影された映像a、ｂ、ｃに対して、可動式光学フィルタ３１が挿入された状態となっており、映像aに対する可動式光学フィルタ３１の焦点距離は小さく、映像ｃに対する可動式光学フィルタ３１の焦点距離は大きくなるように設定されている場合は、図示した虚像の表示位置２４のように、映像aに対する虚像の表示位置はａａで示すように遠方となり、映像ｃに対する虚像の表示位置はｃｃで示すように近傍となる。そして、図１１Ｂに示すように、可動式光学フィルタ３１を映像ｃに対しては抜かれた状態となるように移動させた場合を考えると、映像ｃに対する虚像の表示位置は、レンズ２２と拡散板２７の距離で決まるため、虚像の表示位置２４のｃｃの位置に変化させることができる。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導く可動式光学フィルタとレンズとを有し、表示制御部は、可動式光学フィルタをレンズと拡散板の間で挿抜することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　これにより、可動式光学フィルタをレンズと拡散板の間に状況に応じて挿抜することで虚像の表示位置や距離を変えることができる。
　本実施例は、虚像の表示位置を変えて、運転者の目からの見下ろし角度を可変させることを目的にした画像表示部の構成について説明する。
　図１２に本実施例における画像表示部の構成図を示す。図１２は、基本的には、図４Ａと同様であるので、重複する点については説明を省略する。異なる点は、拡散板２１が、１枚の機能性液晶フィルムから構成される点である。
　プロジェクタ２０で投影された映像は、機能性液晶フィルムの白色状態部分が拡散板としての機能を果たし、機能性液晶フィルムの白色状態部分で結像する。一方、機能性液晶フィルムの透過状態部分では結像しないため、虚像は表示されない。
　虚像の表示位置２４は、機能性液晶フィルムの白色状態部分とレンズ２２との位置関係に応じて決まる。よって、機能性液晶フィルムの、例えば上部を白色状態とすれば、自由曲面ミラー２３で反射されるので、虚像の表示位置２４では下部に表示される。また、機能性液晶フィルムの下部を白色状態とすれば、虚像の表示位置２４では上部に表示される。よって、見下ろし角度を上下に可変する場合には、機能性液晶フィルムの白色状態と透過状態を上下で切り替え、その白色状態部分に画像処理された映像を表示することで、見下ろし角度を可変とすることができる。なお、見下ろし角度を上下だけではなく、左右に可変する場合には、機能性液晶フィルムの白色状態と透過状態を左右で切り替え、白色状態部分に画像処理された映像を表示することにより実現できる。また、さらに、図１Ｃで示した、虚像の表示エリアを車両速度の変化に応じて可変させる場合も、機能性液晶フィルムの白色状態の領域を制御し、画像処理された映像を表示することで可能となる。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、拡散板は、機能性液晶フィルムで構成されており、表示制御部は、機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御し、白色状態部分に画像処理された映像を表示するように制御することで虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。これにより、見下ろし角度や虚像の表示エリアを可変とすることができる。
　本実施例は、画像表示部のさらに他の構成について説明する。図１３は、本実施例における画像表示部の構成図である。図１３において、３２はくし状光学フィルタ、３３は曲面ミラーであって、プロジェクタ２０で投影された映像は、拡散板２７で結像し、くし状光学フィルタ３２とレンズ２２を介して、曲面ミラー３３で反射されて、フロントガラス２を介して、運転者１の目の前方に虚像を投影する。ここで、くし状光学フィルタ３２は、レンズと同じ機能を有し、例えば、プロジェクタ２０で投影された映像のライン毎に挿入されており、ライン毎に、虚像の距離を変えることができる。
　図１４は、図１３の構成により生成された虚像の表示イメージ図である。図１４において、左図は運転者１から見た虚像の表示イメージ、右図は、虚像の距離毎のライン映像を示した斜視図である。なお、本実施例では、奇数ライン、偶数ライン毎に虚像の距離を変えているが、これに限定されるものではなく、２ライン毎でもよいし、任意のライン単位で虚像の距離を変えても良い。
　以上のように、本実施例は、虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、画像処理された画像を投影する画像表示部と、画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、拡散板で結像された映像を導くくし状光学フィルタとレンズとを有し、くし状光学フィルタは、プロジェクタで投影された映像のライン毎に挿入されており、ライン毎に、虚像の表示位置や距離を可変とするように構成する。
　これにより、光学フィルタをくし状にして、ライン毎に虚像の距離を変えることができる。
　本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであって、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１：運転者、２：フロントガラス、３：インストルメントパネル、４：ＨＵＤの表示エリア、１０：車速検出部、１１：画像処理部、１２画像表示部、１３：表示制御部、２０：プロジェクタ、２１：拡散板、２２：レンズ、２３：自由曲面ミラー、２４：虚像の表示位置、２５：液晶ディスプレイ、２６：ミラー、２７：拡散板、２８：可動式レンズ、２９：調光ミラー、３０：可動式拡散板、３１：可動式光学フィルタ、３２：くし状光学フィルタ、３３：曲面ミラー

Claims (9)

  1. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、該拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、
    前記拡散板は、前記レンズからの距離が異なる複数枚の機能性液晶フィルムで構成されており、
    前記表示制御部は、前記機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を表示する液晶ディスプレイと、該液晶ディスプレイで表示された映像を反射する複数のミラーと、該ミラーからの映像を導くレンズとを有し、複数の前記ミラーは、前記レンズからの距離が異なる位置に配置されており、
    前記表示制御部は、複数の前記ミラーに対応した前記液晶ディスプレイの表示位置を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、該拡散板で結像された映像を導く可動式レンズとを有し、
    前記表示制御部は、前記可動式レンズの前記拡散板からの位置を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を表示する液晶ディスプレイと、該液晶ディスプレイで表示された映像を反射または透過する調光ミラーを複数配置し、複数の該調光ミラーからの映像を導くレンズとを有し、
    複数の前記調光ミラーは、前記レンズからの距離が異なる位置に配置されたものと、前記液晶ディスプレイからの距離が異なる位置に配置されたもので構成されており、
    　前記表示制御部は、複数の前記調光ミラーの反射と透過を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する可動式拡散板と、該可動式拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、
    前記表示制御部は、前記可動式拡散板の前記レンズからの位置を制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、該拡散板で結像された映像を導く可動式光学フィルタとレンズとを有し、
    前記表示制御部は、前記可動式光学フィルタを前記レンズと前記拡散板の間で挿抜することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、該拡散板で結像された映像を導くレンズとを有し、
    前記拡散板は、機能性液晶フィルムで構成されており、
    前記表示制御部は、前記機能性液晶フィルムの透過状態と白色状態を制御し、該白色状態部分に画像処理された映像を表示するように制御することで虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    虚像として表示すべき画像の画像処理を行う画像処理部と、
    該画像処理された画像を投影する画像表示部と、
    前記画像表示部の表示制御を行う表示制御部とを有し、
    前記画像表示部は、映像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタで投影された映像を結像する拡散板と、該拡散板で結像された映像を導くくし状光学フィルタとレンズとを有し、前記くし状光学フィルタは、プロジェクタで投影された映像のライン毎に挿入されており、該ライン毎に、虚像の表示位置や距離を可変とすることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 請求項１から７の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    車両に搭載され、
    前記画像表示部は、前記レンズまたは前記可動式レンズで導かれた映像を第２のミラーで反射し、反射された映像を前記車両のフロントガラスを介して虚像を投影し、
    車両速度を検出する車速検出部を有し、
    前記表示制御部は、前記車両速度に応じて制御を行うことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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