WO2017098794A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a head-up display device that displays a virtual image that can be visually recognized by a passenger of a moving object.
- Patent Document 1 in a head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device) mounted on a vehicle, a combiner on which light of an image emitted from an irradiation device is projected, and a rotational displacement unit that rotationally displaces the combiner.
- a HUD device head-up display device mounted on a vehicle
- the rotation center axis is set on the projection surface of the combiner
- the rotation displacement mechanism rotates and displaces the combiner so that the movement locus of the lower end is an arc centered on the rotation center axis.
- HUD devices have been required to notify occupants of various kinds of information by virtual image display.
- the virtual image forming position is finely adjusted.
- the occupant may fail to recognize the information presented by the HUD device, or may feel annoying the frequently presented information.
- Patent Document 2 discloses a vehicle head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device) including a combiner on which light of an image emitted from a display is projected.
- a HUD device in order to facilitate the positioning operation of the combiner, a horizontal position adjustment mechanism that enables adjustment of the position of the combiner in the horizontal direction of the vehicle, and a vertical position that enables adjustment of the position of the combiner in the vertical direction of the vehicle.
- a directional position adjusting mechanism is provided.
- HUD devices have been required to notify occupants of various kinds of information by virtual image display.
- the imaging position and size of the virtual image are finely adjusted.
- Patent Document 3 discloses a first display, a half mirror that reflects a light of the first display and displays a virtual image, and a half mirror.
- intersects the virtual image by is disclosed.
- the display device for a vehicle disclosed in Patent Literature 3 can make a viewer feel a sense of depth by a display in which a virtual image and a real image are crossed.
- each of the virtual image and the real image is a simple planar image displayed by the first display and the second display, and does not have a three-dimensional aspect. For this reason, even if a display combining a virtual image and a real image is performed, the sense of depth expressed by the display device of Patent Document 3 has to be a pseudo sense of depth lacking realism.
- This disclosure is intended to provide a HUD device capable of displaying a virtual image so that an image for notifying information can be accurately noticed by an occupant. Moreover, this indication aims at providing the HUD apparatus which can display the virtual image so that the image which notifies information may be noticed correctly by the passenger
- the head-up display device is mounted on a moving body and displays a virtual image that can be visually recognized by an occupant of the moving body.
- the head-up display device includes a virtual image display that emits light of an image formed as the virtual image.
- the head-up display device has a concave projection surface on which light emitted from the virtual image display is projected, displays the virtual image obtained by enlarging the image projected on the projection surface, and A plurality of projection members having different magnifications of the projection plane are further provided.
- the head-up display device further includes a switching mechanism that switches the projection member arranged in a projection range in which light emitted from the virtual image display is projected, among the plurality of projection members.
- the head-up display device is mounted on a moving body and displays a virtual image that can be viewed by an occupant of the moving body.
- the head-up display device further includes a display that emits light of an image formed as the virtual image.
- the head-up display device includes a plurality of projection surface portions that display the virtual image obtained by enlarging the image projected by being formed in a concave shape, and the projection members having different magnification rates from each other. And further.
- the head-up display device further includes a displacement mechanism that changes the projection surface unit disposed in a projection range in which light emitted from the display is projected by displacing the projection member.
- the head-up display device is mounted on a moving body and displays a virtual image that can be visually recognized by an occupant of the moving body.
- the head-up display device includes a display that emits light of an image formed as the virtual image.
- the head-up display device further includes a projection member that has a projection surface portion on which the light of the image is projected and displays the virtual image of the image.
- the head-up display device further includes a displacement mechanism that increases or decreases an area of the projection surface portion located in a projection range in which light emitted from the display is projected by displacing the projection member.
- the head-up display device is mounted on a moving body and projects light that is imaged as a virtual image that can be viewed by an occupant of the moving body onto a projection region.
- the head-up display device includes a translucent three-dimensional translucent model formed in a three-dimensional shape simulating at least a part of the external shape of the moving body.
- the head-up display device further includes a model light source that displays a three-dimensional virtual image of the three-dimensional translucent model that emits light as the virtual image by causing light projected onto the projection region to enter the three-dimensional translucent model.
- the drawing It is a front view showing typically the state which looked at the virtual image display by the HUD device of a first embodiment from the driver's seat, It is a perspective view of the HUD device accommodated in the instrument panel, It is sectional drawing which shows the structure of a HUD apparatus typically, It is a block diagram which shows the structure of the electric system of a HUD apparatus, It is a figure showing an example of the first image displayed as a virtual image as a distant virtual image, It is a diagram showing an example of a first image displayed as a virtual image as an intermediate virtual image, It is a front view which shows typically the state which looked at the virtual image display by the HUD device of a second embodiment from the driver's seat, It is sectional drawing which shows the structure of a HUD apparatus typically, It is sectional drawing which shows typically the structure of the HUD apparatus by 3rd embodiment, It is sectional drawing which shows typically the structure
- FIG. 11 It is a block diagram which shows the structure of the electric system of a HUD apparatus,
- the HUD device of the tenth embodiment it is a front view showing a virtual image display in the first display mode viewed from the driver's seat, It is a front view which shows the virtual image display by the 2nd display mode seen from the driver's seat, It is sectional drawing which shows the structure of a HUD apparatus typically,
- the HUD device of the eleventh embodiment it is a front view showing the arrangement of a combiner and a combination meter visually recognized from a driver seated in a driver's seat, It is a top view which shows the structure and arrangement
- a head-up display (HUD) device 100 according to the first embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 1 to 3 is mounted on a vehicle A.
- the HUD device 100 displays various virtual images 60 that can be visually recognized by the driver D who is an occupant of the vehicle A.
- the HUD device 100 is disposed in front of the driver D.
- the main body portion of the HUD device 100 is accommodated in the instrument panel 11 of the vehicle A.
- the HUD device 100 includes a combiner unit 20, a virtual image display 40, a real image display 45, a housing 50, a switching mechanism 90, a control circuit 80 (see FIG. 4), and the like.
- the combiner unit 20 is provided separately from the windshield 13 at a position away from the windshield 13 of the vehicle A toward the driver's seat on which the driver D is seated.
- the combiner unit 20 includes a plurality (three) of combiner plates 21 to 23, a holding shaft portion 28, and the like.
- Each combiner plate 21 to 23 is a half mirror that transmits a part of incident light and reflects the other part.
- Each of the combiner plates 21 to 23 is formed in a horizontally long, substantially rectangular shape using a plate material made of a translucent material such as polycarbonate resin, acrylic resin, and glass.
- Each of the combiner plates 21 to 23 has one projection surface 30 curved in a concave shape.
- the combiner plates 21 to 23 reflect the light of the projected first image 70 toward the driver D by the concave projection surfaces 30.
- the virtual image 60 obtained by enlarging the projected first image 70 is displayed at a position farther than the projection plane 30 so that the driver D can visually recognize it.
- each projection surface 30 functions as a concave mirror having different magnifications.
- the far projection surface 31 having the largest magnification among the three projection surfaces 30 is formed on the combiner plate 21 that is curved with the highest curvature.
- the combiner plate 23 that is curved with the lowest curvature is formed with a neighboring projection surface 33 having the smallest magnification among the three projection surfaces 30.
- the combiner plate 22 is formed with an intermediate projection surface 32 having an intermediate magnification ratio between the far projection surface 31 and the near projection surface 33.
- the holding shaft portion 28 is formed in a cylindrical shape from a resin material.
- the holding shaft portion 28 is supported by the housing 50 so as to be rotatable around a virtual rotation axis RA.
- One long side of each of the combiner plates 21 to 23 is attached to the holding shaft portion 28.
- Each of the combiner plates 21 to 23 is integrally held by the holding shaft portion 28 in a posture in which the extending direction of the long side is aligned with the axial direction of the holding shaft portion 28, and rotates together with the holding shaft portion 28.
- the combiner plates 21 to 23 are held at intervals around the rotation axis RA defined by the holding shaft portion 28. Specifically, each of the combiner plates 21 to 23 is fixed to the holding shaft portion 28 by being shifted by 120 ° in the circumferential direction of the rotation shaft RA.
- the above combiner unit 20 switches one of the plurality of combiner plates 21 to 23 to be arranged in the first projection range PA1 (hereinafter referred to as a selected combiner plate 20s) by rotation with respect to the housing 50.
- the selected combiner plate 20s in the first projection range PA1 projects from the upper surface of the instrument panel 11 and directs the projection surface 30 toward the driver's seat.
- the light of the first image 70 is projected on the selected combiner plate 20s by the virtual image display 40. Since one selected as the selected combiner plate 20 s is changed among the plurality of combiner plates 21 to 23, the light of each first image 70 projected onto each projection plane 30 is different from each projection plane 30.
- An image is formed at an imaging position at a distance.
- the combiner plate 21 is the selected combiner plate 20s
- the light of the first image 70 projected on the far projection surface 31 is, for example, about 1.5 meters ahead of the far projection surface 31 and the far virtual image 61. (See FIG. 5).
- the combiner plate 22 is the selected combiner plate 20s
- the light of the first image 70 projected onto the intermediate projection plane 32 is, for example, about 0.7 meters ahead of the intermediate projection plane 32, and the intermediate virtual image 62 (see FIG. 6).
- the combiner plate 23 is the selected combiner plate 20s
- the light of the first image 70 projected onto the near projection plane 33 is, for example, a near virtual image 63 (see FIG. 1) about 0.5 meters ahead of the near projection plane 33. ).
- the virtual image display 40 is configured to emit the light of the first image 70 toward the projection surface 30 of the selected combiner plate 20s arranged in the first projection range PA1.
- the virtual image display 40 is arranged behind the combiner unit 20 in the front-rear direction of the vehicle A.
- the virtual image display 40 includes a liquid crystal panel 41, a virtual image light source 43, and the like.
- the liquid crystal panel 41 has a display surface 42.
- the display surface 42 is formed in a rectangular flat plate shape. A large number of pixels are two-dimensionally arranged on the display surface 42. Each pixel is provided with red, green, and blue sub-pixels.
- the liquid crystal panel 41 can color-display various first images 70 on the display surface 42 by controlling the light transmittance of the sub-pixels.
- the first image 70 formed on the display surface 42 is particularly referred to as an “intermediate image 70b”.
- the liquid crystal panel 41 is installed in the housing 50 so that the display surface 42 faces the projection surface 30 of the selected combiner plate 20s.
- an intermediate image 70b formed as a virtual image 60 is formed in a form in which distortion caused by reflection on the projection surface 30 is corrected.
- the virtual image light source 43 has a plurality of LEDs that emit white light source light and a prism that guides the light emitted from each LED to the liquid crystal panel 41.
- the light emitted from each LED is guided to the back side of the display surface 42 to transmit and illuminate the first image 70 formed on the display surface 42.
- the light that has passed through the display surface 42 is projected onto the projection surface 30 in the first projection range PA1.
- the real image display 45 is arranged in front of the combiner unit 20 in the front-rear direction of the vehicle A.
- the real image display 45 is the first image 70 toward the projection plane 30 of one of the plurality of combiner plates 21 to 23 (hereinafter referred to as the evacuation combiner plate 20r) arranged in the second projection range PA2.
- the light of the different second image 75 is emitted.
- the retreat combiner plate 20r is one of the two combiner plates retreated to a position outside the first projection range PA1.
- the second projection range PA2 is defined below the first projection range PA1.
- the second projection range PA2 is set on a virtual optical axis line from the real image display 45 to the viewpoint position of the driver D.
- the real image display 45 includes a liquid crystal panel 46, a real image light source 48, and the like.
- the liquid crystal panel 46 has substantially the same configuration as the liquid crystal panel 41 of the virtual image display 40.
- the liquid crystal panel 46 has a display surface 47 capable of displaying the second image 75 in color.
- the liquid crystal panel 46 is installed in the housing 50 so that the display surface 47 faces the projection surface 30 of the retractable combiner plate 20r.
- the content of the second image 75 formed on the display surface 47 may be substantially the same as the first image 70 or may be different from the first image 70.
- the real image light source 48 includes a plurality of LEDs that emit white light source light, and a prism that guides the light emitted from each LED to the liquid crystal panel 46.
- the light emitted from each LED is guided to the back side of each display surface 47 and illuminates the second image 75 formed on the display surface 47.
- the light that has passed through the display surface 47 is projected onto the projection surface 30 in the second projection range PA2, thereby causing the real image 65 of the second image 75 to be emitted and displayed on the back surface of the retractor combiner plate 20r.
- the housing 50 is a housing of the HUD device 100 formed in a box shape with a resin material as shown in FIG.
- the housing 50 accommodates the virtual image display 40, the real image display 45, and the control circuit 80 (see FIG. 4).
- the housing 50 is accommodated in the instrument panel 11 so that it is difficult for the driver D to visually recognize the housing 50.
- the housing 50 is provided with a first projection opening 51, a second projection opening 53, a combiner support portion 55, and an accommodation recess 57.
- the first projection opening 51 is a through-opening formed in the irradiation range of light emitted from the display surface 42 to the projection surface 30 of the selected combiner plate 20s among the plurality of wall portions constituting the housing 50.
- the second projection opening 53 is a through-opening formed in the irradiation range of light emitted from the display surface 47 to the projection surface 30 of the retracting combiner plate 20r among the plurality of wall portions constituting the housing 50.
- a transmissive lid member 52 and a transmissive lid member 54 are fitted in the first projection opening 51 and the second projection opening 53, respectively.
- Each of the transmission lid members 52 and 54 is formed in a plate shape by a translucent resin material. The transmission lid members 52 and 54 allow the light of the images 70 and 75 to pass through and physically block the projection openings 51 and 53, thereby preventing dust and dust from entering the housing 50. Yes.
- the combiner support portion 55 is a bearing portion formed on both side walls of the housing 50 facing each other in the width direction of the vehicle A.
- the combiner support portion 55 supports both ends of the holding shaft portion 28 in the axial direction so that the combiner unit 20 can rotate with respect to the housing 50.
- the combiner unit 20 is attached to the combiner support portion 55 in a posture in which the axial direction of the holding shaft portion 28 is aligned with the width direction of the vehicle A.
- the housing recess 57 is a recessed portion provided on the upper surface of the housing 50.
- the opening 58 of the housing recess 57 has a curved shape in accordance with the shape of the upper surface of the instrument panel 11.
- the accommodating recess 57 accommodates at least a part of the plurality of combiner plates 21 to 23 and the holding shaft portion 28. In the first embodiment, two of the plurality of combiner plates 21 to 23 excluding the selected combiner plate 20s are accommodated in the accommodating recess 57.
- the switching mechanism 90 is a mechanism that rotates and displaces the plurality of combiner plates 21 to 23 integrally with the holding shaft portion 28.
- the switching mechanism 90 can switch the selected combiner plate 20s arranged in the first projection range PA1 among the plurality of combiner plates 21 to 23 by rotating the combiner unit 20 around the rotation axis RA.
- the switching mechanism 90 includes a stepping motor 91, a reduction gear unit 92, and the like.
- the stepping motor 91 is, for example, a permanent magnet motor, and outputs a rotational force for displacing the combiner unit 20 from the output shaft.
- the reduction gear unit 92 has a configuration in which one or a plurality of transmission gears are engaged.
- the reduction gear portion 92 transmits the rotation to the holding shaft portion 28 while reducing the rotation of the stepping motor 91.
- the switching mechanism 90 can displace the angular position of the combiner unit 20 by the rotation of the output shaft of the stepping motor 91.
- the control circuit 80 is a circuit that controls display by the HUD device 100 as shown in FIGS. 4 and 3.
- the control circuit 80 is mainly configured by a microcontroller 81 having a processor, a RAM, a storage medium, and the like.
- the control circuit 80 is connected to a display control device 88 mounted on the vehicle A in addition to the liquid crystal panels 41 and 46, the light sources 43 and 48, and the stepping motor 91.
- the display control device 88 is connected to a communication bus 89 mounted on the vehicle A. Information on the vehicle A based on the detection results of various mounted sensors is output to the communication bus 89.
- the display control device 88 acquires information on the vehicle A through the communication bus 89.
- the display control device 88 selects the first image 70 for notifying the driver D of the acquired information on the vehicle A.
- the display control device 88 selects the projection plane 30 having an enlargement ratio suitable for the projection of the selected first image 70 based on the acquired information characteristic of the vehicle A.
- the display control device 88 outputs a control signal for projecting the selected first image 70 onto the selected projection surface 30 to the control circuit 80.
- the control circuit 80 performs display control of the liquid crystal panels 41 and 46 and light emission control of the light sources 43 and 48 in accordance with the control signal output from the display control device 88.
- the control circuit 80 performs rotation control of the combiner unit 20 by the switching mechanism 90.
- the switching mechanism 90 selects the selected combiner plate 20s associated with the first image 70 projected by the virtual image display 40, and stepping is performed so that the selected selected combiner plate 20s is arranged in the first projection range PA1.
- the operation of the motor 91 is controlled.
- a first image 70 is displayed as a far virtual image 61 that has at least one of urgency and importance and notifies the driver D (see FIG. 3) information that he / she wants to recognize immediately.
- the first image 70 relating to the preventive safety display and the road guidance display is associated with the far projection plane 31 (see FIG. 3) and is projected onto the far projection plane 31.
- an AEB (Autonomous Emergency Braking) indicator image 71a for notifying the operation of the collision damage reduction (automatic) brake mounted on the vehicle A (see FIG. 3) is displayed as the far virtual image 61 of the preventive safety display.
- a turn-by-turn image 71b or the like for notifying a point to turn left or right is displayed as a far virtual image 61 on the road guidance display.
- These images 71a and 71b are temporarily displayed only during a period in which the information to be notified is valid.
- a first image 70 that mainly notifies information as feedback for the input of the driver D is displayed as an intermediate virtual image 62.
- an entertainment device mounted on the vehicle A (see FIG. 3) and a first image 70 related to the comfort device are associated with the intermediate projection plane 32 (see FIG. 3). Projected onto the intermediate projection plane 32.
- a track image 72 for notifying information on the music selected by the driver D, an image for notifying the set temperature of the air conditioner selected by the driver D, and the like are displayed as the intermediate virtual image 62.
- a first image 70 that mainly notifies the state of the vehicle A is associated with the near projection plane 33, projected onto the near projection plane 33, and displayed as a near virtual image 63.
- a vehicle speed image 73 indicating the traveling speed of the vehicle A, an eco-drive indicator image based on the instantaneous fuel consumption of the vehicle A, and the like are displayed as the near virtual image 63.
- the second image 75 mainly notifies the state of the vehicle A in the same manner as the image associated with the neighboring projection plane 33 among the plurality of types of the first images 70.
- a host vehicle status image 75a, a shift indicator image 75b, a fuel gauge image 75c, and the like imitating the external shape of the vehicle A are displayed as the real image 65.
- Each of the combiner plates 21 to 23 of the first embodiment described so far is provided with projection surfaces 30 having different magnifications. Therefore, if the selection combiner plate 20s arranged in the first projection range PA1 and projected by the light emitted from the virtual image display 40 is switched by the switching mechanism 90, the enlargement ratio from the intermediate image 70b to the virtual image 60 is also changed.
- the size and the imaging position of the virtual image 60 are clear according to a change in display items related to the operation of an in-vehicle device such as an air conditioner, a change in the situation of the vehicle A, or a selection operation of the driver D Can be changed.
- the first image 70 notifies the driver D of the image formation position at which the light of the first image 70 is formed as a virtual image 60 by switching the combiner plates 21 to 23. It can be changed as appropriate according to the characteristics of the information. Therefore, the HUD device 100 can display the first image 70 for notifying information in a virtual image so that the driver D can notice it accurately.
- the plurality of combiner plates 21 to 23 are integrated by the holding shaft portion 28. Therefore, the switching mechanism 90 does not have to move the plurality of combiner plates 21 to 23 individually. As described above, the configuration of the switching mechanism 90 can be simplified.
- the switching mechanism 90 has an operation of moving the newly selected combiner plate to the first projection range PA1 and an operation of retracting the combiner plate arranged in the first projection range PA1 when switching the combiner plate. Can be done at the same time. According to the above, since the switching time of the selected combiner plate 20s can be shortened, the virtual image display interruption time associated with the switching can be shortened.
- the imaging positions of the first images 70 for notifying the driver D of information are It can be a suitable position for notifying the information. Therefore, the HUD device 100 can display the first image 70 for notifying information so that the driver D can accurately recognize it.
- the second image 75 is displayed as a real image on the convex rear surface of the retractor combiner plate 20r arranged in the second projection range PA2.
- the display position of such a real image 65 is clearly different from the display position of each virtual image 60 because it is on the back surface of the retractable combiner plate 20r.
- the HUD device 100 can further widen the range of expression of information presentation by combining the real image display utilizing the retraction combiner plate 20r not used for the virtual image display with the virtual image display.
- the retracting combiner plate 20r corresponds to the “retracting projection member”
- the combiner plates 21 to 23 correspond to the “projecting member”
- the holding shaft portion 28 corresponds to the “holding portion”.
- the vehicle A corresponds to a “moving body”
- the first projection range PA1 corresponds to a “projection range”.
- the HUD device 200 of the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 is a modification of the first embodiment.
- the HUD device 200 according to the second embodiment includes a combiner unit 220, a housing 250, a switching mechanism 290, a virtual image display 40 and a control circuit 80 (see FIG. 4) that are substantially the same as those in the first embodiment. Yes.
- the combiner unit 220, the housing 250, and the switching mechanism 290 are structures corresponding to the elements 20, 50, 90 (see FIGS. 3 and 4) of the first embodiment.
- a configuration corresponding to the real image display 45 (see FIG. 3) of the first embodiment is omitted.
- the HUD device 200 is disposed above and behind the combination meter 110, for example.
- the combiner unit 220 includes a plurality of (three) combiner plates 221 to 223 provided separately from the windshield 13 of the vehicle A, and a slide support portion 228 that supports the combiner plates 221 to 223. It is configured.
- Each of the combiner plates 221 to 223 has a configuration corresponding to each of the combiner plates 21 to 23 of the first embodiment, and is a half mirror having a projection surface 30 having the function of a concave mirror. In each of the combiner plates 221 to 223, the enlargement ratios of the projection surfaces 30 are different from each other.
- the combiner plates 221 to 223 are arranged along the front-rear direction of the vehicle A with the projection surfaces 30 facing the driver seat.
- the combiner plate 221 having the far projection surface 31 is located in the front of the three combiner plates 221 to 223 farthest from the virtual image display 40.
- the combiner plate 223 having the near projection surface 33 is located in the rear of the three combiner plates 221 to 223 that is closest to the virtual image display 40.
- a combiner plate 222 having an intermediate projection surface 32 is located between the two combiner plates 221 and 223.
- the slide support 228 is fixed to the housing 250.
- the slide support portion 228 is formed with a plurality of guide grooves 229 extending along the vertical direction of the vehicle A.
- Each combiner plate 221 to 223 is individually attached to each guide groove 229.
- the slide support portion 228 supports the combiner plates 221 to 223 so as to be movable up and down in the vertical direction of the vehicle A by the guide grooves 229. By such support of the slide support portion 228, the combiner plates 221 to 223 can be individually protruded from the housing 250.
- the above combiner unit 220 is arranged in the first projection range PA1 by protruding one of the three combiner plates 221 to 223 from the housing 250 as the selected combiner plate 220s. Of the three combiner plates 221 to 223, the other two except for the selected combiner plate 220s are accommodated in the housing 250. By changing one lifted as the selected combiner plate 220s, the combiner unit 220 can switch the enlargement ratio of the projection plane 30, and thus the imaging position of each virtual image 60.
- the housing 250 holds the slide support portion 228 by both side wall portions facing each other in the width direction of the vehicle A.
- a projection opening 251 and a plate opening 255 are formed in the housing 250.
- the projection opening 251 corresponds to the first projection opening 51 of the first embodiment, and is closed by a translucent transmission lid member 252.
- the plate opening 255 is formed above the combiner plates 221 to 223. The plate opening 255 can pass the selective combiner plate 220s protruding from the housing 250.
- the switching mechanism 290 is a mechanism for moving the combiner plates 221 to 223 up and down individually. In accordance with a control signal from the control circuit 80 (see FIG. 4), the switching mechanism 290 can cause the selected combiner plate 220 s to protrude into the first projection range PA 1 and draw another combiner plate into the housing 250. By such an operation, the selected combiner plate 220s arranged in the first projection range PA1 is switched among the plurality of combiner plates 221 to 223.
- the switching mechanism 290 is a screw mechanism constituted by, for example, a plurality of sets of screw shafts and screw nuts, and a plurality of motors. Each screw shaft extends in the vertical direction along each guide groove 229. Each screw nut is screwed with a screw shaft. The screw nuts are fixed to the combiner plates 221 to 223, respectively. The screw nut can move integrally with each of the combiner plates 221 to 223 along the rotating screw shaft.
- Each motor is a servo motor, a stepping motor, or the like, and is provided for each screw shaft.
- the switching mechanism 290 allows the combiner plates 221 to 223 to move up and down along the guide grooves 229 by rotating the screw shafts individually by the motors.
- the HUD device 200 can display a virtual image of the first image 70 for notifying information so that the driver D can notice it accurately.
- the combiner plates 221 to 223 correspond to “projection members”, and the slide support portion 228 corresponds to “support portions”.
- the HUD device 300 of the third embodiment shown in FIG. 9 is another modification of the first embodiment.
- the HUD device 300 includes a combiner unit 320 instead of the combiner unit 20 (see FIG. 3) of the first embodiment.
- the projection planes 330 partitioned by the combiner plates 321 to 323 of the combiner unit 320 are different not only in magnification but also in transmittance.
- Each of the combiner plates 321 to 323 is a half mirror that transmits a part of incident light and reflects the other part as in the first embodiment.
- Each of the combiner plates 321 to 323 is formed of smoke plates having different concentrations.
- the projection surfaces 330 of the combiner plates 321 to 323 have different transmittances and exhibit different reflectances. Therefore, each projection surface 330 functions as a concave mirror having different magnification and reflectance.
- the combiner plate 321 is formed with a far projection surface 331 having the largest magnification.
- the transmittance of the far projection plane 331 is set to the lowest value (for example, 20%) among the three projection planes 330.
- the combiner plate 323 is formed with a vicinity projection surface 333 having the smallest enlargement ratio.
- the transmittance of the neighboring projection surface 333 is set to the highest value (for example, 70%) among the three projection surfaces 330.
- an intermediate projection surface 332 having an intermediate magnification ratio between the far projection surface 331 and the near projection surface 333 is formed.
- the transmittance of the intermediate projection plane 332 is set to a value (for example, 40%) that is higher than the far projection plane 331 and lower than the neighboring projection plane 333.
- the reflectance of the far projection surface 331 becomes higher than the reflectances of the intermediate projection surface 332 and the nearby projection surface 333.
- the virtual image 60 formed when the combiner plate 321 is the selected combiner plate 320s has higher brightness than the virtual image 60 when the other combiner plates 322 and 323 are the selected combiner plate 320s.
- the reflectance of the near projection surface 333 is lower than the reflectances of the far projection surface 331, the intermediate projection surface 332, and the near projection surface 333.
- the virtual image 60 formed when the combiner plate 323 is the selected combiner plate 320s has lower brightness than the virtual image 60 when the other combiner plates 321 and 322 are the selected combiner plate 320s.
- the distant projection surface 331 having a low transmittance is controlled by the control mechanism 80 (see FIG. 4), so that the distant projection surface 331 has a low transmittance. Placed in.
- the distant projection surface 331 having a high reflectance it is possible to ensure the visibility of the virtual image 60 even in an environment with a lot of external light.
- the distant projection surface 331 having a high reflectance is disposed in the first projection range PA1. As a result, information missed by the driver D is reduced by the notification using the high-luminance virtual image 60.
- the near projection surface 333 having a high transmittance is arranged in the first projection range PA1.
- the virtual image 60 that is difficult to feel dazzling can be displayed even for the driver D who is darkly adapted.
- the third embodiment described so far has the same effect as the first embodiment, and the HUD device 300 can display the virtual image 60 that is easily noticed by the driver D.
- the luminance of the virtual image 60 is adjusted according to the external light amount, the degree of information urgency, and the like by selectively using a plurality of combiner plates 321 to 323 having different transmittances. According to the above, information notified by the virtual image 60 is more reliably transmitted to the driver D.
- the combiner plates 321 to 323 correspond to “projection members”.
- the HUD device 400 of the fourth embodiment shown in FIGS. 10 and 11 is a modification of the third embodiment.
- the HUD device 400 includes a combiner unit 420 instead of the combiner unit 20 (see FIG. 3) of the first embodiment.
- the combiner unit 420 includes two combiner plates 421 and 423, a cover plate 426, a holding shaft portion 28, and the like. At least a part of the combiner unit 420 is accommodated in an accommodation recess 457 provided in the housing 450.
- the combiner plates 421 and 423 have a configuration corresponding to the combiner plates 321 and 323 (see FIG. 9) of the third embodiment.
- a far projection plane 431 is defined on the combiner plate 421.
- the combiner plate 423 is partitioned with a proximity projection plane 433.
- the transmittance (for example, 20%) of the far projection surface 431 is set to a value lower than the transmittance (for example, 70%) of the near projection surface 433.
- the reflectance of the far projection plane 431 is higher than the reflectance of the near projection plane 433. Therefore, the virtual image 60 in the case of projecting light from the virtual image display 40 to the far projection plane 431 is displayed with higher brightness than the virtual image 60 in the case of projecting light from the virtual image display 40 to the nearby projection plane 433.
- the cover plate 426 is formed in a flat plate shape using a light shielding resin material or the like.
- the outer shape of the cover plate 426 is a substantially rectangular shape that is substantially the same as the outer shape of each of the combiner plates 421 and 423.
- the texture and color of the surface of the cover plate 426 are matched to the upper surface of the instrument panel 11.
- the holding shaft portion 28 is supported by the housing 450 so as to be rotatable around the rotation axis RA.
- the holding shaft portion 28 is disposed in the middle of the opening 458 of the housing recess 457 in the front-rear direction with a posture along the rotation axis RA in the width direction of the vehicle A.
- One long side of each of the combiner plates 421 and 423 and one long side of the cover plate 426 are attached to the holding shaft portion 28.
- the combiner plates 421 and 423 and the cover plate 426 are held by the holding shaft portion 28 in a state of being spaced apart from each other around the rotation axis RA. In the circumferential direction of the rotation axis RA, the cover plate 426 and the combiner plate 423 are positioned with a shift of about 180 °.
- the outer shapes of the combiner plates 421 and 423 and the cover plate 426 are similar to the half area of the opening 458 divided forward and backward by the holding shaft portion 28, and are slightly smaller than the half area of the opening 458. Has been.
- the combiner unit 420 configured as described above serves as a dust-proof cover that substantially covers the opening 458 when the two combiner plates 421 and 423 are both retracted from the first projection range PA1. Make it work. Specifically, the cover plate 426 covers a front area far from the driver D among the two areas of the opening 458 defined by the holding shaft portion 28 (see FIG. 10). On the other hand, the combiner plate 423 covers a rear area close to the driver D among the two areas of the opening 458 defined by the holding shaft portion 28.
- the other combiner plate 421 extends from the holding shaft portion 28 toward the lower side of the virtual image display 40 (see FIG. 11).
- the combiner plate 421 functions as a dust-proof cover that covers the space below the virtual image display 40 in the housing recess 457.
- the fourth embodiment described so far has the same effect as the first embodiment.
- the combiner plates 421 and 423 are accommodated in the accommodating recess 457 so as not to protrude from the instrument panel 11.
- the combiner plate 423 and the cover plate 426 are used as a dust-proof cover, and make it difficult for the driver D to visually recognize the housing recess 457. According to the above, the appearance in front of the driver's seat when the virtual image 60 is not displayed is improved.
- the combiner plate 421 and the cover plate 426 cover almost the entire opening 458, thereby preventing dust and dust from entering the housing recess 457 recessed from the instrument panel 11.
- the combiner plate 421 covers the driver D side of the housing recess 457 under the virtual image display 40. Due to the arrangement of the combiner plate 421, the appearance of the upper surface of the instrument panel 11 when the virtual image 60 is displayed is also maintained high.
- the combiner plates 421 and 423 correspond to “projection members”, and the cover plate 426 corresponds to “lid members”.
- the HUD device 500 of the fifth embodiment shown in FIGS. 12 and 13 is a modification of the fourth embodiment.
- an optical path recess 559 is formed in addition to the housing recess 557.
- the optical path recess 559 is formed behind the housing recess 557 in the front-rear direction of the vehicle, and is recessed with respect to the instrument panel 11 like the housing recess 557.
- the virtual image display 40 is accommodated in one of the side walls of the optical path recess 559 that is located closest to the driver D.
- the optical path recess 559 forms an optical path from the virtual image display 40 toward the first projection range PA1.
- the combiner unit 520 includes two combiner plates 521 and 523 and a cover plate 526 held by the holding shaft portion 28 as in the fourth embodiment.
- the combiner unit 520 can position the cover plate 526 and the combiner plate 523 in the opening 558 of the housing recess 557 (see FIG. 12).
- the cover plate 526 and the combiner plate 523 function as a dust-proof cover that substantially closes the opening 558.
- the combiner unit 520 can close the region closer to the driver D than the holding shaft portion 28 in the opening 558 by the combiner plate 521. (See FIG. 13). Further, when the combiner plate 521 is positioned in the first projection range PA1, the combiner unit 520 can close almost the entire opening 558 by the combiner plate 523 and the cover plate 526.
- the cover plate 526 and the combiner plates 521 and 523 function as a dust-proof cover that closes the opening 558 of the housing recess 557.
- the combiner plates 521 and 523 correspond to “projection members”, and the cover plate 526 corresponds to “lid members”.
- the HUD device 600 shown in FIGS. 14 and 15 has a configuration in which the combiner unit 520 (see FIG. 12) of the fifth embodiment is replaced with a combiner unit 620.
- the combiner unit 620 includes a single combiner plate 621, a base plate 626, a holding shaft portion 28, and the like.
- the base plate 626 is formed in a rectangular flat plate shape using a light shielding resin material.
- the outer shape of the base plate 626 is similar to the opening 558 of the housing recess 557 and is set slightly smaller than the opening 558.
- the base plate 626 is formed integrally with the holding shaft portion 28 and is rotatable with respect to the housing 550.
- the combiner plate 621 is attached to one of the two planes of the base plate 626.
- the combiner plate 621 is held by the base plate 626 in a posture substantially orthogonal to the base plate 626.
- the combiner plate 621 rotates integrally with the base plate 626 and the holding shaft portion 28 and is accommodated in the accommodating recess 557.
- the combiner unit 620 rotates 180 ° when driven by the switching mechanism 90.
- the combiner unit 620 closes the opening 558 by the base plate 626 and positions the combiner plate 621 in the first projection range PA1.
- the combiner unit 620 accommodates the combiner plate 621 in the accommodation recess 557 while closing the opening 558 with the base plate 626.
- the base plate 626 functions as a dust-proof cover that closes the opening 558 of the housing recess 557.
- each HUD device of the above embodiment only one combiner plate is arranged in the first projection range.
- a plurality of combiner plates may be arranged side by side in the first projection range.
- the number of combiner plates provided in the HUD device is not limited to three as in the above embodiment. The number of combiner plates provided in the HUD device can be appropriately changed as long as it is two or more.
- the HUD device in the HUD device according to the first modification of the second embodiment, two combiner plates are provided.
- One combiner plate protrudes into the first projection range, and the other combiner plate is accommodated in the housing.
- the combiner plate housed in the housing is used as a retracting combiner plate, and a real image display that irradiates the second image light on the back surface of the combiner plate is provided.
- the second image can be displayed as a real image on the projection surface of the retractable combiner plate.
- each combiner plate in the above embodiment is based on, for example, the curvature at the center of each projection plane.
- the curvature of the entire projection surface may be constant at the center curvature, or may gradually change as the distance from the center increases.
- the magnification of each projection plane is also defined based on the curvature of each center. Note that the center of each projection plane is the center of gravity of the projection plane for convenience.
- the combiner plate may form the projection surface by the concave surface of the Fresnel lens shape in which the curved surface divided
- the light transmittance is set lower as the projection surface has a larger magnification.
- the light transmittance may be set higher as the projection surface has a smaller magnification.
- the light transmittance and reflectance of each projection surface may be substantially the same.
- the transmittances of the projection surfaces may be set to be different from each other.
- a projector that combines a liquid crystal panel and a projection light source is used as each display that emits light of an image.
- the configuration of the display can be changed as appropriate.
- a DLP Digital Light Processing (registered trademark)
- DMD digital micro device
- a laser scanner having a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror and a laser light source that projects light toward the MEMS mirror can be employed as the display.
- MEMS Micro Electro Mechanical Systems
- the light of the image emitted from the virtual image display is directly incident on each projection plane.
- an optical system including one or a plurality of concave mirrors or plane mirrors, lenses, or the like that refracts the light of the image in the housing may be provided. Good.
- Each HUD device of the above embodiment was configured to project image light onto a combiner plate protruding upward from the instrument panel.
- the HUD device may be configured to project image light onto a combiner plate suspended from the ceiling of the vehicle A.
- the function of the display control device 88 in the above embodiment may be incorporated in the control circuit 80 of the HUD device.
- the control circuit of the other vehicle equipment mounted in the vehicle A may also serve as the function of the display control device 88.
- a control circuit provided in the combination meter can control the virtual image display of the HUD device together with the display of the meter.
- the HCU (Human Machine Interface) Control Unit integrated control of information presentation to the driver
- the control circuit of the portable terminal brought into the passenger compartment by the driver may also serve as the function of the display control device 88.
- eyelips can be set for each of the right eye and the left eye based on an eye range that statistically represents the distribution of the driver's eye position. It is desirable for the HUD device to display each virtual image so that the driver can visually recognize the left and right eyes within the eyelips.
- the characteristic structure of this indication is applicable also to the HUD apparatus mounted in various moving bodies (transport equipment), such as ships other than a vehicle, and an aircraft.
- the HUD device is mounted on the moving body A and displays the virtual image 60 that is visible by the occupant D of the moving body, and the virtual image display that emits the light of the image 70 formed as a virtual image Each having a concave projection surface 30, 330 on which light emitted from the virtual device 40 and the light emitted from the virtual image display device are projected, and a virtual image obtained by enlarging the image projected on the projection surface is displayed.
- the HUD device includes switching mechanisms 90 and 290 that switch members among a plurality of projection members.
- each of the plurality of projection members in this aspect projection planes having different magnifications are provided. Therefore, if the projection member to which the light emitted from the virtual image display device is projected is arranged by the switching mechanism, the imaging position of the virtual image can be clearly changed by changing the magnification ratio of the virtual image. .
- the HUD device With such a HUD device, it is possible to change the imaging position where the light of the image is formed as a virtual image according to the characteristics of the information notified to the occupant by this image by switching the projection member It becomes. Therefore, the HUD device can display a virtual image so as to be accurately noticed by an occupant.
- the HUD device 2100 according to the sixth embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 16 to 19 is mounted on the vehicle A.
- the HUD device 2100 displays various virtual images 2060 that can be visually recognized by the driver D who is an occupant of the vehicle A.
- the HUD device 2100 is disposed in front of the driver D.
- the main body portion of the HUD device 2100 is accommodated in the instrument panel 2011 of the vehicle A.
- the HUD device 2100 includes a combiner 2020, a display 2040, a housing 2050, a rotation mechanism 2090, a control circuit 2080 (see FIG. 20), and the like.
- the combiner 2020 is provided separately from the windshield 2013 at a position away from the windshield 2013 of the vehicle A toward the driver seat on which the driver D is seated.
- the combiner 2020 is a half mirror that transmits a part of incident light and reflects the other part.
- the combiner 2020 is formed in an elliptical plate shape using a plate material of a translucent material such as polycarbonate resin, acrylic resin, and glass.
- the combiner 2020 is curved in a concave shape.
- the combiner 2020 is provided with a rotation support portion 2025 and a plurality of projection surface portions 2030.
- the rotation support portion 2025 is formed at the center (center) of the combiner 2020.
- the rotation support portion 2025 is attached to the housing 2050.
- the combiner 2020 is supported by the housing 2050 so as to be rotationally displaceable around a virtual rotation axis RA defined by the rotation support portion 2025, and rotates relative to the housing 2050.
- the rotation axis RA is along the front-rear direction of the vehicle A, and has a substantially horizontal posture with respect to the ground on which the vehicle A is placed.
- the plurality of projection surface portions 2030 are formed on one surface of the combiner 2020 that faces the driver's seat. Each projection surface portion 2030 is formed in a concave shape.
- Light of various images 2070 formed as a virtual image 2060 is projected onto a part of the plurality of projection surface portions 2030.
- the specific projection surface unit 2030 onto which the light of the image 2070 is projected (hereinafter referred to as a selective projection surface unit 2030s) reflects the light of the image 2070 toward the driver D.
- a virtual image 2060 obtained by enlarging the projected image 2070 is displayed at a position farther than the selected projection plane 2030s so as to be visible by the driver D.
- the combiner 2020 includes a plurality (four) of near projection planes 2032 and a plurality (two) of far projection planes 2031 as projection planes 2030.
- Each of the neighboring projection surface portions 2032 is formed in a perfect circular region centering on the rotation support portion 2025 in the inner peripheral surface of the combiner 2020.
- Each near projection surface portion 2032 is defined side by side with the combiner 2020 in an arrangement shifted by 90 ° in the circumferential direction around the rotation support portion 2025.
- the corner portions of the neighboring projection plane portions 2032 overlap each other.
- the pair of neighboring projection surface portions 2032 are located with the rotation support portion 2025 in between in the minor axis direction of the combiner 2020.
- the remaining pair of neighboring projection surface portions 2032 are positioned with the rotation support portion 2025 in between in the major axis (longitudinal) direction of the combiner 2020.
- the pair of far projection surface portions 2031 are located on the outer peripheral side of each of the neighboring projection surface portions 2032 with the rotation support portion 2025 interposed therebetween in the major axis direction of the combiner 2020.
- the near projection surface portion 2032 and the far projection surface portion 2031 are curved in a concave shape with different curvatures. Therefore, the near projection plane part 2032 and the far projection plane part 2031 function as concave mirrors having different magnifications. Specifically, the curvature of the far projection surface portion 2031 is defined to be larger than the curvature of the near projection surface portion 2032. Therefore, the magnification of the far projection plane 2031 is larger than the magnification of the neighboring projection plane 2032.
- the above combiner 2020 changes the selected projection plane part 2030s to be arranged in the projection range PA1 by rotation with respect to the housing 2050 among the plurality of near projection plane parts 2032 and the far projection plane part 2031.
- the selective projection surface portion 2030s in the projection range PA1 faces the driver's seat in a state of protruding from the upper surface of the instrument panel 2011.
- the light of the image 2070 emitted from the display device 2040 is projected onto the selective projection plane unit 2030s.
- the light of the image 2070 projected onto the near projection plane 2032 and the light of the image 2070 projected onto the far projection plane 2031 are imaged as virtual images 2060 at different imaging positions.
- one neighboring projection surface portion 2032 is arranged in the projection range PA1.
- the light of the image 2070 projected onto the near projection surface portion 2032 is formed as a near virtual image 2062 about 0.5 meters ahead of the near projection surface portion 2032, for example.
- one distant projection surface portion 2031 is included in the projection range PA1 in addition to the one near projection surface portion 2032.
- the light of the image 2070 projected on the far projection plane 2031 is formed as a far virtual image 2061, for example, about 1.5 meters ahead of the far projection plane 2031.
- the HUD device 2100 the state in which the short axis of the combiner 2020 is along the vertical direction of the vehicle A is referred to as “first display mode”, and the state in which the long axis of the combiner 2020 is along the vertical direction of the vehicle A This is called “two display mode”.
- first display mode the state in which the short axis of the combiner 2020 is along the vertical direction of the vehicle A
- two display mode the HUD device 2100 allows the driver to visually recognize both the far virtual image 2061 and the near virtual image 2062.
- the distant virtual image 2061 is displayed above the near virtual image 2062 in appearance from the driver D.
- the display 2040 is configured to emit light of the image 2070 toward the selected projection plane 2030s arranged in the projection range PA1.
- the indicator 2040 is arranged behind the combiner 2020 in the front-rear direction of the vehicle A.
- the display 2040 includes a liquid crystal panel 2041, a projection light source 2043, and the like.
- the liquid crystal panel 2041 has a display surface 2042.
- the display surface 2042 is formed in a rectangular flat plate shape. A large number of pixels are two-dimensionally arranged on the display surface 2042. Each pixel is provided with red, green, and blue sub-pixels.
- the liquid crystal panel 2041 can color-display various images 2070 on the display surface 2042 by controlling the light transmittance of the sub-pixels. In the following description, the image 2070 formed on the display surface 2042 is particularly referred to as an “intermediate image 2070b”.
- the projection light source 2043 has a plurality of LEDs that emit white light source light, and a prism that guides the light emitted from each LED to the liquid crystal panel 2041.
- the light emitted from each LED is guided to the back side of the display surface 2042 and transmits and illuminates the intermediate image 2070b formed on the display surface 2042.
- the light that has passed through the display surface 2042 is projected onto the selected projection surface portion 2030s in the projection range PA1.
- the housing 2050 is a housing of the HUD device 2100 formed in a box shape from a resin material.
- the housing 2050 houses a display 2040, a control circuit 2080 (see FIG. 20), and the like.
- the housing 2050 is accommodated in the instrument panel 2011 so that it is difficult for the driver D to visually recognize it.
- the upper surface of the housing 2050 has the same color and texture as the instrument panel 2011 so that the upper surface of the instrument panel 2011 can be viewed integrally.
- the housing 2050 is provided with a projection opening 2051 and a combiner support portion 2053.
- the projection opening 2051 is a through-opening formed in the irradiation range of light emitted from the display surface 2042 toward the selected projection surface portion 2030s among the plurality of wall portions constituting the housing 2050.
- the projection opening 2051 is fitted with a lid member 2052 formed in a plate shape from a translucent resin material.
- the lid member 2052 physically blocks the projection opening 2051 while allowing the light of the image 2070 to pass therethrough, thereby preventing dust and dirt from entering the housing 2050.
- the combiner support portion 2053 is a bearing portion formed on the wall portion of the housing 2050.
- the combiner support portion 2053 supports the both ends of the rotation support portion 2025 in the axial direction with bearings in a posture in which the rotation axis RA of the combiner 2020 is along the longitudinal direction of the vehicle A.
- the combiner 2020 can be rotationally displaced with respect to the housing 2050 by supporting the rotation support portion 2025 by the combiner support portion 2053.
- a retracted projection surface portion at least a part of each projection surface portion (hereinafter referred to as a retracted projection surface portion) 2030r at the position retracted from the projection range PA1 is accommodated in the housing 2050.
- the rotation mechanism 2090 is a mechanism that rotates and displaces the combiner 2020 around the rotation axis RA.
- the rotation mechanism 2090 can switch the selected projection plane unit 2030 s arranged in the projection range PA ⁇ b> 1 among the plurality of projection plane units 2030 by rotationally displacing the combiner 2020.
- the rotation mechanism 2090 can increase / decrease the number of projection plane parts 2030 arranged in the projection range PA1 by rotating and disposing the combiner 2020.
- the rotation mechanism 2090 includes a stepping motor 2091, a reduction gear unit 2092, and the like.
- Stepping motor 2091 is, for example, a permanent magnet type motor, and outputs a rotational force for displacing combiner 2020 from the output shaft.
- the reduction gear unit 2092 has a configuration in which one or a plurality of transmission gears are engaged.
- the reduction gear unit 2092 transmits the rotation to the rotation support unit 2025 while decelerating the rotation of the stepping motor 2091.
- the rotation mechanism 2090 rotates and displaces the combiner 2020 by 90 degrees by the rotation of the output shaft of the stepping motor 2091, and sequentially switches between the first display mode and the second display mode.
- the control circuit 2080 is a circuit that controls display by the HUD device 2100 as shown in FIGS. 20 and 17.
- the control circuit 2080 is mainly configured by a microcontroller 2081 having a processor, a RAM, a storage medium, and the like.
- the control circuit 2080 is connected to a display control device 2088 mounted on the vehicle A in addition to the liquid crystal panel 2041, the projection light source 2043, and the stepping motor 2091.
- the display control device 2088 is connected to a communication bus 2089 mounted on the vehicle A. Information on the vehicle A based on the detection results of various mounted sensors is output to the communication bus 2089.
- the display control device 2088 acquires information on the vehicle A through the communication bus 2089.
- the display control device 2088 selects the image 2070 for notifying the driver D of the acquired information on the vehicle A.
- the display control device 2088 uses the first display mode and the second display mode so that the projection surface portion 2030 suitable for the projection of the selected image 2070 is arranged in the projection range PA1 based on the acquired information characteristic of the vehicle A. Set which one to use.
- the display control device 2088 outputs a control signal for projecting the selected image 2070 onto the selected projection surface unit 2030 to the control circuit 2080.
- the control circuit 2080 performs display control of the liquid crystal panel 2041 and light emission control of the projection light source 2043 according to the control signal output from the display control device 2088. In addition, the control circuit 2080 performs rotation control of the combiner 2020 by the rotation mechanism 2090. Accordingly, the rotation mechanism 2090 selects the selected projection plane unit 2030s associated with the image 2070 projected by the display 2040, and controls the operation of the stepping motor 2091 so that the selected projection plane unit 2030s is arranged in the projection range PA1. To do.
- the HUD device 2100 when at least one of the urgency level and the importance level is high and there is information that the driver D (see FIG. 17) wants to immediately recognize, the HUD device 2100 is set to the second display mode. Then, an image 2070 for notifying information with a high degree of urgency or importance is displayed as a distant virtual image 2061.
- an image 2070 related to the road guidance display and the preventive safety display is associated with the far projection plane 2031 and is projected onto the far projection plane 2031.
- a turn-by-turn image 2071 or the like for notifying a point to turn left or right is displayed as a distant virtual image 2061 on the road guidance display.
- an AEB (Autonomous Emergency Braking) indicator image for notifying the operation of the collision damage reduction (automatic) brake mounted on the vehicle A is displayed as a distant virtual image 2061 of the preventive safety display.
- These images 2070 are temporarily displayed only during a period in which the information to be notified is valid, and are turned off when the valid period expires.
- the HUD device 2100 is returned to the first display mode.
- the HUD device 2100 is set to the first display mode. Then, in both the first display mode and the second display mode shown in FIGS. 16 and 18, an image 2070 that mainly notifies the state of the vehicle A is displayed as the neighborhood virtual image 2062. For example, a vehicle speed image 2072 indicating the traveling speed of the vehicle A, an eco-drive indicator image based on the instantaneous fuel consumption of the vehicle A, and the like are associated with the vicinity projection surface portion 2032 and are displayed on the vicinity projection surface portion 2032 arranged in the projection range PA1. Projected.
- the combiner 2020 of the sixth embodiment described so far is provided with a plurality of projection surface portions 2030 having different magnifications. Therefore, if the selected projection plane portion 2030s arranged in the projection range PA1 is changed by the rotational displacement of the combiner 2020 by the rotation mechanism 2090, the imaging position of the virtual image 2060 is clearly changed by changing the magnification ratio of the virtual image 2060. obtain.
- the image formation position at which the light of the image 2070 is imaged as a virtual image 2060 is changed according to the characteristics of the information notified to the occupant by the image 2070 by changing the projection plane 2030. It is possible to switch. Therefore, the HUD device 2100 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the occupant.
- the retracted projection surface portion 2030r on which the light of the image 2070 is not projected is accommodated in the housing 2050. According to the above, the retracted projection surface portion 2030r that is not used for virtual image display becomes inconspicuous. Therefore, even when the plurality of projection surface portions 2030 are defined in the combiner 2020, deterioration in appearance can be prevented.
- the HUD device 2100 of the sixth embodiment can additionally arrange the far projection plane 2031 in the projection range PA1 by switching to the second display mode when notifying information of high urgency or importance. is there.
- the HUD device 2100 having such a configuration can attract the attention of the driver D and accurately convey the information to the driver D by displaying the distant virtual image 2061 in the central visual field of the driver D or in the vicinity thereof.
- the rotation mechanism 2090 realizes the change of the enlargement ratio of the virtual image 2060 and consequently the imaging position of the virtual image 2060 only by a simple movement of rotating the combiner 2020.
- the plurality of projection surface portions 2030 are arranged around the rotation axis RA and rotated by the rotation mechanism 2090, the HUD device 2100 can be accurately noticed by the driver D while avoiding complication of the configuration.
- Such virtual image display can be performed.
- the image formation position of each image 2070 that notifies the driver D of information is used to notify the information. It can be a suitable position. Therefore, the HUD device 2100 can display the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the driver.
- the combiner 2020 corresponds to the “projection member”
- the rotation mechanism 2090 corresponds to the “displacement mechanism”
- the vehicle A corresponds to the “moving body”
- the driver D becomes the “occupant”. Equivalent to.
- the HUD device 2200 of the seventh embodiment shown in FIGS. 21 to 23 is a modification of the sixth embodiment.
- the HUD device 2200 according to the seventh embodiment includes a combiner 2220, a display 2240, a housing 2250, an elevating mechanism 2290, a control circuit 2080 (see FIG. 20) that is substantially the same as that of the sixth embodiment, and the like.
- the combiner 2220, the display 2240, the housing 2250, and the elevating mechanism 2290 are structures corresponding to the elements 2020, 2040, 2050, and 2090 (see FIG. 17) of the sixth embodiment.
- the combiner 2220 is formed in a shape in which three ellipses are joined in the major axis direction. Each elliptical portion is curved in a concave shape.
- the combiner 2220 is provided with a slide fitting portion 2225 and a plurality (three) of projection surface portions 2230.
- the slide fitting portion 2225 is attached to the housing 2250 so as to be slidable along the vertical direction of the vehicle A.
- the combiner 2220 can change the amount of protrusion from the housing 2250 and the instrument panel 2011 upward.
- the plurality of projection plane parts 2230 include a front projection plane part 2231, a left projection plane part 2232, and a right projection plane part 2233.
- the front projection surface portion 2231 is formed in the central elliptical portion having the largest area among the three elliptical portions arranged in the width direction of the vehicle A.
- the left projection surface portion 2232 is formed in an elliptical plate-like portion located on the left side of the front projection surface portion 2231 when viewed from the driver D.
- the right projection surface portion 2233 is formed in an elliptical plate-like portion located on the right side of the front projection surface portion 2231 when viewed from the driver D.
- the areas of the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 are substantially the same as each other, and are smaller than the area of the front projection surface portion 2231.
- the centers of the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 are located below the center of the front projection surface portion 2231.
- the front projection surface portion 2231, the left projection surface portion 2232, and the right projection surface portion 2233 are concavely curved with different curvatures, and function as concave mirrors having different magnifications.
- the enlargement factor of the front projection surface portion 2231 is set to a value larger than the enlargement factors of the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233.
- the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 are curved in a concave shape with substantially the same curvature, and have substantially the same magnification.
- the combiner 2220 changes the selected projection plane part 2230s to be arranged in the projection range PA1 and increases / decreases the area of the front projection plane part 2231 located in the projection range PA1 by the vertical displacement of the housing 2250. Specifically, when the combiner 2220 descends to the lowest position (see FIG. 21), only the front projection plane 2231 out of the three projection planes 2230 is arranged in the projection range PA1 as the selection projection plane 2230s. In this case, the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 are accommodated in the housing 2250 as the retracted projection surface portion 2230r. In addition, the front projection surface portion 2231 projects only the upper region upward from the housing 2250, and the lower region located outside the projection range PA1 is accommodated in the housing 2250 as the retreat region 2231r. .
- the light of the image 2070 projected on the front projection plane 2231 is formed as a front virtual image 2261, for example, about 1.5 meters ahead from the front projection plane 2231.
- an image 2070 notifying the state of the vehicle A such as the vehicle speed image 2072 is displayed as the front virtual image 2261.
- the combiner 2220 when the combiner 2220 is raised most upward (see FIG. 22), all of the front projection surface portion 2231, the left projection surface portion 2232, and the right projection surface portion 2233 are arranged in the projection range PA1 as the selection projection surface portion 2230s. ing. In addition, substantially the entire front projection surface portion 2231 protrudes upward from the housing 2250 and is disposed within the projection range PA1.
- the area in which the front virtual image 2261 can be displayed in the space in front of the windshield 2013 is expanded upward due to the increase in the area of the front projection surface portion 2231.
- the number of images 2070 displayed simultaneously as the front virtual image 2261 can be increased, or the size of the image 2070 displayed as the front virtual image 2261 can be increased.
- a turn-by-turn image 2071 or the like is displayed as the front virtual image 2261.
- the light of the image 2070 projected on the left projection surface 2232 and the right projection surface 2233 is formed as a left virtual image 2263 and a right virtual image 2264, respectively.
- the left virtual image 2263 is formed at a position shifted to the left from the front of the driver D and at a position about 0.7 meters from the left projection surface portion 2232 with a depth of front and rear.
- the right virtual image 2264 is formed at a position shifted from the front of the driver D in the right direction and at a position of about 0.7 meters from the right projection surface portion 2233 with a front and rear depth.
- a lane marking indicator image 2074a indicating whether or not the lane marking is correctly recognized by the driving support system is displayed.
- a pedestrian warning image 2074b that notifies a pedestrian approaching from the front side
- a blind spot monitor (BSM) image 2074c that notifies the approach of a subsequent vehicle traveling in the adjacent lane, and the like
- a left virtual image 2263 and a right side It is displayed as a virtual image 2264.
- the display 2240 can irradiate the light of the image 2070 at a wider angle in the width direction than the display 2040 (see FIG. 16) of the sixth embodiment. With this configuration, in the second display mode, in addition to the front projection surface portion 2231, the display 2240 also displays the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 protruding upward from the instrument panel 2011. It is possible to irradiate light.
- a projection opening 2251 and a slide support 2253 are formed in the housing 2250.
- the projection opening 2251 is a through-hole formed in the wall portion of the housing 2250 so that the light emitted from the display device 2240 is irradiated to the left projection surface portion 2232 and the right projection surface portion 2233 protruding from the instrument panel 2011. It is an opening.
- the projection opening 2251 is closed by a translucent lid member 2252.
- the slide support 2253 supports the combiner 2220 so that it can be displaced along the vertical direction.
- the slide support 2253 is formed with a pair of guide grooves 2254 extending along the vertical direction.
- One guide groove 2254 is provided on each side wall of the housing 2250 located on both sides of the combiner 2220 in the width direction. The combiner 2220 can be moved up and down along the guide groove 2254.
- the elevating mechanism 2290 is a mechanism that realizes the change of the projection surface portion 2230 disposed in the projection range PA1 and the increase or decrease of the area of the front projection surface portion 2231 disposed in the projection range PA1 by moving the combiner 2220 up and down. is there.
- the elevating mechanism 2290 sets the combiner 2220 so that the selected projection plane portion 2230s associated with the image 2070 projected by the display 2240 is arranged in the projection range PA1. Slide it up and down.
- the lifting mechanism 2290 slides and displaces the combiner 2220 in the vertical direction so that the area associated with the image 2070 projected by the display device 2240 is located within the projection range PA1.
- the elevating mechanism 2290 is constituted by, for example, a set of screw shafts and screw nuts, a motor 2291 and the like.
- the screw shaft extends in the vertical direction along the guide groove 2254.
- the screw nut is screwed to the screw shaft and is fixed to the combiner 2220.
- the screw nut can move integrally with the combiner 2220 along the rotating screw shaft.
- the motor 2291 is a servo motor or a stepping motor, and can transmit rotation to the screw shaft.
- the elevating mechanism 2290 enables the slide displacement of the combiner 2220 along the guide groove 2254 by rotating the screw shaft by the motor 2291.
- the HUD device 2200 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the occupant.
- the area of the front projection surface portion 2231 arranged in the projection range PA1 is increased or decreased by the slide displacement of the combiner 2220 by the elevating mechanism 2290. According to the enlargement / reduction of the area of the front projection surface portion 2231, the size of the range in which the virtual image 2060 can be displayed can be clearly changed.
- the size or display position of the image 2070 formed as the virtual image 2060 can be changed according to the characteristics of the information notified to the occupant by the image 2070. . Therefore, the HUD device 2200 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the occupant.
- the retreat area 2231r in the front projection surface 2231 where the light of the image 2070 is not projected is housed in the housing 2250. According to the above, the retreat area 2231r that is not used for virtual image display is less noticeable. Therefore, even if it is the structure which increases / decreases the area of the front projection surface part 2231 arrange
- the combiner 2220 corresponds to a “projection member”
- the lifting mechanism 2290 corresponds to a “displacement mechanism”.
- the HUD device 2300 of the eighth embodiment shown in FIGS. 24 and 25 is another modification of the sixth embodiment.
- the HUD device 2300 according to the eighth embodiment includes a combiner 2320 formed in a disk shape as a configuration corresponding to the combiner 2020 (see FIG. 16) of the sixth embodiment.
- the combiner 2320 includes a rotation support portion 2025 that is supported by the housing 2050 so as to be capable of rotational displacement, and a plurality (four) of projection surface portions 2330.
- the plurality of projection surface portions 2330 include two far projection surface portions 2331 and two near projection surface portions 2332.
- the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 are alternately arranged in the circumferential direction around the rotation axis RA defined by the rotation support portion 2025.
- the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 are defined so as not to overlap each other.
- the areas of the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 are substantially the same.
- the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 are concavely curved with different curvatures, and function as concave mirrors having different magnifications.
- the rotation mechanism 2090 can sequentially switch between the first display mode and the second display mode by rotating the combiner 2320 by 90 degrees so that the center of each projection plane portion 2330 is positioned immediately above the rotation axis RA. Therefore, one of the four projection planes 2330 positioned immediately above the rotation axis RA is positioned as the selected projection plane 2330s in the projection range PA1, and the other one positioned immediately below the rotation axis RA is the retracted projection plane 2330r. It will be in the state accommodated in the housing 2050.
- the near virtual image 2062 is displayed by projecting the light of the image 2070 onto the near projection plane part 2332 that is the selected projection plane part 2330s.
- the far virtual image 2061 is displayed by projecting the light of the image 2070 onto the far projection surface portion 2331 which is the selected projection surface portion 2330s.
- the rotation mechanism 2090 realizes a third display mode in which the combiner 2320 is continuously rotated.
- the display 2040 irradiates the light of the image 2070 toward the projection range PA1 in accordance with the rotation of the combiner 2320 based on the output signal of the control circuit 2080 (see FIG. 20).
- the display unit 2040 projects the projection light source 2043 in a projection range PA1 by causing the projection light source 2043 to emit light at a timing at which the centers of the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 are located immediately above the rotation axis RA.
- the light of the image 2070 is projected onto the surface portion 2330.
- the light of the image 2070 is alternately projected onto the far projection surface portion 2331 and the near projection surface portion 2332 having different magnifications.
- one image 2070 is alternately displayed as the far virtual image 2061 and the near virtual image 2062.
- display of the virtual image 2060 whose imaging position changes periodically is realized.
- an image 2070 related to preventive safety such as an AEB (Autonomous Emergency Braking) indicator image 2071a for notifying or announcing the operation of the collision damage reduction (automatic) brake mounted on the vehicle A is displayed. Is done.
- AEB Autonomous Emergency Braking
- the HUD device 2300 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the occupant.
- the virtual image 2060 moves in the depth direction on the appearance of the driver D. According to such a movement of the virtual image 2060, the HUD device 2300 can draw attention of the driver D and make the driver D aware of the highly urgent information.
- the combiner 2320 corresponds to a “projection member”.
- the HUD device 2400 of the ninth embodiment shown in FIGS. 26 to 28 is a modification of the seventh embodiment.
- the HUD device 2400 according to the ninth embodiment is provided with a plurality (three) of combiners 2421 to 2423.
- the HUD device 2400 includes an elevating mechanism 2490 that elevates each combiner 2421 to 2423 individually, and a housing 2450 that accommodates each combiner 2421 to 2423 and elevating mechanism 2490.
- Each of the combiners 2421 to 2423, the lifting mechanism 2490, and the housing 2450 has a configuration corresponding to the combiner 2220, the lifting mechanism 2290, and the housing 2250 (see FIG. 23) of the seventh embodiment, respectively.
- the center combiner 2421, the side combiner 2422, and the side combiner 2423 are half mirrors each having a projection surface portion 2430.
- the curvatures of the projection surface portions 2430 are substantially the same. Therefore, each projection surface portion 2430 functions as a concave mirror having substantially the same magnification.
- the combiners 2421 to 2423 are arranged in the width direction of the vehicle A along the upper edge of the instrument panel 2011 with the projection surface portions 2430 facing the driver's seat.
- Each of the combiners 2421 to 2423 is attached to the housing 2450 so that it can be moved up and down individually.
- the center combiner 2421 is disposed between the two side combiners 2422 and 2423, and is located in front of the driver D (see FIG. 23).
- the center combiner 2421 defines a front projection surface portion 2431 as a projection surface portion 2430.
- the light of the image 2070 projected on the front projection surface portion 2431 is imaged in front of the front projection surface portion 2431 as a front virtual image 2461.
- the side combiners 2422 and 2423 are arranged one on each side of the center combiner 2421 in the width direction of the vehicle A.
- a left projection surface portion 2432 is defined as the projection surface portion 2430.
- a right projection surface portion 2433 is defined as the projection surface portion 2430.
- the light of the image 2070 projected on the left projection surface unit 2432 and the right projection surface unit 2433 is formed as a left virtual image 463 and a right virtual image 2464 at positions shifted left and right from the front virtual image 2461, respectively.
- the elevating mechanism 2490 slides the combiners 2421 to 2423 individually in the vertical direction to increase or decrease the total area of the projection surface portions 2430 that protrude from the housing 2450 and are located within the projection range PA1.
- the retreat area 2430r located at a position outside the projection range PA1 in each projection surface portion 2430 is accommodated in the housing 2450 by the elevation mechanism 2490.
- the elevating mechanism 2490 has, for example, three sets of screw mechanism parts configured by a screw shaft, a screw nut, motors 2491a to 2491c, and the like. Each screw mechanism can slide and displace one of the three combiners 2421 to 2423 by the rotation of the motors 2491a to 2491c.
- the elevating mechanism 2490 elevates / lowers the center combiner 2421 based on the output signal from the control circuit 2080 to increase / decrease the area of the front projection surface portion 2431 disposed in the projection range PA1.
- the front projection surface portion 2431 positions the area associated with the image 2070 projected by the display 2240 within the projection range PA1. For example, the light of the vehicle speed image 2472 is projected onto the front projection surface portion 2431.
- the vehicle speed image 2472 is an image 2070 showing the current traveling speed of the vehicle A in comparison with the speed limit of the road that is traveling.
- the area of the front projection surface portion 2431 located within the projection range PA1 is associated with the traveling speed of the vehicle A. Therefore, the elevating mechanism 2490 continuously increases or decreases the amount of protrusion of the front projection surface portion 2431 from the instrument panel 2011 according to the traveling speed of the vehicle A.
- the vehicle speed image 2472 includes a pair of bar image portions 2472a and 2472b extending upward according to the traveling speed. Since the front projection plane 2431 is expanded upward as the traveling speed increases, the size of the range in which the front virtual image 2461 can be displayed is also expanded upward in the space. Therefore, the virtual image display of the bar image portions 2472a and 2472b extending upward according to the traveling speed becomes possible.
- the elevating mechanism 2490 operates to raise the side combiners 2422 and 2423 so that the left projection surface portion 2432 and the right projection surface portion 2433 are projected in the projection range PA1. Located within. According to the above operation, since the projection plane 2430 is expanded left and right along the width direction, the size of the range in which the virtual image 2060 can be displayed is also expanded left and right in the space. As a result, for example, when turning right and left at an intersection and changing lanes, a pedestrian warning image 2074b, a BSM image 2074c, and the like can be displayed as a left virtual image 463 or a right virtual image 2464.
- the projection surface portion 2430 is expanded and contracted by the slide displacement of the respective combiners 2421 to 2423 by the elevating mechanism 2490, so that the image 2070 formed as the virtual image 2060 is similar to the seventh embodiment.
- the size or display position can be clearly changed. Therefore, the HUD device 2400 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so that the occupant can accurately notice the image 2070.
- the HUD device 2400 of the ninth embodiment can cause the area of the projection plane portion 2430 located in the projection range PA1 to increase or decrease more significantly by slidingly displacing the plurality of combiners 2421 to 2423. Therefore, the HUD device 2400 can display the virtual image 2060 so that the passenger can be more accurately noticed.
- the driver D since the front virtual image 2461 is enlarged toward the range of the central visual field of the driver D, the driver D is easily aware of the excess speed. Thus, if the display which expands / contracts the vehicle speed image 2472 in the vertical direction according to the traveling speed of the vehicle A is performed, the driver D can be encouraged to be ready.
- the combiners 2421 to 2423 each correspond to a “projection member”, and the elevating mechanism 2490 corresponds to a “displacement mechanism”.
- the HUD device 2500 of the tenth embodiment shown in FIGS. 29 to 31 is a modification of the ninth embodiment.
- the HUD device 2500 according to the tenth embodiment configurations corresponding to the side combiners 2422 and 2423 (see FIG. 27) of the ninth embodiment are omitted.
- the HUD device 2500 includes a first display mode (see FIG. 29) in which the center combiner 2520 is lowered by moving the center combiner 2520 up and down by an elevating mechanism 2590, and a second display mode in which the center combiner 2520 is raised (see FIG. 30). To see).
- the control circuit 2080 (see FIG. 28) of the HUD device 2500 switches between the first display mode and the second display mode according to the shift position of the vehicle A based on the control signal from the display control device 2088 (see FIG. 28). Switch. Specifically, when the shift position is in the parking “P” position, HUD device 2500 is set to the first display mode. In the first display mode, the area below the projection surface portion 2530 is accommodated in the housing 2550 as a retreat area 2530r. Then, the light of the shift position image 2571 projected onto the area of the projection surface portion 2530 that protrudes from the instrument panel 2011 is imaged on the front of the driver D as a front virtual image 2561.
- the HUD device 2500 When the shift position is changed to the drive “D” position, the HUD device 2500 is switched from the first display mode to the second display mode. At this time, when the center combiner 2520 is lifted by the lifting mechanism 2590, the projection surface portion 2530 positioned in the projection range PA1 is expanded upward. Then, instead of the shift position image 2571, a vehicle speed image 2572 larger in size than the image 2571 is formed as a front virtual image 2561.
- the HUD device 2500 can display a virtual image of the image 2070 for notifying information so as to be accurately noticed by the occupant.
- the image 2070 displayed as the front virtual image 2561 changes clearly by changing the shift position. Therefore, the HUD device 2500 can surely make the driver D aware of an erroneous shift operation.
- the center combiner 2520 corresponds to a “projection member”, and the lifting mechanism 2590 corresponds to a “displacement mechanism”.
- the retracted projection surface portion and the retracted area that are not used for displaying the virtual image 2060 are accommodated in the housing so that they are not visually recognized by the occupant.
- the region of the combiner where the image light is not projected may be exposed outside the housing.
- the housing was a different body from the instrument panel, and was accommodated in the instrument panel.
- the instrument panel and the housing may be integrally configured, and the configuration of the display, the control circuit, and the like may be accommodated in a housing portion provided in the instrument panel.
- each projection surface portion in the sixth embodiment to the tenth embodiment is based on, for example, the curvature at the center of each projection surface portion.
- the curvature of the entire projection surface portion may be constant at the center curvature, or may gradually change as the distance from the center increases.
- the magnification of each projection plane is also defined based on the curvature of each center. Note that the center of each projection plane is the center of gravity of the projection plane for convenience.
- the combiner may form the projection surface part by the concave surface of the Fresnel lens shape by which the curved surface divided
- a projector that combines a liquid crystal panel and a projection light source is used as a display that emits light of an image.
- the configuration of the display can be changed as appropriate.
- a DLP Digital Light Processing (registered trademark)
- DMD digital micro device
- a laser scanner having a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror and a laser light source that projects light toward the MEMS mirror can be employed as the display.
- MEMS Micro Electro Mechanical Systems
- the light of the image emitted from the virtual image display is directly incident on each projection plane.
- an optical system including one or a plurality of concave mirrors or plane mirrors, lenses, or the like that refracts the light of the image in the housing may be provided. Good.
- the functions of the display control device 2088 in the sixth embodiment to the tenth embodiment may be incorporated in the control circuit 2080 of the HUD device.
- the control circuit of the other vehicle equipment mounted in the vehicle A may serve as the function of the display control apparatus 2088.
- a control circuit provided in the combination meter can control the virtual image display of the HUD device together with the display of the meter.
- the HCU (Human Machine Interface) Control Unit (HMI) that integrally controls the presentation of information to the driver may also serve as the function of the display control device 2088.
- the control circuit of the portable terminal brought into the passenger compartment by the driver may also serve as the function of the display control device 2088.
- the vehicle A as in the sixth to tenth embodiments, it is possible to set eyelips for each of the right eye and the left eye based on the eye range that statistically represents the distribution of the driver's eye positions. It is. It is desirable for the HUD device to display each virtual image so that the driver can visually recognize the left and right eyes within the eyelips.
- the characteristic structure of this indication is applicable also to the HUD apparatus mounted in various moving bodies (transport equipment), such as ships other than a vehicle, and an aircraft.
- the HUD device is mounted on the moving body A and displays a virtual image 2060 that can be visually recognized by the occupant D of the moving body, and emits light of an image 2070 formed as a virtual image.
- 2040, 2240 and a projection member 2020 having a plurality of projection surface portions 2030, 2230, 2330 for displaying a virtual image obtained by enlarging the image projected by forming a concave surface, and the magnification rates of the respective projection surface portions are different from each other.
- 2220, and 2320, and displacement mechanisms 2090 and 2290 that change the projection plane portion arranged in the projection range PA1 on which the light emitted from the display device is projected by displacing the projection member. Yes.
- the projection member in this aspect is provided with a plurality of projection surface portions having different magnifications. Therefore, if the projection surface portion on which the light emitted from the display unit arranged in the projection range is projected is changed by the displacement of the projection member by the changing mechanism, the imaging position of the virtual image is eventually changed by changing the magnification ratio of the virtual image. It can be clearly changed.
- the HUD device With such a HUD device, it is possible to switch the imaging position at which the light of the image is formed as a virtual image according to the characteristics of the information notified to the occupant by this image by changing the projection surface portion. Become. Therefore, the HUD device can display a virtual image so as to be accurately noticed by an occupant.
- the third mode disclosed is a HUD device that displays a virtual image 2060 that is mounted on the moving object A and is visible by the occupant D of the moving object, and emits light of an image 2070 that is formed as a virtual image.
- Display unit 2240 projection surface portions 2230, 2430, and 2530 onto which image light is projected.
- Projection members 2220, 2421 to 2423, and 2520 that display virtual images of images, and display members are displaced by displacing the projection members.
- the HUD device includes displacement mechanisms 2290, 2490, and 2590 that increase and decrease the area of the projection surface portion located in the projection range PA1 onto which the light emitted from the device is projected.
- the area of the projection plane onto which the light emitted from the display unit arranged in the projection range is projected is increased or decreased.
- the size of the range in which the virtual image can be displayed can be clearly changed.
- a HUD (Head-Up Display) device 3100 according to the eleventh embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 32 to 35 is mounted on the host vehicle A.
- the HUD device 3100 presents information related to the host vehicle A to the driver by displaying various virtual images 3060 that can be visually recognized by the driver who is an occupant of the host vehicle A.
- the HUD device 3100 is arranged in front of the driver together with the combination meter 3110.
- the main body portion of the HUD device 3100 is accommodated in the instrument panel 3011 of the host vehicle A.
- the HUD device 3100 includes a combiner 3020, a housing 3040, a translucent model group 3070, a model light source 3050, a control circuit 3080 (see FIG. 36), and the like.
- the combiner 3020 is provided separately from the windshield 3013 at a position away from the windshield 3013 of the host vehicle A toward the driver's seat where the driver is seated.
- the combiner 3020 is disposed above the combination meter 3110.
- the combiner 3020 is a half mirror that transmits a part of incident light and reflects the other part.
- the combiner 3020 is formed in a curved plate shape using a light-transmitting material such as polycarbonate resin, acrylic resin, and glass.
- the combiner 3020 is provided with a projection region 3021.
- the projection region 3021 is formed on one surface of the combiner 3020 facing the driver's seat.
- the projection region 3021 has a concave curved shape.
- Light projected as a virtual image 3060 is projected onto the projection region 3021.
- the projection area 3021 reflects the projected light toward the driver.
- a virtual image 3060 obtained by enlarging the projected light image is displayed at a position farther than the projection area 3021 so as to be visible by the driver.
- the distance from the projection area 3021 to the imaging position of the virtual image 3060 becomes longer than the distance from the translucent model group 3070 to the projection area 3021.
- the housing 3040 is a housing of the HUD device 3100 formed in a box shape from a resin material.
- the housing 3040 accommodates a translucent model group 3070, a model light source 3050, a control circuit 3080 (see FIG. 36), and the like.
- the housing 3040 is accommodated in the instrument panel 3011 so that it is difficult for the driver to visually recognize the housing 3040.
- the housing 3040 is provided with a projection opening 3041.
- the projection opening 3041 is a through-opening formed in the irradiation range of light emitted from the translucent model group 3070 toward the projection region 3021 among the plurality of wall portions constituting the housing 3040.
- the projection opening 3041 is fitted with a lid member 3042 formed in a plate shape from a translucent resin material.
- the lid member 3042 prevents the intrusion of dust and dirt into the housing 3040 by physically closing the projection opening 3041 while allowing the light emitted from the translucent model group 3070 to pass therethrough.
- the translucent model group 3070 includes a host vehicle model 3071, a preceding vehicle model 3072, a pair of succeeding vehicle models 3073 and 3074, a pair of lane marking models 3075 and 3076, a pair of pedestrian models 3077 and 3078, and a plurality of guide models.
- the models 3071 to 3078 and the light guide pedestals 3071a to 3074a, 3077a, and 3078a are formed solid or hollow by a transparent resin material such as a colorless and transparent acrylic resin or polycarbonate resin.
- Each model 3071 to 3078 emits light by transmitting the light emitted from the model light source 3050.
- the models 3071 to 3078 are arranged in the housing 3040 so as to be centered on the host vehicle model 3071, and the traffic scene around the host vehicle A is reproduced three-dimensionally.
- the own vehicle model 3071 is formed in a three-dimensional shape imitating the appearance of the own vehicle A.
- the host vehicle model 3071 is placed on the central top surface 3071b of the light guide pedestal portion 3071a formed in a quadrangular prism shape with the upper rear facing the projection region 3021.
- the central top surface 3071b is formed in a planar shape that is inclined upward as it goes rearward of the host vehicle A with respect to the horizontal plane on which the host vehicle A is placed.
- the host vehicle model 3071 is integrally fixed to the central top surface 3071 b in a yaw posture with the front facing the rear of the host vehicle A.
- the own vehicle model 3071 enters a light emitting state by light emitted from the central top surface 3071b.
- the front running vehicle model 3072, the left following vehicle model 3073, and the right following vehicle model 3074 are each formed into a three-dimensional shape that imitates the appearance of the vehicle.
- Each of the models 3072 to 3074 is smaller than the own vehicle model 3071.
- Each of the models 3072 to 3074 may be formed in a shape similar to the own vehicle model 3071 or may be a vehicle shape different from the own vehicle model 3071.
- Each of the models 3072 to 3074 has a function of indicating another vehicle A1 (see FIG. 37) different from the own vehicle A by being arranged side by side so as to surround the own vehicle model 3071.
- the forward vehicle model 3072 is disposed behind the host vehicle model 3071 in the front-rear direction of the host vehicle A, and is positioned in the front direction of the host vehicle model 3071.
- the preceding vehicle model 3072 is an other vehicle model that indicates a preceding vehicle that travels ahead of the own vehicle A among other vehicles A1 (see FIG. 37) that may exist around the own vehicle A.
- the front traveling vehicle model 3072 is placed on the front top surface 3072b of the light guide pedestal 3072a formed in a quadrangular prism shape.
- the front top surface 3072b is formed in an inclined posture along the central top surface 3071b, and is located above the central top surface 3071b.
- the front running vehicle model 3072 is integrally fixed to the front top surface 3072b in a yaw posture with the front facing the rear of the host vehicle A.
- the front traveling vehicle model 3072 enters a light emitting state by light emitted from the front top surface 3072b.
- the left succeeding vehicle model 3073 and the right succeeding vehicle model 3074 are respectively arranged forwardly with respect to the own vehicle model 3071 in the front-rear direction of the own vehicle A, and are located on the left and right rear sides of the own vehicle model 3071.
- the left succeeding vehicle model 3073 is another vehicle model that indicates a succeeding vehicle that travels on the left rear side of the own vehicle A among the other vehicles A1 (see FIG. 37) that may exist around the own vehicle A.
- the right following vehicle model 3074 is an other vehicle model indicating a following vehicle that travels on the right rear side of the host vehicle A.
- the left following vehicle model 3073 and the right following vehicle model 3074 are respectively placed on the respective rear side top surfaces 3073b and 3074b of the respective light guide pedestal portions 3073a and 3074a formed in a quadrangular prism shape.
- Each rear side top surface 3073b, 3074b is formed in an inclined posture along the central top surface 3071b, and is located below the central top surface 3071b.
- Each of the succeeding vehicle models 3073 and 3074 is integrally fixed to each of the rear side top surfaces 3073b and 3074b in a yaw posture with the front facing the rear of the own vehicle A, similarly to the own vehicle model 3071.
- Each succeeding vehicle model 3073, 3074 enters a light emitting state by light emitted from each rear side top surface 3073b, 3074b.
- the lane marking models 3075 and 3076 are arranged one on each side in the width direction of the host vehicle model 3071.
- the lane marking models 3075 and 3076 indicate the lane markings on the left and right of the lane in which the host vehicle A travels.
- Each of the lane marking models 3075 and 3076 is formed in a wall shape standing along the vertical direction of the host vehicle A.
- Each lane marking model 3075, 3076 is extended along the front-rear direction of the host vehicle A.
- Each of the lane marking models 3075 and 3076 causes the strip-shaped top surfaces 3075b and 3076b to emit light, respectively.
- Each belt-like top surface 3075b, 3076b extends in a belt shape in the front-rear direction of the host vehicle model 3071 in an inclined posture along the center top surface 3071b.
- the left lane marking model 3075 is arranged on the left side of the host vehicle model 3071, and forms a boundary line between the host vehicle model 3071 and the left succeeding vehicle model 3073.
- the right lane marking model 3076 is disposed on the right side of the host vehicle model 3071, and forms a boundary line between the host vehicle model 3071 and the right following vehicle model 3074.
- the rear end portions of the belt-like top surfaces 3075b and 3076b extend to both sides of the front traveling vehicle model 3072.
- the front ends of the belt-like top surfaces 3075b and 3076b extend to the vicinity of the rear ends of the succeeding vehicle models 3073 and 3074.
- Each pedestrian model 3077, 3078 is formed in a plate shape imitating a pedestrian.
- the pedestrian models 3077 and 3078 are arranged on the rear side of the host vehicle model 3071 in the front-rear direction of the host vehicle A, and are positioned on the left and right front sides of the host vehicle model 3071.
- Each pedestrian model 3077, 3078 has a function indicating a pedestrian moving in front of the host vehicle A.
- the pedestrian models 3077 and 3078 are placed on the pedestrian top surfaces 3077b and 3078b of the light guide pedestal portions 3077a and 3078a in a posture in which the thickness direction is along the front-rear direction of the host vehicle A. .
- Each of the light guide pedestals 3077a and 3078a is formed in a wall-like shape standing along the vertical direction of the host vehicle A, and extends along the width direction of the host vehicle A.
- Each pedestrian top surface 3077b, 3078b is located above the central top surface 3071b and below the front top surface 3072b.
- the left pedestrian model 3077 is located on the left side of the host vehicle model 3071 and is disposed outside the left lane marking model 3075.
- the traveling direction of the left pedestrian model 3077 is directed to the inside (right side) of the left lane marking model 3075.
- the right pedestrian model 3078 is located on the right side of the host vehicle model 3071 and is disposed outside the right pedestrian model 3078.
- the traveling direction of the right pedestrian model 3078 is directed to the inside (left side) of the right lane marking model 3076.
- the model light source 3050 displays the three-dimensional virtual image 3060 of each of the models 3071 to 3078 that emit light by causing the light projected onto the projection region 3021 to enter the translucent model group 3070.
- the model light source 3050 includes a host vehicle light source 3051, a preceding vehicle light source 3052, a left following vehicle light source 3053, a right following vehicle light source 3054, a left lane line light source 3055, a right lane line light source 3056, a left pedestrian light source 3057, and a right pedestrian.
- the light source 3058 is configured.
- Each of the light sources 3051 to 3058 includes one or more light emitting diodes that can change the emission color, and emits light that is imaged as a virtual image 3060. Light emitted from the light sources 3051 to 3058 passes through the models 3071 to 3078 and is projected onto the projection region 3021.
- the own vehicle light source 3051 is a light source that causes the light projected on the projection region 3021 to enter the own vehicle model 3071.
- the own vehicle light source 3051 is disposed below the light guide base 3071a.
- the own vehicle light source 3051 causes the own vehicle model 3071 to emit light by emitting light toward the upper light guide pedestal 3071a.
- the light emitted from the host vehicle model 3071 is reflected toward the driver's seat by the projection region 3021, so that a three-dimensional host vehicle virtual image 3061 indicating the host vehicle A is projected as one of the plurality of virtual images 3060.
- An image is formed in a front space.
- the front vehicle light source 3052 is a light source that causes light to enter the front vehicle model 3072.
- the front traveling vehicle light source 3052 is disposed below the light guide pedestal 3072a.
- the preceding vehicle light source 3052 emits light toward the upper light guide pedestal 3072a, thereby causing the preceding vehicle model 3072 to emit light.
- the light that is emitted from the preceding vehicle model 3072 is reflected to the driver's seat side by the projection region 3021, so that a three-dimensional forward vehicle virtual image 3062 indicating the preceding vehicle is automatically displayed as one of the plurality of virtual images 3060.
- the image is formed above the vehicle virtual image 3061.
- the left following vehicle light source 3053 is a light source that causes light to enter the left following vehicle model 3073.
- the right following vehicle light source 3054 is a light source that causes light to enter the right following vehicle model 3074.
- the following vehicle light sources 3053 and 3054 are disposed below the light guide pedestals 3073a and 3074a, respectively.
- the left succeeding vehicle light source 3053 emits light toward the upper light guide pedestal 3073a, thereby causing the left succeeding vehicle model 3073 to emit light.
- the light that is emitted from the left following vehicle model 3073 is reflected toward the driver's seat by the projection region 3021, so that a three-dimensional left following vehicle virtual image 3063 indicating the left following vehicle is formed in the lower left of the host vehicle virtual image 3061. Is displayed.
- the right following vehicle light source 3054 causes the right following vehicle model 3074 to emit light by emitting light toward the upper light guide pedestal 3074a.
- the light that is emitted from the right following vehicle model 3074 is reflected by the projection region 3021 toward the driver's seat, so that a three-dimensional right following vehicle virtual image 3064 indicating the right following vehicle is formed at the lower right of the host vehicle virtual image 3061. Is displayed.
- the left lane marking light source 3055 is a light source that causes light to enter the left lane marking model 3075.
- the right lane marking light source 3056 is a light source that causes light to enter the right lane marking model 3076.
- the lane marking light sources 3055 and 3056 are disposed below the lane marking models 3075 and 3076, respectively. Each lane marking light source 3055, 3056 emits light toward each lane marking model 3075, 3076 above, thereby causing the strip-shaped top surfaces 3075b, 3076b to emit light.
- a pair of lane marking virtual images 3065 and 3066 extending in the front-rear direction of the host vehicle A with a depth are reflected by the light emitted from the belt-like top surfaces 3075b and 3076b being reflected toward the driver's seat by the projection region 3021.
- Images are formed on the left and right sides of the virtual image 3061 and displayed in a light emission manner.
- the left lane marking virtual image 3065 is displayed between the host vehicle virtual image 3061 and the left succeeding vehicle virtual image 3063.
- the right lane marking virtual image 3066 is displayed between the host vehicle virtual image 3061 and the right following vehicle virtual image 3064.
- the left pedestrian light source 3057 is a light source that causes light to enter the left pedestrian model 3077.
- the right pedestrian light source 3058 is a light source that causes light to enter the right pedestrian model 3078.
- the pedestrian light sources 3057 and 3058 are disposed below the light guide pedestals 3077a and 3078a, respectively.
- the pedestrian light sources 3057 and 3058 emit light to the upper light guide pedestals 3077a and 3078a, thereby causing the pedestrian models 3077 and 3078 to emit light.
- the left pedestrian virtual image 3067 indicating a pedestrian approaching from the left front is connected to the upper left of the host vehicle virtual image 3061 by the light emitting the left pedestrian model 3077 being reflected by the projection region 3021 toward the driver's seat. The image is displayed and the light is displayed.
- the right pedestrian virtual image 3068 indicating the pedestrian approaching from the right front is reflected on the upper right side of the own vehicle virtual image 3061 by reflecting the light emitting the right pedestrian model 3078 toward the driver's seat by the projection region 3021.
- the light is imaged and displayed as light emission.
- the control circuit 3080 is a circuit that controls display by the HUD device 3100 as shown in FIGS.
- the control circuit 3080 is mainly configured by a microcontroller 3081 having a processor, a RAM, a storage medium, and the like.
- the control circuit 3080 is connected to each of the light sources 3051 to 3058 of the model light source 3050.
- the control circuit 3080 is connected to a display control device 3088 mounted on the host vehicle A.
- the display control device 3088 is connected to a communication bus 3089 mounted on the host vehicle A. Information on the host vehicle A based on detection results from various in-vehicle sensors is output to the communication bus 3089.
- the display control device 3088 acquires information about the host vehicle A through the communication bus 3089. Specifically, a peripheral monitoring system 3090, a vehicle control system 3190, and the like are connected to the communication bus 3089.
- the perimeter monitoring system 3090 has a configuration in which a plurality of external sensors such as a camera unit, a radar unit, and a rider unit are combined with a perimeter monitoring ECU.
- the perimeter monitoring system 3090 can detect moving objects such as pedestrians, bicycles, and other vehicles, as well as stationary objects such as falling objects on the road, traffic signals, road signs, and lane markings.
- the surroundings monitoring system 3090 uses the communication bus 3089 as the monitoring information on the detection results of moving objects and stationary objects around the host vehicle A, for example, a pedestrian P (see FIG. 38), a preceding vehicle, a succeeding vehicle, and a lane marking. Output to.
- the vehicle control system 3190 has a driving support function that supports or substitutes the driving operation of the driver by controlling the traveling of the host vehicle A based on the monitoring information by the periphery monitoring system 3090 and the like.
- the driving support function includes functions such as ACC (Adaptive Cruise Control) and LTC (Lane Trace Control).
- ACC Adaptive Cruise Control
- LTC Li Trace Control
- the traveling speed of the host vehicle A the ACC can cause the host vehicle A to travel following a constant speed cruise or a preceding vehicle.
- the LTC can cause the host vehicle A to travel along the traveling lane by generating a steering force in a direction that prevents the approach to the lane line recognized by the periphery monitoring system 3090.
- the vehicle control system 3190 outputs control information related to the operation of the driving support function to the communication bus 3089.
- the display control device 3088 determines the display mode of the virtual image 3060 for notifying the driver of the acquired information of the own vehicle A. For example, the display control device 3088 displays virtual images 3062 to 3068 corresponding to other vehicles, pedestrians, and lane markings detected around the host vehicle A based on the monitoring information and control information together with the host vehicle virtual image 3061. . The display control device 3088 outputs a control signal instructing display of the determined mode to the control circuit 3080.
- the control circuit 3080 performs light emission control of each of the light sources 3051 to 3058 according to the control signal output from the display control device 3088. Based on the light emission control by the control circuit 3080 and the display control device 3088, a virtual image display mode projected by the HUD device 3100 will be described based on FIGS. 34 and 37 to 39 with reference to FIG.
- the preceding vehicle model 3072 in the unlit state is indicated by dots.
- the model in the off state is not shown, and the model in the blinking state is indicated by dots.
- the 37 and 34 are displays of a blind spot monitor (Blind Spot Monitor, BSM) that warns the other vehicle A1 on the left and right rear sides that are likely to become blind spots for the driver.
- BSM Blind Spot Monitor
- the surroundings monitoring system 3090 detects, for example, the other vehicle A1 traveling on the left rear side by the external sensor, the surrounding monitoring system 3090 outputs monitoring information related to the other vehicle A1.
- the display control device 3088 changes the display mode of the virtual image 3060 based on the monitoring information. decide.
- the control circuit 3080 Based on the control signal from the display control device 3088, the control circuit 3080 has a relative position (left rear side) of the warning vehicle A1a to the own vehicle A among a plurality of models 3072 to 3074 (see FIG. 33) indicating the other vehicle A1.
- the left succeeding vehicle model 3073 corresponding to the direction (1) is caused to emit light.
- the control circuit 3080 further turns on the left succeeding vehicle light source 3053 in addition to the own vehicle light source 3051 and the lane marking light sources 3055 and 3056 that have been turned on in advance.
- the host vehicle model 3071, the left succeeding vehicle model 3073, and the lane marking models 3075 and 3076 are in a light emitting state.
- the host vehicle virtual image 3061, the left succeeding vehicle virtual image 3063, and the lane marking virtual images 3065 and 3066 are visible through the projection region 3021.
- the left succeeding vehicle virtual image 3063 indicating the relative position of the warning vehicle A1a, and the left lane marking virtual image 3065 arranged between the own vehicle virtual image 3061 and the left succeeding vehicle virtual image 3063 are displayed as the own vehicle virtual image 3061.
- the host vehicle virtual image 3061 is displayed with light emission in white
- the left succeeding vehicle virtual image 3063 and the left lane marking virtual image 3065 are blinked with a warning color that prompts a warning such as yellow or amber (orange). Is done.
- FIG. 38 is a display of a pedestrian warning for warning the pedestrian P approaching the host vehicle A.
- the surroundings monitoring system 3090 detects, for example, a pedestrian P who is going to cross from the right front in the traveling direction of the host vehicle A
- the surrounding monitoring system 3090 outputs monitoring information related to the pedestrian P.
- a pedestrian P hereinafter referred to as a warning pedestrian Pa
- the display control device 3088 displays the virtual image 3060 based on the monitoring information. To decide.
- the control circuit 3080 is based on the control signal from the display control device 3088, and the relative position (right front) of the warning pedestrian Pa with respect to the host vehicle A among the pedestrian models 3077 and 3078 (see FIG. 33) indicating pedestrians.
- the right pedestrian model 3078 corresponding to) is caused to emit light.
- the control circuit 3080 further turns on the right pedestrian light source 3058 in addition to the vehicle light source 3051 and the lane marking light sources 3055 and 3056 that have been turned on in advance.
- the translucent model group 3070 the host vehicle model 3071, the lane marking models 3075 and 3076, and the right pedestrian model 3078 are in a light emitting state.
- the host vehicle virtual image 3061, the lane marking virtual images 3065, 3066, and the right pedestrian virtual image 3068 are visible through the projection region 3021.
- the right pedestrian virtual image 3068 indicating the relative position of the warning pedestrian Pa with respect to the host vehicle A is displayed in a different manner from the host vehicle virtual image 3061. Specifically, the host vehicle virtual image 3061 is displayed in white, while the right pedestrian virtual image 3068 is displayed blinking in a warning color such as yellow or amber (orange).
- FIG. 39 is a status display showing the operating state of the driving support function mounted on the host vehicle A.
- the display control device 3088 instructs the control circuit 3080 to display the front running vehicle virtual image 3062, for example, when the front running vehicle is set in the ACC.
- the display control device 3088 instructs the control circuit 3080 to blink the lane marking virtual images 3065 and 3066 with a warning color.
- control circuit 3080 changes the own vehicle virtual image 3061, the forward vehicle virtual image 3062, and the forward vehicle virtual image 3062 by changing the light emission state of the front vehicle model 3072 and the lane marking models 3075 and 3076 (see FIG. 33) according to the control information. It is possible to perform a status display in which the lane marking virtual images 3065 and 3066 are combined.
- the HUD device 3100 displays the virtual image 3060 of the host vehicle model 3071 having a three-dimensional shape simulating the host vehicle A as the host vehicle virtual image 3061. If it is such a display, the imaged vehicle virtual image 3061 itself becomes a three-dimensional aspect that floats in the air with a depth. Therefore, the HUD device 3100 can express a realistic sense of depth by the virtual image 3060.
- the host vehicle model 3071 of the eleventh embodiment has a shape imitating the entire host vehicle A. Therefore, on the display by the HUD device 3100, the host vehicle virtual image 3061 is in an aspect as if the rear portion of the host vehicle A is viewed from above. Furthermore, by using the models 3072 to 3073 representing the other vehicle A1 in combination with the host vehicle model 3071 for virtual image display, an actual three-dimensional traffic scene can be reproduced on the display. As a result, the display by the HUD device 3100 can present the relative position of the warning vehicle A1a to the driver in an easy-to-understand manner.
- the own vehicle model 3071 of the eleventh embodiment is formed larger than the preceding vehicle model 3072 and the subsequent vehicle models 3073 and 3074. According to the above, even when the virtual images 3062 to 3064 showing the other vehicle A1 are displayed in addition to the own vehicle virtual image 3061, the driver can grasp the own vehicle model 3071 showing the own vehicle A without error, The relative position of the warning vehicle A1a can be recognized.
- the virtual images 3062 to 3064 corresponding to the warning vehicle A1a are highlighted in a light emission mode different from that of the host vehicle model 3071. According to the above, the driver can easily recognize the direction of the warning vehicle A1a relative to the own vehicle A from the relative position of the highlighted virtual images 3062 to 3064 with respect to the own vehicle virtual image 3061. .
- the lane marking virtual images 3065 and 3066 in a form extending along the front-rear direction of the host vehicle virtual image 3061 are displayed on both sides of the host vehicle virtual image 3061.
- the display by the HUD device 3100 can more realistically represent the traffic scene in which the host vehicle A is traveling.
- a more realistic depth feeling is given to the display.
- the HUD device 3100 of the eleventh embodiment since the two pedestrian models 3077 and 3078 are provided around the host vehicle model 3071, the traffic scene in which the pedestrian P exists can be reproduced on the display. ing. Therefore, the HUD device 3100 can present information that alerts the driver to the presence of the pedestrian P.
- the pedestrian models 3077 and 3078 are provided on both sides of the own vehicle model 3071, and one of them corresponding to the relative position of the pedestrian P detected by the periphery monitoring system 3090 emits light. State. As described above, the HUD device 3100 displays not only the presence of the warning pedestrian Pa but also the relative position of the warning pedestrian Pa by displaying either the left pedestrian virtual image 3067 or the right pedestrian virtual image 3068. It can be easily presented to the viewer.
- the curvature of the projection region 3021 can be increased and the magnification of the virtual image 3060 can be set high. It becomes possible.
- the host vehicle virtual image 3061 is surely enlarged as compared with the host vehicle model 3071 and is formed and displayed in the space in a shape longer than the host vehicle model 3071 in the front-rear direction. In this way, if the depth of the host vehicle virtual image 3061 is further exaggerated, the display of the HUD device 3100 becomes a mode in which the sense of depth is further emphasized.
- the combiner 3020 corresponds to a “projection member”
- the host vehicle virtual image 3061 corresponds to a “stereoscopic virtual image”
- a front running vehicle virtual image 3062 corresponds to a left following vehicle virtual image 3063
- a right following vehicle virtual image corresponds to the “other vehicle virtual image”.
- the host vehicle model 3071 corresponds to a “three-dimensional translucent model”
- the preceding vehicle model 3072, the left succeeding vehicle model 3073, and the right following vehicle model 3074 correspond to “three-dimensional other vehicle model”
- the host vehicle A Corresponds to “moving object”.
- the HUD device 3200 of the twelfth embodiment shown in FIGS. 40 to 42 is a modification of the eleventh embodiment.
- the HUD device 3200 according to the twelfth embodiment has a translucent model group 3270 and a model light source corresponding to the translucent model group 3070 (see FIG. 33) and the model light source 3050 (see FIG. 36) of the eleventh embodiment. 3250.
- the HUD device 3200 is provided with a display 3230.
- the translucent model group 3270 includes a bonnet model 3271, a forward vehicle model 3272, a pair of lane marking models 3275, 3276, and light guide pedestals 3271a, 3272a.
- the translucent model group 3270 mainly reproduces a traffic scene in front of the host vehicle A three-dimensionally.
- the bonnet model 3271 is formed in a three-dimensional shape imitating the vicinity of the bonnet as a part of the external shape of the vehicle A.
- the bonnet model 3271 is mounted on the first top surface 3271b of the light guide pedestal portion 3271a in a yaw posture with the front facing the back of the host vehicle A.
- the first top surface 3271b is inclined upward toward the rear of the host vehicle A with respect to the horizontal plane on which the host vehicle A is placed. It is formed in a flat shape.
- the bonnet model 3271 enters a light emitting state by light emitted from the first top surface 3271b.
- the front vehicle model 3272 has substantially the same configuration as that of the eleventh embodiment and the front vehicle model 3072 (see FIG. 34), and is mounted on the second top surface 3272b of the light guide pedestal portion 3272a formed in a quadrangular column shape. Is placed.
- the forward vehicle model 3272 is disposed behind the bonnet model 3271 and the display 3230 in the front-rear direction of the host vehicle A, and is positioned in the front direction of the bonnet model 3271.
- the front traveling vehicle model 3272 enters a light emitting state by light emitted from the second top surface 3272b that is inclined along the first top surface 3271b.
- Each lane marking model 3275, 3276 has a configuration corresponding to the eleventh embodiment and each lane marking model 3075, 3076 (see FIG. 34).
- the lane marking models 3275 and 3276 are arranged one on each side in the width direction across the bonnet model 3271, the display 3230, and the front traveling vehicle model 3272.
- Each lane marking model 3275, 3276 emits light from the belt-like top surfaces 3275b, 3276b, respectively.
- the belt-like top surfaces 3275b and 3276b extend in a planar shape from both sides of the bonnet model 3271 to both sides of the front traveling vehicle model 3272 in an inclined posture along the top surfaces 3271b and 3272b.
- the model light source 3250 includes a bonnet light source 3251, a front vehicle light source 3052, a left lane line light source 3055, a right lane line light source 3056, and the like that are substantially the same as those in the eleventh embodiment.
- the HUD device 3200 can display a bonnet virtual image 3261, a forward vehicle virtual image 3062, a left lane virtual image 3065, and a right lane virtual image 3066 as a virtual image 3260.
- the bonnet light source 3251 is a light source that causes the light projected on the projection region 3021 to enter the bonnet model 3271.
- the bonnet light source 3251 is disposed below the light guide base 3271a.
- the bonnet light source 3251 causes the bonnet model 3271 to emit light by emitting light toward the upper light guide pedestal portion 3271a.
- the light that causes the bonnet model 3271 to emit light is reflected toward the driver's seat by the projection region 3021, whereby a three-dimensional bonnet virtual image 3261 showing the host vehicle A is formed below the front running vehicle virtual image 3062.
- the indicator 3230 is disposed between the bonnet model 3271 and the preceding vehicle model 3272 in the front-rear direction of the host vehicle A.
- the indicator 3230 is disposed between the two lane marking models 3275 and 3276 in the width direction of the host vehicle A.
- the display 3230 includes a liquid crystal panel 3231, a projection light source 3233, and the like.
- the liquid crystal panel 3231 has a display surface 3232.
- the display surface 3232 is formed in a rectangular flat plate shape.
- the liquid crystal panel 3231 is fixed in a posture in which the display surface 3232 faces the projection region 3021. A large number of pixels are two-dimensionally arranged on the display surface 3232.
- the liquid crystal panel 3231 can display various images on the display surface 3232 in color.
- the projection light source 3233 has a plurality of LEDs that emit white light source light. Light emitted from each LED is guided to the back side of the display surface 3232 to transmit and illuminate the image formed on the display surface 3232. The light that has passed through the display surface 3232 is reflected toward the driver's seat by the projection region 3021, thereby forming a multi-display virtual image 3269 that can display various information.
- the multi-display virtual image 3269 is displayed between the hood virtual image 3261 and the preceding vehicle virtual image 3062 in the vertical direction of the host vehicle A. Further, the multi-display virtual image 3269 is formed on the back side of the hood virtual image 3261 and on the front side of the front running vehicle virtual image 3062 when viewed from the driver. As the multi-display virtual image 3269, for example, a speedometer indicating the current traveling speed of the host vehicle A, an image indicating the length of the inter-vehicle distance from the preceding vehicle set in the ACC, and the like are displayed.
- the bonnet virtual image 3261 itself is imaged in space with a depth in a three-dimensional manner. Therefore, the same effect as that of the eleventh embodiment is achieved, and the HUD device 3200 can express a realistic sense of depth by the virtual image 3260.
- the multi-display virtual image 3269 is displayed in the vicinity of the hood virtual image 3261 and the preceding vehicle virtual image 3062 by the configuration in which the display 3230 is arranged in the light transmission model group 3270.
- the HUD device 3200 can present the information related to the host vehicle A and the preceding vehicle in an easy-to-understand manner to the driver using the image displayed as the multi-display virtual image 3269.
- the bonnet virtual image 3261 corresponds to a “three-dimensional virtual image”
- the bonnet model 3271 corresponds to a “three-dimensional translucent model”
- the preceding vehicle model 3272 corresponds to a “three-dimensional other vehicle model”.
- the left subsequent vehicle model and the right subsequent vehicle model are provided so as to be movable along the front-rear direction of the host vehicle.
- Each succeeding vehicle model approaches or separates from the own vehicle model according to the relative distance of the warning vehicle to the own vehicle.
- the driver can also grasp the information on how far the vehicle is approaching.
- the three-dimensional shapes of the host vehicle model 3071 and the bonnet model 3271 in the eleventh embodiment to the twelfth embodiment may not faithfully reflect the external shape of the host vehicle A.
- the shape of each model only needs to imitate the external shape of the host vehicle to such an extent that the driver can suggest that the virtual image of the model indicates the host vehicle.
- the shape of each other vehicle model and each pedestrian model can be simplified to the extent that it can be suggested to the driver that the other vehicle and the pedestrian are shown.
- the type, number, shape, and arrangement of models included in the translucent model group can be appropriately changed. For example, each lane marking model may be omitted.
- a projector that combines a liquid crystal panel and a projection light source is used as a display that emits image light.
- the configuration of the display can be changed as appropriate.
- a DLP Digital Light Processing (registered trademark)
- DMD digital micro device
- a laser scanner having a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror and a laser light source that projects light toward the MEMS mirror can be employed as the display.
- MEMS Micro Electro Mechanical Systems
- the light emitted from the translucent model group 3070 is reflected toward the driver by the combiner 3020 provided separately from the windshield 3013.
- the projection member on which the light of the translucent model group 3070 is projected may be, for example, a combiner attached to the vehicle interior side of the windshield.
- the light emitted from the translucent model group is directly incident on the projection region.
- an optical system including one or a plurality of concave mirrors or plane mirrors, lenses, or the like that refracts light in the housing may be provided.
- the width direction and the front-rear direction in the translucent model group do not have to coincide with the front-rear direction and the width direction in the host vehicle A.
- the functions of the display control device 3088 in the eleventh embodiment to the twelfth embodiment may be incorporated in the control circuit 3080 of the HUD device.
- the control circuit of the other vehicle equipment mounted in the own vehicle A may serve as the function of the display control apparatus 3088.
- a control circuit provided in the combination meter 3110 can control the virtual image display of the HUD device together with the display of the meter.
- an HCU HMI (Human-Machine-Interface) Control-Unit
- the control circuit of the portable terminal brought into the passenger compartment by the driver may also serve as the function of the display control device 3088.
- the eyelips are respectively applied to the right eye and the left eye based on the eye range that statistically represents the distribution of the positions of the eyes of the driver. Can be set. It is desirable for the HUD device to display each virtual image so that the driver can visually recognize the left and right eyes within the eyelips.
- the characteristic structure of this indication is applicable also to the HUD apparatus mounted in various moving bodies (transport equipment), such as ships other than a vehicle, and an aircraft.
- the head-up display device projects the light that is mounted on the moving body A and is imaged as virtual images 3060 and 3260 that can be visually recognized by the occupant of the moving body, onto the projection region 3021.
- the head-up display device By making light-transmitting three-dimensional translucent models 3071 and 3271 formed in a three-dimensional shape imitating at least a part of the external shape of the moving body and light projected onto the projection region enter the three-dimensional translucent model, a virtual image
- model light sources 3050 and 3250 for displaying stereoscopic virtual images 3061 and 3261 of a stereoscopic light-transmitting model that emits light are used.
- the HUD device displays a virtual image of a three-dimensional translucent model that is a three-dimensional shape imitating at least a part of the appearance shape of the moving body as a three-dimensional virtual image.
- the three-dimensional virtual image itself can be a three-dimensional aspect that floats in the air with a depth. Therefore, the HUD device can express a real sense of depth by displaying a virtual image.
- the head-up display device is mounted on the moving object A, and projects light that is imaged as virtual images 3060 and 3260 that can be visually recognized by an occupant of the moving object onto the projection region 3021.
- the head-up display device includes translucent three-dimensional translucent models 3071 and 3271 formed in a three-dimensional shape simulating at least a part of the appearance of the moving body.
- the head-up display device is configured to display a three-dimensional virtual image 3061, 3261 of the three-dimensional translucent model that emits light as the virtual image by causing the light projected on the projection region to enter the three-dimensional translucent model. 3250 is further provided.
- the three-dimensional translucent model is formed in a three-dimensional shape imitating at least a part of the appearance of the host vehicle as the moving body.
- the head-up display device is formed in a three-dimensional shape imitating the appearance of the vehicle and arranged side by side with the three-dimensional translucent model. Further, a translucent three-dimensional other vehicle model 3072 to 3074, 3272 is provided. Further, the model light source causes the other vehicle virtual images 3062 to 3064 to be emitted side by side to be displayed along with the three-dimensional virtual image by causing the light projected onto the projection region to enter the third-dimensional other vehicle model.
- a plurality of three-dimensional other vehicle models are arranged around the three-dimensional translucent model.
- the model light source corresponds to a relative position of the warning vehicle with respect to the own vehicle among the plurality of three-dimensional other vehicle models when a warning vehicle A1a to be warned is detected around the own vehicle.
- the other vehicle virtual image based on the one-dimensional other-vehicle model is displayed in a different manner from the three-dimensional virtual image.
- At least one head-up display device is disposed on both sides in the width direction of the three-dimensional translucent model, and extends along the front-rear direction of the three-dimensional translucent model. And a pair of translucent lane marking models 3075, 3076, 3275, 3276 extending in a strip shape. Further, the model light source causes the light projected onto the projection area to enter the lane marking model, thereby causing the lane marking virtual images 3065 and 3066 of the lane marking model to emit light to be displayed on both sides of the stereoscopic virtual image.
- the head-up display device is formed in a shape imitating pedestrian P, and is a translucent pedestrian arranged side by side with the three-dimensional translucent model.
- Models 3077 and 3078 are further provided.
- the model light source causes the pedestrian virtual images 3067 and 3068 of the pedestrian model to emit light to be displayed side by side with the three-dimensional virtual image by causing the light projected onto the projection area to enter the pedestrian model.
- a plurality of the pedestrian models are arranged around the three-dimensional translucent model.
- the model light source is positioned relative to the host vehicle of the warning pedestrian among the plurality of the pedestrian models.
- the pedestrian virtual image by the corresponding one of the pedestrian models is lit and displayed in a mode different from the stereoscopic virtual image.
- the head-up display device according to any one of Aspects 1 to 7 is arranged side by side with the three-dimensional translucent model, and emits light of an image formed as the virtual image around the three-dimensional virtual image And a display 3230.
- the head-up display device is a projection member that displays the three-dimensional virtual image obtained by enlarging the three-dimensional translucent model by forming the projection region curved in a concave shape. 3020.
Landscapes
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Abstract
ヘッドアップディスプレイ装置は、移動体(A)に搭載され、移動体(A)の乗員(D)によって視認可能な虚像(60)を表示する。虚像表示器(40)は、虚像(60)として結像される画像(70)の光を射出する。複数の投影部材(21~23,221~223,321~323,421,423,521,523)は、虚像表示器から射出された光が投影される凹面状の投影面(30,330)をそれぞれ有し、当該投影面に投影される画像を拡大した虚像(60)を表示させ、各投影面の拡大率が互いに異なっている。切替機構(90,290)は、虚像表示器から射出された光が投影される投影範囲(PA1)に配置する投影部材を、複数の投影部材のうちで切り替える。
Description
本出願は、2015年12月7日に出願された日本出願番号2015-238688号と、2015年12月7日に出願された日本出願番号2015-238689号と、2015年12月16日に出願された日本出願番号2015-245460号と、2016年9月1日に出願された日本出願番号2016-171136号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、移動体の乗員によって視認可能な虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
従来、例えば特許文献1には、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)において、照射装置から射出された画像の光が投影されるコンバイナと、コンバイナを回転変位させる回転変位手段とを備える構成が開示されている。このHUD装置では、コンバイナの投影面上に回転中心軸が設定されており、回転変位機構は、下端の移動軌跡が回転中心軸を中心とした円弧となるように、コンバイナを回転変位させる。
さて、近年のHUD装置には、多種多様な情報を虚像表示によって乗員に通知することが求められてきている。ここで、特許文献1のHUD装置では、回転変位機構によってコンバイナが回転変位されても、虚像の結像位置は、微調整される程度である。このように、特許文献1のHUD装置では、情報を通知する虚像の結像位置を切り替えることが実質的に不可能である。そのため、乗員は、HUD装置によって提示された情報を認識し損ねたり、又は頻繁に提示される情報を煩わしく感じてしまったりし得た。
また例えば特許文献2には、表示器から射出された画像の光が投影されるコンバイナを備える車両用のヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置)が開示されている。このHUD装置には、コンバイナの位置決め作業を容易にするため、車両の横方向におけるコンバイナの位置を調整可能にする横方向位置調整機構と、車両の縦方向におけるコンバイナの位置を調整可能にする縦方向位置調整機構とが設けられている。
さて、近年のHUD装置には、多種多様な情報を虚像表示によって乗員に通知することが求められてきている。ここで、特許文献2のHUD装置では、横方向及び縦方向の位置調整機構によってコンバイナの位置が調整されても、虚像の結像位置及び大きさは、微調整される程度である。このように、特許文献2のHUD装置では、情報を通知する虚像の結像位置、又は虚像を表示可能な範囲の大きさを顕著に変更することは、実質的に不可能である。そのため、乗員は、HUD装置によって提示された情報を認識し損ねる虞があった。
また、車両等の移動体に搭載される表示装置の一種として、例えば特許文献3には、第1表示器と、第1表示器の光を反射して虚像を表示するハーフミラーと、ハーフミラーによる虚像と交差する位置で実像を表示する第2表示器とを備えた構成が開示されている。特許文献3に開示の車両用の表示装置は、虚像と実像とを交差させた表示により、視認者に対して奥行き感を感じさせることができる。
しかし、特許文献3の表示装置において、虚像及び実像のそれぞれは、第1表示器及び第2表示器によって表示された単なる平面状の画像であり、立体的な態様とはなっていない。そのため、虚像及び実像を組み合わせた表示を行ったとしても、特許文献3の表示装置によって表現される奥行き感は、リアルさを欠いた擬似的な奥行き感にならざるを得なかった。
本開示は、情報を通知する画像を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することが可能なHUD装置を提供することを目的とする。また本開示は、情報を通知する画像を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することが可能なHUD装置を提供することことを目的とする。また本開示は、虚像の表示によってリアルな奥行き感を表現することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することことを目的とする。
本開示の第一の態様によるヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、前記移動体の乗員によって視認可能な虚像を表示する。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記虚像として結像される画像の光を射出する虚像表示器を、備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記虚像表示器から射出された光が投影される凹面状の投影面をそれぞれ有し、当該投影面に投影される前記画像を拡大した前記虚像を表示させ、各前記投影面の拡大率が互いに異なっている複数の投影部材を、更に備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記虚像表示器から射出された光が投影される投影範囲に配置する前記投影部材を、複数の前記投影部材のうちで切り替える切替機構を、更に備える。
本開示の第二の態様によるヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、前記移動体の乗員によって視認可能な虚像を表示する。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記虚像として結像される画像の光を射出する表示器を、更に備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、凹面状に形成されることで投影された前記画像を拡大した前記虚像を表示させる投影面部を複数有し、各前記投影面部の拡大率が互いに異なっている投影部材を、更に備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記投影部材を変位させることにより、前記表示器から射出された光が投影される投影範囲に配置する前記投影面部を変更する変位機構を、更に備える。
本開示の第三の態様によるヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、前記移動体の乗員によって視認可能な虚像を表示する。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記虚像として結像される画像の光を射出する表示器を、備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記画像の光が投影される投影面部を有し、前記画像の前記虚像を表示させる投影部材を、更に備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記投影部材を変位させることにより、前記表示器から射出された光が投影される投影範囲に位置する前記投影面部の面積を増減させる変位機構を、更に備える。
本開示の第四の態様によるヘッドアップディスプレイ装置は、移動体に搭載され、当該移動体の乗員によって視認可能な虚像として結像される光を、投影領域に投影する。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に形成されている透光性の立体透光モデルを、備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記投影領域に投影する光を前記立体透光モデルに入射させることにより、前記虚像として、発光する前記立体透光モデルの立体虚像を表示させるモデル光源を、更に備える。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
第一実施形態のHUD装置による虚像表示を運転席から見た状態を模式的に示す正面図であり、
インシツルメントパネル内に収容されたHUD装置の斜視図であり、
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
HUD装置の電気系の構成を示すブロック図であり、
遠方虚像として虚像表示される第一画像の一例を示す図であり、
中間虚像として虚像表示される第一画像の一例を示す図であり、
第二実施形態のHUD装置による虚像表示を運転席から見た状態を模式的に示す正面図であり、
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
第三実施形態によるHUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
第四実施形態によるHUD装置の構成を模式的に示す断面図であって、各コンバイナプレートを収容凹部に収容した状態を示す図であり、
複数のコンバイナプレートのうちの一つが第一投影範囲に配置された状態を示す断面図であり、
第五実施形態によるHUD装置において、各コンバイナプレートを収容凹部に収容した状態を示す斜視図であり、
複数のコンバイナプレートのうちの一つが第一投影範囲に配置された状態を示す斜視図であり、
参考例を示す斜視図であり、
参考例を示す斜視図であり、
第六実施形態のHUD装置において、運転席から見た第一表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
運転席から見た第二表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
コンバイナの構成を示す正面図であり、
HUD装置の電気系の構成を示すブロック図であり、
第七実施形態のHUD装置において、運転席から見た第一表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
運転席から見た第二表示モードによる虚像表示を示す正面図である。
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
第八実施形態のHUD装置において、運転席から見た第三表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
第九実施形態のHUD装置において、運転席から見た第一表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
運転席から見た第二表示モードによる虚像表示を示す正面図である。
HUD装置の電気系の構成を示すブロック図であり、
第十実施形態のHUD装置において、運転席から見た第一表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
運転席から見た第二表示モードによる虚像表示を示す正面図であり、
HUD装置の構成を模式的に示す断面図であり、
第十一実施形態のHUD装置において、運転席に着座した運転者から視認されるコンバイナ及びコンビネーションメータの配置を示す正面図であり、
HUD装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す平面図であり、
HUD装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す断面図であり、
第十一実施形態の虚像の形状及び配置を示す図であり、
HUD装置の電気系の構成を示すブロック図であり、
BSM表示の詳細を説明するための図であり、
歩行者警告表示の詳細を説明するための図であり、
運転支援機能のステータス表示の詳細を説明するための図であり、
第十二実施形態のHUD装置による虚像の形状及び配置を示す図であり、
HUD装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す断面図であり、また
HUD装置の電気系の構成を示すブロック図である。
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
(第一実施形態)
図1~図3に示す本開示の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display,HUD)装置100は、車両Aに搭載されている。HUD装置100は、車両Aの乗員である運転者Dによって視認可能な種々の虚像60を表示する。HUD装置100は、運転者Dの正面に配置されている。HUD装置100の本体部分は、車両Aのインスツルメントパネル11に収容されている。
図1~図3に示す本開示の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display,HUD)装置100は、車両Aに搭載されている。HUD装置100は、車両Aの乗員である運転者Dによって視認可能な種々の虚像60を表示する。HUD装置100は、運転者Dの正面に配置されている。HUD装置100の本体部分は、車両Aのインスツルメントパネル11に収容されている。
HUD装置100は、コンバイナユニット20、虚像表示器40、実像表示器45、ハウジング50、切替機構90、及び制御回路80(図4参照)等によって構成されている。
コンバイナユニット20は、車両Aのウインドシールド13から、運転者Dの着座する運転席側へ離れた位置に、ウインドシールド13とは別体で設けられている。コンバイナユニット20は、複数(三つ)のコンバイナプレート21~23、及び保持軸部28等によって構成されている。
各コンバイナプレート21~23は、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するハーフミラーである。各コンバイナプレート21~23は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びガラス等の透光性材料の板材により、横長の略矩形状に形成されている。各コンバイナプレート21~23はそれぞれ、凹面状に湾曲した投影面30を一つずつ有している。投影面30には、虚像表示器40から射出され、虚像60として結像される種々の画像(以下、第一画像)70の光が投影される。各コンバイナプレート21~23は、凹面状の各投影面30により、投影された第一画像70の光を運転者Dへ向けて反射する。その結果、投影された第一画像70を拡大した虚像60が、投影面30よりも遠い位置に、運転者Dによって視認可能に表示される。
各コンバイナプレート21~23は、互いに異なった曲率で凹面状に湾曲している。そのため、各投影面30は、互いに異なった拡大率を備えた凹面鏡として機能する。具体的に、最も高い曲率で湾曲するコンバイナプレート21には、三つの投影面30のうちで最も拡大率の大きい遠方投影面31が形成されている。一方、最も低い曲率で湾曲するコンバイナプレート23には、三つの投影面30のうちで最も拡大率の小さい近傍投影面33が形成されている。そして、コンバイナプレート22には、遠方投影面31及び近傍投影面33の中間の拡大率を有する中間投影面32が形成されている。
保持軸部28は、樹脂材料によって円柱状に形成されている。保持軸部28は、ハウジング50によって仮想の回転軸RA周りに回転可能に支持されている。保持軸部28には、各コンバイナプレート21~23の一方の長辺が取り付けられている。各コンバイナプレート21~23は、長辺の延伸方向を保持軸部28の軸方向に沿わせた姿勢にて、保持軸部28に一体的に保持されており、保持軸部28と共に回転する。各コンバイナプレート21~23は、保持軸部28に規定される回転軸RA周りに互いに間隔を開けて保持されている。具体的に、各コンバイナプレート21~23は、回転軸RAの周方向に120°ずつずらされて、保持軸部28に固定されている。
以上のコンバイナユニット20は、ハウジング50に対する回転により、第一投影範囲PA1に配置させる一つ(以下、選択コンバイナプレート20s)を、複数のコンバイナプレート21~23のうちで切り替える。第一投影範囲PA1にある選択コンバイナプレート20sは、インスツルメントパネル11の上面から突き出した状態で、投影面30を運転席側へ向けている。選択コンバイナプレート20sには、虚像表示器40によって第一画像70の光が投影される。選択コンバイナプレート20sとして選択される一つが複数のコンバイナプレート21~23のうちで変更されることにより、各投影面30に投影された各第一画像70の光は、各投影面30から互いに異なる距離の結像位置で結像される。
詳記すると、コンバイナプレート21が選択コンバイナプレート20sとされた場合、遠方投影面31に投影された第一画像70の光は、例えば遠方投影面31から1.5メートル程度前方に、遠方虚像61(図5参照)として結像される。コンバイナプレート22が選択コンバイナプレート20sとされた場合、中間投影面32に投影された第一画像70の光は、例えば中間投影面32から0.7メートル程度前方に、中間虚像62(図6参照)として結像される。コンバイナプレート23が選択コンバイナプレート20sとされた場合、近傍投影面33に投影された第一画像70の光は、例えば近傍投影面33から0.5メートル程度前方に、近傍虚像63(図1参照)として結像される。
虚像表示器40は、第一投影範囲PA1に配置された選択コンバイナプレート20sの投影面30へ向けて、第一画像70の光を射出する構成である。虚像表示器40は、車両Aの前後方向において、コンバイナユニット20の後方に配置されている。虚像表示器40は、液晶パネル41及び虚像光源43等によって構成されている。
液晶パネル41は、表示面42を有している。表示面42は、矩形の平板状に形成されている。表示面42には、多数の画素が二次元状に配列されている。各画素には、赤色、緑色、及び青色のサブ画素が設けられている。液晶パネル41は、サブ画素の光の透過率を制御することにより、表示面42上に種々の第一画像70をカラー表示可能である。尚、以下の説明では、表示面42上に形成された第一画像70を、特に「中間画像70b」と記載する。
液晶パネル41は、表示面42を選択コンバイナプレート20sの投影面30と向かい合わせた姿勢にて、ハウジング50内に設置されている。表示面42には、投影面30での反射によって生じる歪みを補正した形態で、虚像60として結像される中間画像70bが形成される。
虚像光源43は、白色の光源光を放射する複数のLEDと、各LEDから放射された光を液晶パネル41へ導光するプリズムとを有している。各LEDから放射された光は、表示面42の背面側に導光され、表示面42に形成された第一画像70を透過照明する。表示面42を通過した光は、第一投影範囲PA1にある投影面30に投影される。
実像表示器45は、車両Aの前後方向において、コンバイナユニット20の前方に配置されている。実像表示器45は、複数のコンバイナプレート21~23のうちで、第二投影範囲PA2に配置された一つ(以下、退避コンバイナプレート20r)の投影面30へ向けて、第一画像70とは異なる第二画像75の光を射出する。退避コンバイナプレート20rは、第一投影範囲PA1から外れた位置に退避している二つのコンバイナプレートのうちの一方である。第二投影範囲PA2は、第一投影範囲PA1の下方に規定されている。第二投影範囲PA2は、実像表示器45から運転者Dの視点位置へ向かう仮想の光軸線上に設定されている。実像表示器45は、液晶パネル46及び実像光源48等によって構成されている。
液晶パネル46は、虚像表示器40の液晶パネル41と実質同一の構成である。液晶パネル46は、第二画像75をカラー表示可能な表示面47を有している。液晶パネル46は、表示面47を、退避コンバイナプレート20rの投影面30と向かい合わせた姿勢にて、ハウジング50内に設置されている。表示面47に形成される第二画像75の内容は、第一画像70と実質同一の内容であってもよく、又は第一画像70とは異なる内容であってもよい。
実像光源48は、虚像光源43と同様に、白色の光源光を放射する複数のLEDと、各LEDから放射された光を液晶パネル46へ導光するプリズムとを有している。各LEDから放射された光は、各表示面47の背面側に導光され、表示面47に形成された第二画像75を透過照明する。表示面47を通過した光は、第二投影範囲PA2にある投影面30に投影されることで、退避コンバイナプレート20rの背面に、第二画像75の実像65を発光表示させる。
ハウジング50は、図3に示すように、樹脂材料によって箱状に形成されたHUD装置100の筐体である。ハウジング50は、虚像表示器40、実像表示器45、及び制御回路80(図4参照)を収容している。ハウジング50は、運転者Dから視認され難いように、インスツルメントパネル11に収容されている。ハウジング50には、第一投射開口51、第二投射開口53、コンバイナ支持部55、及び収容凹部57が設けられている。 第一投射開口51は、ハウジング50を構成する複数の壁部のうちで、表示面42から選択コンバイナプレート20sの投影面30へ射出される光の照射範囲に形成された貫通開口である。第二投射開口53は、ハウジング50を構成する複数の壁部のうちで、表示面47から退避コンバイナプレート20rの投影面30へ射出される光の照射範囲に形成された貫通開口である。第一投射開口51及び第二投射開口53には、透過蓋材52及び透過蓋材54がそれぞれ嵌め込まれている。各透過蓋材52,54は、透光性の樹脂材料によって板状に形成されている。各透過蓋材52,54は、各画像70,75の光の透過を許容しつつ、各投射開口51,53を物理的に塞ぐことにより、ハウジング50内への塵及び埃の侵入を防いでいる。
コンバイナ支持部55は、車両Aの幅方向において対向するハウジング50の両側壁部に形成された軸受部である。コンバイナ支持部55は、コンバイナユニット20がハウジング50に対して回転可能となるように、保持軸部28の軸方向の両端を軸受支持している。コンバイナユニット20は、保持軸部28の軸方向を車両Aの幅方向に沿わせた姿勢で、コンバイナ支持部55に取り付けられている。
収容凹部57は、ハウジング50の上面に設けられた窪み部分である。収容凹部57の開口58は、インスツルメントパネル11の上面の形状に合わせて、湾曲した形状とされている。収容凹部57は、複数のコンバイナプレート21~23の少なくとも一部と、保持軸部28とを収容している。第一実施形態では、複数のコンバイナプレート21~23のうちで選択コンバイナプレート20sを除く二つが、収容凹部57に収容される。
切替機構90は、複数のコンバイナプレート21~23を保持軸部28と一体的に回転変位させる機構である。切替機構90は、回転軸RA周りにコンバイナユニット20を回転させることで、第一投影範囲PA1に配置する選択コンバイナプレート20sを、複数のコンバイナプレート21~23のうちで切り替えることができる。切替機構90は、ステッピングモータ91及び減速ギア部92等によって構成されている。
ステッピングモータ91は、例えば永久磁石型モータであり、コンバイナユニット20を変位させるための回転力を出力軸から出力する。減速ギア部92は、一つ又は複数の伝達ギアを噛合させた構成である。減速ギア部92は、ステッピングモータ91の回転を減速させつつ、保持軸部28に伝達する。こうした構成により、切替機構90は、ステッピングモータ91の出力軸の回転により、コンバイナユニット20の角度位置を変位させることが可能である。
制御回路80は、図4及び図3に示すように、HUD装置100による表示を制御する回路である。制御回路80は、プロセッサ、RAM、及び記憶媒体等を有するマイクロコントローラ81を主体に構成されている。制御回路80は、各液晶パネル41,46、各光源43,48、及びステッピングモータ91に加えて、車両Aに搭載された表示制御装置88と接続されている。
表示制御装置88は、車両Aに搭載された通信バス89と接続されている。通信バス89には、種々の搭載センサによる検出結果に基づいた車両Aの情報が出力されている。表示制御装置88は、通信バス89を通じて車両Aの情報を取得する。表示制御装置88は、取得した車両Aの情報を運転者Dに通知するための第一画像70を選定する。加えて表示制御装置88は、取得した車両Aの情報の特性に基づき、選定した第一画像70の投影に適した拡大率を有する投影面30を選択する。表示制御装置88は、選択した投影面30に選定した第一画像70を投影させるための制御信号を、制御回路80へ出力する。
制御回路80は、表示制御装置88から出力された制御信号に従い、各液晶パネル41,46の表示制御、及び各光源43,48の発光制御を実施する。加えて制御回路80は、切替機構90によるコンバイナユニット20の回転制御を実施する。これにより切替機構90は、虚像表示器40によって投影される第一画像70に関連付けられた選択コンバイナプレート20sを選択し、選択した選択コンバイナプレート20sが第一投影範囲PA1に配置されるよう、ステッピングモータ91の作動を制御する。
以上の制御回路80及び表示制御装置88による制御に基づき、HUD装置100が表示する虚像60及び実像65の詳細をさらに説明する。
図5に示すように、緊急度及び重要度の少なくとも一方が高く、運転者D(図3参照)に直ちに認識して欲しい情報を通知する第一画像70が、遠方虚像61として表示される。例えば、予防安全表示及び道案内表示等に係る第一画像70が、遠方投影面31(図3参照)と関連付けられており、遠方投影面31に投影される。例えば、車両A(図3参照)に搭載された衝突被害軽減(自動)ブレーキの作動を通知するAEB(Autonomous Emergency Braking)インジケータ画像71a等が、予防安全表示の遠方虚像61として表示される。また、右左折するポイントを通知するターンバイターン画像71b等が、道案内表示の遠方虚像61として表示される。これらの画像71a,71bは、通知する情報が有効な期間に限って一時的に表示される。
図6に示すように、主に運転者D(図3参照)の入力に対するフィードバックとしての情報を通知する第一画像70が、中間虚像62として表示される。具体的には、車両A(図3参照)に搭載されたエンターテイメント系の機器、及びコンフォート系の機器に関連する第一画像70が、中間投影面32(図3参照)と関連付けられており、中間投影面32に投影される。例えば、運転者Dによって選択された楽曲の情報を通知するトラック画像72、運転者Dによって選択された空調機器の設定温度を通知する画像等が、中間虚像62として表示される。
図1に示すように、主に車両Aの状態を通知する第一画像70が、近傍投影面33と関連付けられており、近傍投影面33に投影されて、近傍虚像63として表示される。例えば、車両Aの走行速度を示す車速画像73、車両Aの瞬間燃費に基づくエコドライブインジケータ画像等が、近傍虚像63として表示される。
第二画像75は、複数種類の第一画像70のうちで、近傍投影面33と関連付けられている画像と同様に、主に車両Aの状態を通知する。例えば、車両Aの外観形状を模った自車ステータス画像75a、シフトインジケータ画像75b、及び燃料計画像75c等が、実像65として表示される。
ここまで説明した第一実施形態の各コンバイナプレート21~23には、拡大率の異なる投影面30それぞれが設けられている。故に、第一投影範囲PA1に配置されて虚像表示器40から射出された光の投影される選択コンバイナプレート20sが切替機構90によって切り替えられれば、中間画像70bから虚像60への拡大率も変更される。その結果、例えば、空調機器等の車載機器の操作に係る表示項目の変更、車両Aの状況の変化、或いは運転者Dの選択操作等に応じて、虚像60の大きさ及び結像位置が明確に変更され得る。
このようなHUD装置100であれば、コンバイナプレート21~23の切り替えにより、第一画像70の光が虚像60として結像される結像位置を、この第一画像70によって運転者Dに通知される情報の特性に応じて、適宜変更することが可能となる。したがって、HUD装置100は、情報を通知する第一画像70を、運転者Dによって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第一実施形態では、複数のコンバイナプレート21~23が保持軸部28によって一体化されている。故に、切替機構90は、複数のコンバイナプレート21~23を個別に動かさなくてもよくなる。以上によれば、切替機構90の構成を簡素化することが可能になる。
また第一実施形態では、保持軸部28と一体化された複数のコンバイナプレート21~23が回転軸RA周りに回転する構成である。故に、切替機構90は、コンバイナプレートの切り替えに際して、新たに選択されたコンバイナプレートを第一投影範囲PA1へ移動させる作動と、第一投影範囲PA1に配置されていたコンバイナプレートを退避させる作動とを、同時に行うことができる。以上によれば、選択コンバイナプレート20sの切替時間が短縮され得るので、切り替えに伴った虚像表示の中断時間の短縮も実現可能となる。
さらに第一実施形態のように、多種の第一画像70と各コンバイナプレート21~23とがそれぞれ関連付けられていれば、運転者Dに情報を通知する各第一画像70の結像位置は、その情報を通知するのに好適な位置となり得る。故に、HUD装置100は、情報を通知する第一画像70を、運転者Dによって的確に気づかれるように表示可能となる。
加えて第一実施形態のHUD装置100では、第二投影範囲PA2に配置された退避コンバイナプレート20rの凸面状の背面に第二画像75が実像表示される。このような実像65の表示位置は、退避コンバイナプレート20rの背面であるため、各虚像60の表示位置と明確に異なってくる。以上のように、HUD装置100は、虚像表示に使用されていない退避コンバイナプレート20rを活用した実像表示を、虚像表示と組み合わせることにより、情報提示の表現の幅をさらに広げることが可能となる。
尚、第一実施形態において、退避コンバイナプレート20rが「退避投影部材」に相当し、コンバイナプレート21~23が「投影部材」に相当し、保持軸部28が「保持部」に相当する。また、車両Aが「移動体」に相当し、第一投影範囲PA1が「投影範囲」に相当する。
(第二実施形態)
図7及び図8に示す第二実施形態のHUD装置200は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態によるHUD装置200は、コンバイナユニット220、ハウジング250、及び切替機構290と、第一実施形態と実質同一の虚像表示器40及び制御回路80(図4参照)等とによって構成されている。コンバイナユニット220、ハウジング250、及び切替機構290は、第一実施形態の各要素20,50,90(図3及び図4参照)に相当する構成である。またHUD装置200からは、第一実施形態の実像表示器45(図3参照)に相当する構成が省略されている。HUD装置200は、運転者Dから見て、例えばコンビネーションメータ110の上方且つ奥側に配置されている。
図7及び図8に示す第二実施形態のHUD装置200は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態によるHUD装置200は、コンバイナユニット220、ハウジング250、及び切替機構290と、第一実施形態と実質同一の虚像表示器40及び制御回路80(図4参照)等とによって構成されている。コンバイナユニット220、ハウジング250、及び切替機構290は、第一実施形態の各要素20,50,90(図3及び図4参照)に相当する構成である。またHUD装置200からは、第一実施形態の実像表示器45(図3参照)に相当する構成が省略されている。HUD装置200は、運転者Dから見て、例えばコンビネーションメータ110の上方且つ奥側に配置されている。
コンバイナユニット220は、車両Aのウインドシールド13とは別体で設けられた複数(三つ)のコンバイナプレート221~223と、各コンバイナプレート221~223を支持しているスライド支持部228等とによって構成されている。各コンバイナプレート221~223は、第一実施形態の各コンバイナプレート21~23に相当する構成であり、凹面鏡の機能を備えた投影面30をそれぞれ有するハーフミラーである。各コンバイナプレート221~223において、各投影面30の拡大率は、互いに異なっている。各コンバイナプレート221~223は、各投影面30を運転席側へ向けた姿勢で、車両Aの前後方向に沿って並ぶ配置とされている。
遠方投影面31を有するコンバイナプレート221は、三つのコンバイナプレート221~223のうちで、虚像表示器40から最も離れた前方に位置している。近傍投影面33を有するコンバイナプレート223は、三つのコンバイナプレート221~223のうちで、虚像表示器40に最も近い後方に位置している。中間投影面32を有するコンバイナプレート222は、二つのコンバイナプレート221,223の間に位置している。
スライド支持部228は、ハウジング250に固定されている。スライド支持部228には、車両Aの上下方向に沿って延伸する複数のガイド溝229が形成されている。各ガイド溝229には、各コンバイナプレート221~223が個別に取り付けられている。スライド支持部228は、各ガイド溝229により、各コンバイナプレート221~223を車両Aの上下方向に昇降可能に支持している。こうしたスライド支持部228の支持により、各コンバイナプレート221~223は、ハウジング250から個別にせり出し可能となっている。
以上のコンバイナユニット220は、三つのコンバイナプレート221~223のうちの一つを選択コンバイナプレート220sとして、ハウジング250から突き出させることにより、第一投影範囲PA1に配置する。三つのコンバイナプレート221~223のうちで、選択コンバイナプレート220sを除く他の二つは、ハウジング250に収容された状態となる。選択コンバイナプレート220sとして持ち上げられる一つが変更されることにより、コンバイナユニット220は、投影面30の拡大率、ひいては各虚像60の結像位置を切り替えることができる。
ハウジング250は、車両Aの幅方向において対向する両側壁部により、スライド支持部228を保持している。ハウジング250には、投射開口251と、プレート開口255とが形成されている。投射開口251は、第一実施形態の第一投射開口51に相当し、透光性の透過蓋材252によって塞がれている。プレート開口255は、各コンバイナプレート221~223の上方に形成されている。プレート開口255は、ハウジング250からせり出される選択コンバイナプレート220sを通過させることができる。
切替機構290は、各コンバイナプレート221~223を個別に昇降させる機構である。切替機構290は、制御回路80(図4参照)からの制御信号に従い、選択コンバイナプレート220sを第一投影範囲PA1にせり出させると共に、他のコンバイナプレートをハウジング250内に引き込むことができる。こうした作動により、第一投影範囲PA1に配置される選択コンバイナプレート220sが、複数のコンバイナプレート221~223のうちで切り替えられる。
切替機構290は、例えば複数組の螺子軸及び螺子ナットと、複数のモータ等とによって構成された螺子機構である。各螺子軸は、各ガイド溝229に沿って上下方向に延伸している。各螺子ナットは、それぞれ螺子軸と螺合している。各螺子ナットは、それぞれ各コンバイナプレート221~223に固定されている。螺子ナットは、回転する螺子軸に沿って、各コンバイナプレート221~223と一体的に移動可能である。各モータは、サーボモータ又はステッピングモータ等であり、各螺子軸に一つずつ設けられている。切替機構290は、各モータによって各螺子軸を個別に回転させることにより、各ガイド溝229に沿った各コンバイナプレート221~223の上下移動を可能にしている。
ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、選択コンバイナプレート220sの切り替えによって、虚像60の大きさ及び結像位置が明確に変更され得る。したがって、HUD装置200は、情報を通知する第一画像70を、運転者Dによって的確に気づかれるように虚像表示することができる。尚、第二実施形態では、コンバイナプレート221~223が「投影部材」に相当し、スライド支持部228が「支持部」に相当する。
(第三実施形態)
図9に示す第三実施形態のHUD装置300は、第一実施形態の別の変形例である。HUD装置300は、第一実施形態のコンバイナユニット20(図3参照)に替えて、コンバイナユニット320を備えている。コンバイナユニット320の各コンバイナプレート321~323に区画された投影面330は、拡大率だけでなく、透過率も互いに異なっている。
図9に示す第三実施形態のHUD装置300は、第一実施形態の別の変形例である。HUD装置300は、第一実施形態のコンバイナユニット20(図3参照)に替えて、コンバイナユニット320を備えている。コンバイナユニット320の各コンバイナプレート321~323に区画された投影面330は、拡大率だけでなく、透過率も互いに異なっている。
各コンバイナプレート321~323は、第一実施形態と同様に、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するハーフミラーである。各コンバイナプレート321~323は、互いに濃度の異なるスモーク板によって形成されている。その結果、各コンバイナプレート321~323の各投影面330は、互いに異なる透過率を有しており、互いに異なった反射率を示すようになる。そのため、各投影面330は、互いに異なった拡大率及び反射率を備えた凹面鏡として機能する。
具体的に、コンバイナプレート321には、最も拡大率の大きい遠方投影面331が形成されている。遠方投影面331の透過率は、三つの投影面330のうちで、最も低い値(例えば20%)に設定されている。コンバイナプレート323には、最も拡大率の小さい近傍投影面333が形成されている。近傍投影面333の透過率は、三つの投影面330のうちで、最も高い値(例えば70%)に設定されている。コンバイナプレート322には、遠方投影面331及び近傍投影面333の中間の拡大率を有する中間投影面332が形成されている。中間投影面332の透過率は、遠方投影面331よりも高く、近傍投影面333よりも低い値(例えば40%)に設定されている。
以上の透過率の設定により、遠方投影面331の反射率は、中間投影面332及び近傍投影面333の各反射率よりも高くなる。その結果、コンバイナプレート321が選択コンバイナプレート320sである場合に結像される虚像60は、他のコンバイナプレート322,323が選択コンバイナプレート320sである場合の虚像60よりも高輝度となる。一方、近傍投影面333の反射率は、遠方投影面331及び中間投影面332及び近傍投影面333の各反射率よりも低くなる。その結果、コンバイナプレート323が選択コンバイナプレート320sとされた場合に結像される虚像60は、他のコンバイナプレート321,322が選択コンバイナプレート320sとされた場合の虚像60よりも低輝度となる。
一例として、車両Aの外部の環境が晴天時等の非常に明るい場合では、制御回路80(図4参照)による切替機構90の制御により、透過率の低い遠方投影面331が第一投影範囲PA1に配置される。このように、高反射率の遠方投影面331が用いられることで、外光の多い環境であっても、虚像60の見易さは、確保可能となる。また、運転者Dに通知される情報の緊急度が高い場合でも、高反射率の遠方投影面331が第一投影範囲PA1に配置される。その結果、高輝度の虚像60を用いた報知により、運転者Dによる情報の見逃しが低減される。一方、夜間等の暗い環境では、透過率の高い近傍投影面333が、第一投影範囲PA1に配置される。このように、低反射率の近傍投影面333が用いられることで、暗順応している運転者Dに対しても、眩しく感じられ難い虚像60が表示され得る。
ここまで説明した第三実施形態でも第一実施形態と同様の効果を奏し、HUD装置300は、運転者Dによって的確に気づかれ易い虚像60を表示できる。加えて第三実施形態では、透過率の異なる複数のコンバイナプレート321~323を選択的に用いる構成により、外光量及び情報の緊急度等に合わせて虚像60の輝度が調整される。以上によれば、虚像60によって通知される情報は、さらに確実に運転者Dに伝わるようになる。尚、第三実施形態では、コンバイナプレート321~323が「投影部材」に相当する。
(第四実施形態)
図10及び図11に示す第四実施形態のHUD装置400は、第三実施形態の変形例である。HUD装置400は、第一実施形態のコンバイナユニット20(図3参照)に替えて、コンバイナユニット420を備えている。コンバイナユニット420は、二つのコンバイナプレート421,423、カバープレート426、及び保持軸部28等によって構成されている。コンバイナユニット420の少なくとも一部は、ハウジング450に設けられた収容凹部457に収容されている。
図10及び図11に示す第四実施形態のHUD装置400は、第三実施形態の変形例である。HUD装置400は、第一実施形態のコンバイナユニット20(図3参照)に替えて、コンバイナユニット420を備えている。コンバイナユニット420は、二つのコンバイナプレート421,423、カバープレート426、及び保持軸部28等によって構成されている。コンバイナユニット420の少なくとも一部は、ハウジング450に設けられた収容凹部457に収容されている。
コンバイナプレート421,423は、第三実施形態のコンバイナプレート321,323(図9参照)に相当する構成である。コンバイナプレート421には、遠方投影面431が区画されている。コンバイナプレート423には、近傍投影面433が区画されている。遠方投影面431の透過率(例えば20%)は、近傍投影面433の透過率(例えば70%)よりも低い値に設定されている。以上の設定によれば、遠方投影面431の反射率が近傍投影面433の反射率よりも高くなる。故に、虚像表示器40から遠方投影面431に光を投影する場合の虚像60は、虚像表示器40から近傍投影面433に光を投影する場合の虚像60よりも高輝度に表示される。
カバープレート426は、遮光性の樹脂材料等によって平板状に形成されている。カバープレート426の外形形状は、各コンバイナプレート421,423の外形形状と概ね同一の横長の略矩形状である。カバープレート426の表面の質感及び色は、インスツルメントパネル11の上面に合わせられている。
保持軸部28は、ハウジング450によって回転軸RA周りに回転可能に支持されている。保持軸部28は、車両Aの幅方向に回転軸RAを沿わせた姿勢にて、前後方向における収容凹部457の開口458の中間に配置されている。保持軸部28には、各コンバイナプレート421,423の各一方の長辺と、カバープレート426の一方の長辺とが取り付けられている。
各コンバイナプレート421,423及びカバープレート426は、回転軸RA周りに互いに間隔を開けた状態で、保持軸部28に保持されている。回転軸RAの周方向において、カバープレート426及びコンバイナプレート423は、約180°ずれて位置している。各コンバイナプレート421,423及びカバープレート426の外形形状は、保持軸部28によって前後に区切られた開口458の半分の領域と相似形であり、且つ、開口458の半分の領域よりも僅かに小さくされている。
以上の構成によるコンバイナユニット420は、二つのコンバイナプレート421,423を共に第一投影範囲PA1から退避させている場合に、カバープレート426及びコンバイナプレート423を、開口458を実質的に塞ぐ防塵カバーとして機能させる。詳記すると、カバープレート426は、保持軸部28によって区画された開口458の二つの領域のうちで、運転者Dから遠い前方の領域を覆っている(図10参照)。一方、コンバイナプレート423は、保持軸部28によって区画された開口458の二つの領域のうちで、運転者Dに近い後方の領域を覆っている。
加えて、一方のコンバイナプレート423が第一投影範囲PA1に位置しているとき、他方のコンバイナプレート421は、保持軸部28から虚像表示器40の下方へ向けて延伸している(図11参照)。こうした配置により、虚像60が表示されている場合に、コンバイナプレート421は、収容凹部457のうちで虚像表示器40の下側の空間を覆う防塵カバーとして機能する。
ここまで説明した第四実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏する。加えて第四実施形態では、虚像60が表示されない場合に、各コンバイナプレート421,423は、インスツルメントパネル11から突き出さないように、収容凹部457に収容される。加えて、コンバイナプレート423及びカバープレート426は、防塵カバーとして用いられて、収容凹部457を運転者Dから視認され難くさせる。以上によれば、虚像60の表示が行われていない場合の運転席前方の見映えが向上する。
さらに、コンバイナプレート421及びカバープレート426は、開口458の概ね全体を覆うことにより、インスツルメントパネル11から窪んだ収容凹部457への埃や塵の進入を防ぐことができる。また、虚像60が表示されている場合では、コンバイナプレート421が、虚像表示器40の下側にて収容凹部457の運転者D側を目隠ししている。こうしたコンバイナプレート421の配置により、虚像60を表示しているときのインスツルメントパネル11の上面の見映えも、高く維持される。尚、第四実施形態では、コンバイナプレート421,423が「投影部材」に相当し、カバープレート426が「蓋部材」に相当する。
(第五実施形態)
図12及び図13に示す第五実施形態のHUD装置500は、第四実施形態の変形例である。HUD装置500のハウジング550には、収容凹部557に加えて光路凹部559が形成されている。光路凹部559は、車両の前後方向において収容凹部557の後方に形成されており、収容凹部557と同様にインスツルメントパネル11に対して窪んでいる。光路凹部559の各側壁部のうちで最も運転者D側に位置する一つには、虚像表示器40が収容されている。光路凹部559は、虚像表示器40から第一投影範囲PA1へ向かう光路を形成している。
図12及び図13に示す第五実施形態のHUD装置500は、第四実施形態の変形例である。HUD装置500のハウジング550には、収容凹部557に加えて光路凹部559が形成されている。光路凹部559は、車両の前後方向において収容凹部557の後方に形成されており、収容凹部557と同様にインスツルメントパネル11に対して窪んでいる。光路凹部559の各側壁部のうちで最も運転者D側に位置する一つには、虚像表示器40が収容されている。光路凹部559は、虚像表示器40から第一投影範囲PA1へ向かう光路を形成している。
コンバイナユニット520は、第四実施形態と同様に、保持軸部28に保持された二つのコンバイナプレート521、523とカバープレート526とを有している。コンバイナユニット520は、虚像60が非表示とされている場合に、カバープレート526及びコンバイナプレート523を概ね収容凹部557の開口558に位置させることができる(図12参照)。以上により、カバープレート526及びコンバイナプレート523は、開口558を実質的に塞ぐ防塵カバーとして機能する。
加えてコンバイナユニット520は、コンバイナプレート523を第一投影範囲PA1に位置させた場合に、コンバイナプレート521により、開口558のうちで保持軸部28よりも運転者D側の領域を塞ぐことができる(図13参照)。またコンバイナユニット520は、コンバイナプレート521を第一投影範囲PA1に位置させた場合に、コンバイナプレート523と及びカバープレート526により、開口558の概ね全体を塞ぐことができる。
ここまで説明した第五実施形態でも、第四実施形態と同様の効果を奏し、特にカバープレート526及びコンバイナプレート521、523が収容凹部557の開口558を塞ぐ防塵カバーとして機能する。尚、第五実施形態では、コンバイナプレート521,523が「投影部材」に相当し、カバープレート526が「蓋部材」に相当する。
(参考例)
図14及び図15に示すHUD装置600は、第五実施形態のコンバイナユニット520(図12参照)を、コンバイナユニット620に替えた構成である。コンバイナユニット620は、一つのコンバイナプレート621、ベースプレート626、及び保持軸部28等によって構成されている。
図14及び図15に示すHUD装置600は、第五実施形態のコンバイナユニット520(図12参照)を、コンバイナユニット620に替えた構成である。コンバイナユニット620は、一つのコンバイナプレート621、ベースプレート626、及び保持軸部28等によって構成されている。
ベースプレート626は、遮光性の樹脂材料によって矩形の平板状に形成されている。ベースプレート626の外形形状は、収容凹部557の開口558と相似形であり、開口558よりも僅かに小さく設定されている。ベースプレート626は、保持軸部28と一体的に形成されており、ハウジング550に対して回転可能である。
コンバイナプレート621は、ベースプレート626の両平面のうちの一方に取り付けられている。コンバイナプレート621は、ベースプレート626に対して実質的に直交する姿勢で、ベースプレート626に保持されている。コンバイナプレート621は、ベースプレート626及び保持軸部28と一体的に回転し、収容凹部557に収容される。
コンバイナユニット620は、切替機構90に駆動されることにより、180°回転する。HUD装置600が表示による情報提示を行っている場合(図14参照)、コンバイナユニット620は、ベースプレート626によって開口558を塞ぎつつ、第一投影範囲PA1にコンバイナプレート621を位置させる。一方で、HUD装置600が表示による情報提示を行っていない場合(図15参照)、コンバイナユニット620は、ベースプレート626によって開口558を塞ぎつつ、コンバイナプレート621を収容凹部557に収容させる。以上のように、参考例では、ベースプレート626が収容凹部557の開口558を塞ぐ防塵カバーとして機能する。
(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
上記実施形態の各HUD装置において、第一投影範囲には配置されるコンバイナプレートは、一つだけであった。しかし、複数のコンバイナプレートが、第一投影範囲に並べて配置されてもよい。加えて、HUD装置に設けられるコンバイナプレートの数は、上記実施形態のような三つに限定されない。HUD装置に設けられるコンバイナプレートの数は、二つ以上であれば適宜変更可能である。
例えば上記第二実施形態の変形例1によるHUD装置には、二つのコンバイナプレートが設けられている。一方のコンバイナプレートは、第一投影範囲に突き出した状態とされ、他方のコンバイナプレートは、ハウジング内に収容された状態とされる。このような変形例1では、ハウジングに収容されたコンバイナプレートを退避コンバイナプレートとし、当該コンバイナプレートの背面に第二画像の光を照射する実像表示器が設けられている。以上の構成によるHUD装置であれば、退避コンバイナプレートの投影面に第二画像を実像表示することが可能になる。
上記実施形態の各コンバイナプレートの曲率は、例えば各投影面の中心の曲率を基準とする。各投影面全体の曲率は、中心の曲率で一定であってもよく、或いは中心から離れるに従って徐々に変化していてもよい。各投影面の拡大率も、各中心の曲率に基づいて規定される。尚、各投影面の中心は、便宜的に投影面の重心位置とする。また、コンバイナプレートは、複数に分割された湾曲面が板厚方向にずらして配置されたフレネルレンズ形状の凹面により、投影面を形成していてもよい。
上記第三~第五実施形態では、拡大率の大きい投影面ほど、光の透過率が低く設定されていた。しかし、拡大率の小さい投影面ほど、光の透過率が高く設定されていてもよい。また、各投影面の光の透過率及び反射率は、実質的に同一であってもよい。さらに、第二実施形態のように複数のコンバイナプレートがスライド支持される構成において、各投影面の各透過率が互いに異なるように設定されていてもよい。
上記実施形態では、画像の光を射出する各表示器として、液晶パネル及び投影光源を組み合わせたプロジェクタが用いられていた。しかし、表示器の構成は、適宜変更可能である。例えば、多数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロデバイス(DMD)と、DMDへ向けて光を投射する投射光源とを有するDLP(Digital Light Processing,登録商標)方式のプロジェクタが、表示器として採用可能である。さらに、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーと、MEMSミラーへ向けて光を投射するレーザ光源とを有するレーザスキャナが、表示器として採用可能である。
上記実施形態では、虚像表示器から射出された画像の光は、各投影面に直接的に入射していた。しかし、表示面から各投影面までの光路距離を拡大させるために、ハウジング内にて画像の光を屈折させる一つ又は複数の凹面鏡又は平面鏡、或いはレンズ等を含む光学系が設けられていてもよい。
上記実施形態の各HUD装置は、インシツルメントパネルから上方へ突き出したコンバイナプレートに画像の光を投影する構成であった。しかし、HUD装置は、車両Aの天井から吊り下げられたコンバイナプレートに、画像の光を投影する構成であってもよい。
上記実施形態における表示制御装置88の機能は、HUD装置の制御回路80に組み込まれていてもよい。又は、車両Aに搭載された他の車載機器の制御回路が、表示制御装置88の機能を兼ねていてもよい。例えば、コンビネーションメータに設けられた制御回路が、当該メータの表示と共に、HUD装置の虚像表示を制御可能である。或いは、運転者への情報提示を統合的に制御するHCU(HMI(Human Machine Interface)Control Unit)が、表示制御装置88の機能を兼ねていてもよい。さらに、運転者によって車室内に持ち込まれた携帯端末の制御回路が、表示制御装置88の機能を兼ねていてもよい。
上記実施形態のような車両Aでは、運転者の眼の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づき、右眼及び左眼のそれぞれに対してアイリプスが設定可能である。HUD装置は、アイリプス内に左右の眼を位置させた運転者によって視認可能となるよう、各虚像を表示させることが望ましい。尚、本開示の特徴構成は、車両以外の船舶及び航空機等の各種移動体(輸送機器)に搭載されたHUD装置にも、適用可能である。
上述の第一の態様において、移動体Aに搭載され、移動体の乗員Dによって視認可能な虚像60を表示するHUD装置であって、虚像として結像される画像70の光を射出する虚像表示器40と、虚像表示器から射出された光が投影される凹面状の投影面30,330をそれぞれ有し、当該投影面に投影される画像を拡大した虚像を表示させ、各投影面の拡大率が互いに異なっている複数の投影部材21~23,221~223,321~323,421,423,521,523と、虚像表示器から射出された光が投影される投影範囲PA1に配置する投影部材を、複数の投影部材のうちで切り替える切替機構90,290と、を備えるHUD装置とされている。
この態様における複数の投影部材のそれぞれには、拡大率の異なる投影面が設けられている。故に、投影範囲に配置されて虚像表示器から射出された光の投影される投影部材が切替機構によって切り替えられれば、虚像の拡大率の変更により、ひいては虚像の結像位置が明確に変更され得る。
このようなHUD装置であれば、投影部材の切り替えにより、画像の光が虚像として結像される結像位置を、この画像によって乗員に通知される情報の特性に応じて、変更することが可能となる。したがって、HUD装置は、情報を通知する画像を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
(第六実施形態)
図16~図19に示す本開示の第六実施形態によるHUD装置2100は、車両Aに搭載されている。HUD装置2100は、車両Aの乗員である運転者Dによって視認可能な種々の虚像2060を表示する。HUD装置2100は、運転者Dの正面に配置されている。HUD装置2100の本体部分は、車両Aのインシツルメントパネル2011に収容されている。
図16~図19に示す本開示の第六実施形態によるHUD装置2100は、車両Aに搭載されている。HUD装置2100は、車両Aの乗員である運転者Dによって視認可能な種々の虚像2060を表示する。HUD装置2100は、運転者Dの正面に配置されている。HUD装置2100の本体部分は、車両Aのインシツルメントパネル2011に収容されている。
HUD装置2100は、コンバイナ2020、表示器2040、ハウジング2050、回転機構2090、及び制御回路2080(図20参照)等によって構成されている。
コンバイナ2020は、車両Aのウインドシールド2013から、運転者Dの着座する運転席側へ離れた位置に、ウインドシールド2013とは別体で設けられている。コンバイナ2020は、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するハーフミラーである。コンバイナ2020は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びガラス等の透光性材料の板材により、楕円形の板状に形成されている。コンバイナ2020は、凹面状に湾曲している。コンバイナ2020には、回転支持部2025及び複数の投影面部2030が設けられている。
回転支持部2025は、コンバイナ2020の中央(中心)に形成されている。回転支持部2025は、ハウジング2050に取り付けられている。コンバイナ2020は、回転支持部2025によって規定される仮想の回転軸線RAを中心として、ハウジング2050によって回転変位可能に支持されており、ハウジング2050に対して相対回転する。回転軸線RAは、車両Aの前後方向に沿っており、車両Aが載置された地面と概ね水平な姿勢とされている。
複数の投影面部2030は、コンバイナ2020の両面のうちで運転席側を向く一方の面に形成されている。各投影面部2030は、それぞれ凹面状に形成されている。複数の投影面部2030のうちの一部には、虚像2060として結像される種々の画像2070の光が投影される。画像2070の光が投影された特定の投影面部2030(以下、選択投影面部2030s)は、この画像2070の光を運転者Dへ向けて反射させる。その結果、投影された画像2070を拡大した虚像2060が、選択投影面部2030sよりも遠い位置に、運転者Dによって視認可能に表示される。
コンバイナ2020は、複数(四つ)の近傍投影面部2032と、複数(二つ)の遠方投影面部2031とを、投影面部2030として有している。各近傍投影面部2032は、コンバイナ2020の内周面うちで、回転支持部2025を中心とした真円状の領域に形成されている。各近傍投影面部2032は、回転支持部2025を中心として、周方向に90°ずつずらされた配置にて、コンバイナ2020に並んで規定されている。各近傍投影面部2032の各隅部分は、互いに重なっている。一対の近傍投影面部2032は、コンバイナ2020の短軸方向において、回転支持部2025を挟んで位置している。残りの一対の近傍投影面部2032は、コンバイナ2020の長軸(長手)方向において、回転支持部2025を挟んで位置している。一対の遠方投影面部2031は、コンバイナ2020の長軸方向において、回転支持部2025を挟んで、各近傍投影面部2032の外周側に位置している。
近傍投影面部2032及び遠方投影面部2031は、互いに異なった曲率で凹面状に湾曲している。そのため、近傍投影面部2032及び遠方投影面部2031は、互いに異なった拡大率を備えた凹面鏡として機能する。具体的に、遠方投影面部2031の曲率は、近傍投影面部2032の曲率よりも大きい値に規定されている。故に、遠方投影面部2031の拡大率は、近傍投影面部2032の拡大率よりも大きい。
以上のコンバイナ2020は、ハウジング2050に対する回転により、投影範囲PA1に配置させる選択投影面部2030sを、複数の近傍投影面部2032及び遠方投影面部2031のうちで変更する。投影範囲PA1にある選択投影面部2030sは、インシツルメントパネル2011の上面から突き出した状態で、運転席側を向いている。選択投影面部2030sには、表示器2040から射出された画像2070の光が投影される。近傍投影面部2032に投影される画像2070の光と、遠方投影面部2031に投影される画像2070の光は、互いに異なる結像位置にて、虚像2060として結像される。
具体的には、コンバイナ2020が車両Aの上下方向に短軸を沿わせた姿勢で固定されている場合(図16参照)、投影範囲PA1には、一つの近傍投影面部2032が配置されている。この近傍投影面部2032に投影された画像2070の光は、例えば近傍投影面部2032から0.5メートル程度前方に、近傍虚像2062として結像される。
一方、コンバイナ2020が車両Aの上下方向に長軸を沿わせた姿勢で固定されている場合(図18参照)、一つの近傍投影面部2032に加えて一つの遠方投影面部2031が投影範囲PA1に配置されている。遠方投影面部2031に投影された画像2070の光は、例えば遠方投影面部2031から1.5メートル程度前方に、遠方虚像2061として結像される。
尚、HUD装置2100において、コンバイナ2020の短軸が車両Aの上下方向に沿った状態を「第一表示モード」といい、コンバイナ2020の長軸が車両Aの上下方向に沿った状態を「第二表示モード」という。第二表示モードにおいて、HUD装置2100は、遠方虚像2061及び近傍虚像2062を共に運転者に視認させることが可能となる。遠方虚像2061は、運転者Dからの見かけ上において、近傍虚像2062よりも上方に表示される。
表示器2040は、投影範囲PA1に配置された選択投影面部2030sへ向けて、画像2070の光を射出する構成である。表示器2040は、車両Aの前後方向において、コンバイナ2020の後方に配置されている。表示器2040は、液晶パネル2041及び投影光源2043等によって構成されている。
液晶パネル2041は、表示面2042を有している。表示面2042は、矩形の平板状に形成されている。表示面2042には、多数の画素が二次元状に配列されている。各画素には、赤色、緑色、及び青色のサブ画素が設けられている。液晶パネル2041は、サブ画素の光の透過率を制御することにより、表示面2042上に種々の画像2070をカラー表示可能である。尚、以下の説明では、表示面2042上に形成された画像2070を、特に「中間画像2070b」と記載する。
投影光源2043は、白色の光源光を放射する複数のLEDと、各LEDから放射された光を液晶パネル2041へ導光するプリズムとを有している。各LEDから放射された光は、表示面2042の背面側に導光され、表示面2042に形成された中間画像2070bを透過照明する。表示面2042を通過した光は、投影範囲PA1にある選択投影面部2030sに投影される。
ハウジング2050は、樹脂材料によって箱状に形成されたHUD装置2100の筐体である。ハウジング2050は、表示器2040及び制御回路2080(図20参照)等を収容している。ハウジング2050は、運転者Dから視認され難いように、インシツルメントパネル2011に収容されている。ハウジング2050の上面は、インシツルメントパネル2011の上面と一体的に視認されるよう、インシツルメントパネル2011と色及び質感を揃えられている。ハウジング2050には、投射開口2051及びコンバイナ支持部2053が設けられている。
投射開口2051は、ハウジング2050を構成する複数の壁部のうちで、表示面2042から選択投影面部2030sへ向けて射出される光の照射範囲に形成された貫通開口である。投射開口2051には、透光性の樹脂材料によって板状に形成された蓋部材2052が嵌め込まれている。蓋部材2052は、画像2070の光の透過を許容しつつ、投射開口2051を物理的に塞ぐことにより、ハウジング2050内への塵及び埃の侵入を防いでいる。
コンバイナ支持部2053は、ハウジング2050の壁部に形成された軸受部である。コンバイナ支持部2053は、コンバイナ2020の回転軸線RAを車両Aの前後方向に沿わせた姿勢にて、回転支持部2025の軸方向の両端を軸受支持している。コンバイナ支持部2053による回転支持部2025の支持により、コンバイナ2020は、ハウジング2050に対して回転変位可能となる。その結果、複数の投影面部2030のうちで、投影範囲PA1から退避した位置にある各投影面部(以下、退避投影面部)2030rは、少なくとも一部がハウジング2050に収容される。
回転機構2090は、回転軸線RAを中心にコンバイナ2020を回転変位させる機構である。回転機構2090は、コンバイナ2020を回転変位させることで、投影範囲PA1に配置する選択投影面部2030sを、複数の投影面部2030のうちで切り替えることができる。加えて回転機構2090は、コンバイナ2020を回転変位させることにより、投影範囲PA1に配置する投影面部2030の数を増減させることができる。回転機構2090は、ステッピングモータ2091及び減速ギア部2092等によって構成されている。
ステッピングモータ2091は、例えば永久磁石型モータであり、コンバイナ2020を変位させるための回転力を出力軸から出力する。減速ギア部2092は、一つ又は複数の伝達ギアを噛合させた構成である。減速ギア部2092は、ステッピングモータ2091の回転を減速させつつ、回転支持部2025に伝達する。回転機構2090は、ステッピングモータ2091の出力軸の回転により、コンバイナ2020を、90°ずつ回転変位させて、第一表示モードと第二表示モードとを順に切り替える。
制御回路2080は、図20及び図17に示すように、HUD装置2100による表示を制御する回路である。制御回路2080は、プロセッサ、RAM、及び記憶媒体等を有するマイクロコントローラ2081を主体に構成されている。制御回路2080は、液晶パネル2041及び投影光源2043、並びにステッピングモータ2091に加えて、車両Aに搭載された表示制御装置2088と接続されている。
表示制御装置2088は、車両Aに搭載された通信バス2089と接続されている。通信バス2089には、種々の搭載センサによる検出結果に基づいた車両Aの情報が出力されている。表示制御装置2088は、通信バス2089を通じて車両Aの情報を取得する。表示制御装置2088は、取得した車両Aの情報を運転者Dに通知するための画像2070を選定する。加えて表示制御装置2088は、取得した車両Aの情報の特性に基づき、選定した画像2070の投影に適した投影面部2030が投影範囲PA1に配置されるよう、第一表示モード及び第二表示モードのいずれを用いるのかを設定する。表示制御装置2088は、選択した投影面部2030に、選定した画像2070を投影させるための制御信号を、制御回路2080へ出力する。
制御回路2080は、表示制御装置2088から出力された制御信号に従い、液晶パネル2041の表示制御、及び投影光源2043の発光制御を実施する。加えて制御回路2080は、回転機構2090によるコンバイナ2020の回転制御を実施する。これにより回転機構2090は、表示器2040によって投影される画像2070に関連付けられた選択投影面部2030sを選択し、この選択投影面部2030sが投影範囲PA1に配置されるよう、ステッピングモータ2091の作動を制御する。
以上の制御回路2080及び表示制御装置2088による制御に基づき、HUD装置2100が表示する虚像2060の詳細をさらに説明する。
図18に示すように、緊急度及び重要度の少なくとも一方が高く、運転者D(図17参照)に直ちに認識して欲しい情報がある場合、HUD装置2100は、第二表示モードとされる。そして、緊急度又は重要度の高い情報を通知する画像2070が、遠方虚像2061として表示される。例えば、道案内表示及び予防安全表示等に係る画像2070が、遠方投影面部2031と関連付けられており、この遠方投影面部2031に投影される。具体的には、右左折するポイントを通知するターンバイターン画像2071等が、道案内表示の遠方虚像2061として表示される。また、車両Aに搭載された衝突被害軽減(自動)ブレーキの作動を通知するAEB(Autonomous Emergency Braking)インジケータ画像等が、予防安全表示の遠方虚像2061として表示される。これらの画像2070は、通知する情報が有効な期間に限って一時的に表示され、有効な期限の経過によって消灯される。こうして遠方虚像2061の表示が終了すると、HUD装置2100は、第一表示モードへと戻される。
一方で、緊急度又は重要度の高い情報が無い場合、HUD装置2100装置は、第一表示モードとされる。そして、図16及び図18にそれぞれ示す第一表示モード及び第二表示モードの両方において、主に車両Aの状態を通知する画像2070が、近傍虚像2062として表示される。例えば、車両Aの走行速度を示す車速画像2072、及び車両Aの瞬間燃費に基づくエコドライブインジケータ画像等が、近傍投影面部2032と関連付けられており、投影範囲PA1に配置された近傍投影面部2032に投影される。
ここまで説明した第六実施形態のコンバイナ2020には、拡大率の異なる投影面部2030が複数設けられている。故に、投影範囲PA1に配置される選択投影面部2030sが回転機構2090によるコンバイナ2020の回転変位によって変更されれば、虚像2060の拡大率の変更により、ひいては虚像2060の結像位置が明確に変更され得る。
このようなHUD装置2100であれば、投影面部2030の変更により、画像2070の光が虚像2060として結像される結像位置を、この画像2070によって乗員に通知される情報の特性に応じて、切り替えることが可能となる。したがって、HUD装置2100は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第六実施形態では、画像2070の光が投影されない退避投影面部2030rは、少なくとも一部がハウジング2050に収容される。以上によれば、虚像表示に使用されていない退避投影面部2030rが目立ち難くなるので、複数の投影面部2030をコンバイナ2020に規定する構成であっても、見映えの悪化は防止され得る。
また第六実施形態のHUD装置2100は、緊急度又は重要度の高い情報を報知する場合に、第二表示モードへの切り替えによって、投影範囲PA1に遠方投影面部2031を追加配置することが可能である。こうした構成のHUD装置2100は、運転者Dの中心視野又はその近傍に遠方虚像2061を出現させる表示により、運転者Dの注意を惹いて、運転者Dに的確に情報を伝えることができる。
さらに第六実施形態では、回転機構2090は、コンバイナ2020を回転させるという単純な動きだけで、虚像2060の拡大率、ひいては虚像2060の結像位置の変更を実現している。このように、回転軸線RA周りに複数の投影面部2030を並べて、回転機構2090で回転させる形態であれば、HUD装置2100は、構成の複雑化を回避しつつ、運転者Dに的確に気づかれるような虚像表示を行うことができる。
加えて第六実施形態では、多種の画像2070と各投影面部2030とがそれぞれ関連付けられているため、運転者Dに情報を通知する各画像2070の結像位置は、その情報を通知するのに好適な位置となり得る。故に、HUD装置2100は、情報を通知する画像2070を、運転者によって的確に気づかれるように表示可能となる。
尚、第六実施形態において、コンバイナ2020が「投影部材」に相当し、回転機構2090が「変位機構」に相当し、車両Aが「移動体」に相当し、運転者Dが「乗員」に相当する。
(第七実施形態)
図21~図23に示す第七実施形態のHUD装置2200は、第六実施形態の変形例である。第七実施形態によるHUD装置2200は、コンバイナ2220、表示器2240、ハウジング2250、及び昇降機構2290と、第六実施形態と実質同一の制御回路2080(図20参照)等とによって構成されている。コンバイナ2220、表示器2240、ハウジング2250、及び昇降機構2290は、第六実施形態の各要素2020,2040,2050,2090(図17参照)に相当する構成である。
図21~図23に示す第七実施形態のHUD装置2200は、第六実施形態の変形例である。第七実施形態によるHUD装置2200は、コンバイナ2220、表示器2240、ハウジング2250、及び昇降機構2290と、第六実施形態と実質同一の制御回路2080(図20参照)等とによって構成されている。コンバイナ2220、表示器2240、ハウジング2250、及び昇降機構2290は、第六実施形態の各要素2020,2040,2050,2090(図17参照)に相当する構成である。
コンバイナ2220は、三つの楕円形を長軸方向に繋ぎ合わせた形状に形成されている。各楕円形状の部分は、それぞれ凹面状に湾曲している。コンバイナ2220には、スライド嵌合部2225及び複数(三つ)の投影面部2230が設けられている。スライド嵌合部2225は、車両Aの上下方向に沿ってスライド変位可能に、ハウジング2250に取り付けられている。コンバイナ2220は、ハウジング2250及びインシツルメントパネル2011から上方へのせり出し量を変化させることができる。
複数の投影面部2230には、正面投影面部2231、左方投影面部2232、及び右方投影面部2233が含まれている。正面投影面部2231は、車両Aの幅方向に並ぶ三つの楕円形状の部分のうちで、最も面積の大きい中央の楕円形状の部分に形成されている。左方投影面部2232は、運転者Dから見て、正面投影面部2231の左側に位置する楕円板状の部分に形成されている。右方投影面部2233は、運転者Dから見て、正面投影面部2231の右側に位置する楕円板状の部分に形成されている。左方投影面部2232及び右方投影面部2233の各面積は、互いに実質同一であり、正面投影面部2231の面積よりも小さい。左方投影面部2232及び右方投影面部2233の各中心は、正面投影面部2231の中心よりも下方に位置している。
正面投影面部2231と左方投影面部2232及び右方投影面部2233とは、互いに異なった曲率で凹面状に湾曲しており、互いに異なった拡大率を備えた凹面鏡として機能する。第七実施形態では、正面投影面部2231の拡大率は、左方投影面部2232及び右方投影面部2233の各拡大率よりも大きい値に設定されている。一方、左方投影面部2232及び右方投影面部2233は、実質同一の曲率で凹面状に湾曲しており、実質同一の拡大率を備えている。
コンバイナ2220は、ハウジング2250に対する上下方向へのスライド変位により、投影範囲PA1に配置させる選択投影面部2230sを変更すると共に、投影範囲PA1に位置する正面投影面部2231の面積を増減させる。具体的に、コンバイナ2220が最も下方に降下している場合(図21参照)、三つの投影面部2230のうちで正面投影面部2231のみが選択投影面部2230sとして投影範囲PA1に配置されている。この場合、左方投影面部2232及び右方投影面部2233は、退避投影面部2230rとして、ハウジング2250に収容されている。加えて正面投影面部2231は、上方の領域のみをハウジング2250から上方へ突出させており、投影範囲PA1から外れた位置にある下方の領域を退避領域2231rとして、ハウジング2250に収容させた状態としている。
以上のような第一表示モードにおいて、正面投影面部2231に投影された画像2070の光は、例えば正面投影面部2231から1.5メートル程度前方に、正面虚像2261として結像される。例えば車速画像2072等の車両Aの状態を通知する画像2070が、正面虚像2261として表示される。
一方、コンバイナ2220が最も上方に上昇している場合(図22参照)、正面投影面部2231、左方投影面部2232、及び右方投影面部2233の全てが選択投影面部2230sとして投影範囲PA1に配置されている。加えて正面投影面部2231の概ね全体が、ハウジング2250から上方へせり出した状態とされ、投影範囲PA1内に配置されている。
以上のような第二表示モードでは、正面投影面部2231の面積の増加により、ウインドシールド2013前方の空間において正面虚像2261を表示可能な範囲が上方に拡大される。その結果、正面虚像2261として同時に表示する画像2070の数を増やす、又は正面虚像2261として表示する画像2070のサイズを拡大することが可能になる。例えば、車速画像2072に加えて、ターンバイターン画像2071等が正面虚像2261として表示される。
また、左方投影面部2232及び右方投影面部2233に投影された画像2070の光は、それぞれ左方虚像2263及び右方虚像2264として結像される。左方虚像2263は、運転者Dの正面から左方向へずれた位置であって、左方投影面部2232から0.7メートル程度の位置に、前後の奥行きを持って結像される。右方虚像2264は、運転者Dの正面から右方向へずれた位置であって、右方投影面部2233から0.7メートル程度の位置に、前後の奥行きを持って結像される。
左方虚像2263及び右方虚像2264としては、例えば、運転支援システムにて区画線が正しく認識されているか否かを示す区画線インジケータ画像2074aが表示される。加えて、前側方から接近する歩行者を通知する歩行者警告画像2074b、及び隣接車線を走行する後続車の接近を通知するブラインドスポットモニタ(BSM)画像2074c等が、左方虚像2263及び右方虚像2264として表示される。
表示器2240は、第六実施形態の表示器2040(図16参照)よりも幅方向に広角に画像2070の光を照射することが可能である。こうした構成により、第二表示モードにおいて、正面投影面部2231に加えて、インシツルメントパネル2011から上方へ突き出した左方投影面部2232及び右方投影面部2233にも、表示器2240は、画像2070の光を照射することが可能である。
ハウジング2250には、投射開口2251及びスライド支持部2253が形成されている。投射開口2251は、表示器2240から射出された光がインシツルメントパネル2011からせり出した左方投影面部2232及び右方投影面部2233に照射されるように、ハウジング2250の壁部に形成された貫通開口である。投射開口2251は、透光性の蓋部材2252によって塞がれている。
スライド支持部2253は、コンバイナ2220を上下方向に沿って変位可能に支持している。スライド支持部2253には、上下方向に沿って延伸する一対のガイド溝2254が形成されている。各ガイド溝2254は、コンバイナ2220の幅方向の両側に位置するハウジング2250の側壁に一つずつ設けられている。コンバイナ2220は、ガイド溝2254に沿って上下方向に昇降可能である。
昇降機構2290は、コンバイナ2220を上下方向に昇降させることで、投影範囲PA1に配置する投影面部2230の変更と、投影範囲PA1に配置される正面投影面部2231の面積の増減とを実現する機構である。昇降機構2290は、制御回路2080(図20参照)からの出力信号に従い、表示器2240によって投影される画像2070に関連付けられた選択投影面部2230sが投影範囲PA1に配置されるように、コンバイナ2220を上下方向へスライド変位させる。加えて昇降機構2290は、表示器2240によって投影される画像2070に関連付けられた面積が投影範囲PA1内に位置するように、コンバイナ2220を上下方向へスライド変位させる。
昇降機構2290は、例えば一組の螺子軸及び螺子ナットと、モータ2291等とによって構成されている。螺子軸は、ガイド溝2254に沿って上下方向に延伸している。螺子ナットは、螺子軸と螺合しており、コンバイナ2220に固定されている。螺子ナットは、回転する螺子軸に沿って、コンバイナ2220と一体的に移動可能である。モータ2291は、サーボモータ又はステッピングモータ等であり、螺子軸に回転を伝えることができる。昇降機構2290は、モータ2291によって螺子軸を回転させることにより、ガイド溝2254に沿ったコンバイナ2220のスライド変位を可能にしている。
ここまで説明した第七実施形態でも、昇降機構2290によるコンバイナ2220のスライド変位によって選択投影面部2230sが変更されるため、第六実施形態と同様に、虚像2060の結像位置は、明確に変更され得る。したがって、HUD装置2200は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第七実施形態では、昇降機構2290によるコンバイナ2220のスライド変位により、投影範囲PA1に配置される正面投影面部2231の面積が増減される。こうした正面投影面部2231の面積の拡縮によれば、虚像2060を表示可能な範囲の大きさが明確に変更され得る。このようなHUD装置2200であれば、虚像2060として結像される画像2070の大きさ又は表示位置を、この画像2070によって乗員に通知される情報の特性に応じて、変更することが可能となる。したがって、HUD装置2200は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
また第七実施形態では、正面投影面部2231のうちで画像2070の光が投影されない退避領域2231rは、ハウジング2250に収容されている。以上によれば、虚像表示に使用されていない退避領域2231rが目立ち難くなる。故に、投影範囲PA1に配置する正面投影面部2231の面積を増減させる構成であっても、見映えの悪化は防止され得る。尚、第七実施形態において、コンバイナ2220が「投影部材」に相当し、昇降機構2290が「変位機構」に相当する。
(第八実施形態)
図24及び図25に示す第八実施形態のHUD装置2300は、第六実施形態の別の変形例である。第八実施形態によるHUD装置2300は、第六実施形態のコンバイナ2020(図16参照)に相当する構成として、円板状に形成されたコンバイナ2320を備えている。コンバイナ2320は、ハウジング2050によって回転変位可能に支持される回転支持部2025と、複数(四つ)の投影面部2330とを有している。
図24及び図25に示す第八実施形態のHUD装置2300は、第六実施形態の別の変形例である。第八実施形態によるHUD装置2300は、第六実施形態のコンバイナ2020(図16参照)に相当する構成として、円板状に形成されたコンバイナ2320を備えている。コンバイナ2320は、ハウジング2050によって回転変位可能に支持される回転支持部2025と、複数(四つ)の投影面部2330とを有している。
複数の投影面部2330には、遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332が二つずつ含まれている。遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332は、回転支持部2025によって規定される回転軸線RA周りの周方向に、交互に並んでいる。遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332は、互いに重ならないように規定されている。遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332の各面積は、互いに実質同一である。遠方投影面部2331と近傍投影面部2332とは、互いに異なった曲率で凹面状に湾曲しており、互いに異なった拡大率を備えた凹面鏡として機能する。
回転機構2090は、各投影面部2330の中心が回転軸線RAの直上に位置するようコンバイナ2320を90°ずつ回転変位させることにより、第一表示モードと第二表示モードとを順に切り替えることができる。故に、四つの投影面部2330のうちで回転軸線RAの直上に位置する一つが選択投影面部2330sとして投影範囲PA1内に位置し、回転軸線RAの直下に位置する他の一つが退避投影面部2330rとしてハウジング2050に収容された状態となる。第一表示モードでは、選択投影面部2330sとされた近傍投影面部2332への画像2070の光の投影により、近傍虚像2062が表示される。また第二表示モードでは、選択投影面部2330sとされた遠方投影面部2331への画像2070の光の投影により、遠方虚像2061が表示される。
さらに回転機構2090は、コンバイナ2320を継続的に回転させる第三表示モードを実現する。第三表示モードにおいて、表示器2040は、制御回路2080(図20参照)の出力信号に基づき、コンバイナ2320の回転に合わせて、画像2070の光を投影範囲PA1へ向けて照射する。詳記すると、表示器2040は、遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332の各中心が回転軸線RAの直上に位置するタイミングで、投影光源2043をパルス発光させることにより、投影範囲PA1に位置する投影面部2330に画像2070の光を投影する。画像2070の光は、拡大率の異なった遠方投影面部2331及び近傍投影面部2332に交互に投影される。その結果、一つの画像2070が、遠方虚像2061及び近傍虚像2062として交互に表示される。このような原理により、第三表示モードでは、周期的に結像位置の変化する虚像2060の表示が実現される。結像位置の変化する虚像2060としては、車両Aに搭載された衝突被害軽減(自動)ブレーキの作動を通知又は予告するAEB(Autonomous Emergency Braking)インジケータ画像2071a等、予防安全に係る画像2070が表示される。
ここまで説明した第八実施形態でも、コンバイナ2320の回転変位によって選択投影面部2330sが変更されるため、第六実施形態と同様に、虚像2060の結像位置は、明確に変更され得る。したがって、HUD装置2300は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第八実施形態の第三表示モードでは、運転者Dの見かけ上において、虚像2060が奥行き方向に移動する。このような虚像2060の動きによれば、HUD装置2300は、運転者Dの注意を引いて、緊急性の高い情報を運転者Dに確実に気づかせることができる。尚、第八実施形態では、コンバイナ2320が「投影部材」に相当する。
(第九実施形態)
図26~図28に示す第九実施形態のHUD装置2400は、第七実施形態の変形例である。第九実施形態によるHUD装置2400には、複数(三つ)のコンバイナ2421~2423が設けられている。加えてHUD装置2400は、各コンバイナ2421~2423を個別に昇降させる昇降機構2490と、各コンバイナ2421~2423及び昇降機構2490を収容するハウジング2450とを備えている。各コンバイナ2421~2423、昇降機構2490、及びハウジング2450は、それぞれ第七実施形態のコンバイナ2220、昇降機構2290、及びハウジング2250(図23参照)に相当する構成である。
図26~図28に示す第九実施形態のHUD装置2400は、第七実施形態の変形例である。第九実施形態によるHUD装置2400には、複数(三つ)のコンバイナ2421~2423が設けられている。加えてHUD装置2400は、各コンバイナ2421~2423を個別に昇降させる昇降機構2490と、各コンバイナ2421~2423及び昇降機構2490を収容するハウジング2450とを備えている。各コンバイナ2421~2423、昇降機構2490、及びハウジング2450は、それぞれ第七実施形態のコンバイナ2220、昇降機構2290、及びハウジング2250(図23参照)に相当する構成である。
センタコンバイナ2421、サイドコンバイナ2422、及びサイドコンバイナ2423は、それぞれ投影面部2430を有するハーフミラーである。各投影面部2430の曲率は、実質同一とされている。故に、各投影面部2430は、実質的に同一の拡大率を備えた凹面鏡として機能する。各コンバイナ2421~2423は、各投影面部2430を運転席側へ向けた姿勢で、インシツルメントパネル2011の上縁に沿って車両Aの幅方向に並べられている。各コンバイナ2421~2423は、個別に昇降可能な状態でハウジング2450に取り付けられている。
センタコンバイナ2421は、二つのサイドコンバイナ2422,2423の間に配置されており、運転者D(図23参照)の正面に位置している。センタコンバイナ2421には、正面投影面部2431が投影面部2430として規定されている。正面投影面部2431に投影された画像2070の光は、正面虚像2461として正面投影面部2431の前方に結像される。
サイドコンバイナ2422,2423は、車両Aの幅方向において、センタコンバイナ2421の両側に一つずつ配置されている。運転者D(図23参照)から見てセンタコンバイナ2421の左側に位置するサイドコンバイナ2422には、左方投影面部2432が投影面部2430として規定されている。運転者Dから見てセンタコンバイナ2421の右側に位置するサイドコンバイナ2423には、右方投影面部2433が投影面部2430として規定されている。左方投影面部2432及び右方投影面部2433に投影された画像2070の光は、それぞれ左方虚像463及び右方虚像2464として、正面虚像2461から左右にずれた位置に結像される。
昇降機構2490は、各コンバイナ2421~2423を上下方向へ個別にスライド変位させることにより、ハウジング2450からせり出して投影範囲PA1内に位置する各投影面部2430の面積の総和を増減させる。昇降機構2490による昇降により、各投影面部2430のうちで投影範囲PA1から外れた位置にある退避領域2430rは、ハウジング2450に収容される。昇降機構2490は、例えば螺子軸、螺子ナット、及びモータ2491a~2491c等によって構成された螺子機構部を三組有している。各螺子機構部は、三つのコンバイナ2421~2423のうちの一つを、各モータ2491a~2491cの回転により、それぞれスライド変位させることができる。
昇降機構2490は、制御回路2080からの出力信号に基づき、センタコンバイナ2421を昇降させ、投影範囲PA1内に配置される正面投影面部2431の面積を増減させる。以上により、正面投影面部2431は、表示器2240によって投影される画像2070に関連付けられた面積を、投影範囲PA1内に位置させるようになる。こうした正面投影面部2431には、例えば、車速画像2472の光が投影される。
車速画像2472は、現在の車両Aの走行速度を、走行中の道路の制限速度と対比して示す画像2070である。車速画像2472が表示される場合、投影範囲PA1内に位置する正面投影面部2431の面積は、車両Aの走行速度に関連付けられる。故に、昇降機構2490は、インシツルメントパネル2011からの正面投影面部2431のせり出し量を、車両Aの走行速度に応じて、連続的に増減させる。車速画像2472には、走行速度に応じて上方へ向けて伸びる一対のバー画像部2472a,2472bが含まれている。走行速度の上昇に合わせて正面投影面部2431が上方へ拡張されるため、正面虚像2461を表示可能な範囲の大きさも、空間中にて上方へ拡大される。故に、走行速度に応じて上方へ延伸するバー画像部2472a,2472bの虚像表示が可能になる。
加えて昇降機構2490は、左方虚像463及び右方虚像2464を表示する場合に、各サイドコンバイナ2422,2423を上昇させる作動を行い、左方投影面部2432及び右方投影面部2433を投影範囲PA1内に位置させる。以上の作動によれば、投影面部2430が幅方向に沿って左右に拡張されるため、虚像2060を表示可能な範囲の大きさも、空間中にて左右へ拡大される。その結果、例えば、交差点での右左折及び車線変更を実施する際に、歩行者警告画像2074b及びBSM画像2074c等が、左方虚像463又は右方虚像2464として表示可能となる。
ここまで説明した第九実施形態でも、昇降機構2490による各コンバイナ2421~2423のスライド変位によって投影面部2430が拡縮されるため、第七実施形態と同様に、虚像2060として結像される画像2070の大きさ又は表示位置が明確に変更可能となる。したがって、HUD装置2400は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第九実施形態のHUD装置2400は、複数のコンバイナ2421~2423をスライド変位させることにより、投影範囲PA1に位置する投影面部2430の面積の増減をさらに顕著に生じさせることができる。故に、HUD装置2400は、さらに乗員に的確に気づかれるように虚像2060を表示することができる。
また第九実施形態では、正面虚像2461が運転者Dの中心視野の範囲に向けて拡大されるため、速度の超過が運転者Dに気づかれ易くなる。このように、車両Aの走行速度に合わせて車速画像2472を上下方向に伸縮させる表示を行えば、運転者Dに気構えを促すことが可能になる。尚、第九実施形態では、コンバイナ2421~2423がそれぞれ「投影部材」に相当し、昇降機構2490が「変位機構」に相当する。
(第十実施形態)
図29~図31示す第十実施形態のHUD装置2500は、第九実施形態の変形例である。第十実施形態によるHUD装置2500では、第九実施形態の各サイドコンバイナ2422,2423(図27参照)に相当する構成が省略されている。HUD装置2500は、センタコンバイナ2520を昇降機構2590によって昇降させることにより、センタコンバイナ2520を降下させた第一表示モード(図29参照)と、センタコンバイナ2520を上昇させた第二表示モード(図30参照)とを切り替える。
図29~図31示す第十実施形態のHUD装置2500は、第九実施形態の変形例である。第十実施形態によるHUD装置2500では、第九実施形態の各サイドコンバイナ2422,2423(図27参照)に相当する構成が省略されている。HUD装置2500は、センタコンバイナ2520を昇降機構2590によって昇降させることにより、センタコンバイナ2520を降下させた第一表示モード(図29参照)と、センタコンバイナ2520を上昇させた第二表示モード(図30参照)とを切り替える。
HUD装置2500の制御回路2080(図28参照)は、表示制御装置2088(図28参照)からの制御信号に基づき、車両Aのシフトポジションに応じて、第一表示モードと第二表示モードとを切り替える。具体的には、シフトポジションがパーキング「P」の位置にある場合、HUD装置2500は、第一表示モードとされる。第一表示モードでは、投影面部2530の下方の領域は、退避領域2530rとして、ハウジング2550に収容されている。そして、投影面部2530のうちでインシツルメントパネル2011からせり出した領域に投影されるシフトポジション画像2571の光が、正面虚像2561として運転者Dの正面に結像される。
シフトポジションがドライブ「D」の位置に変更されると、HUD装置2500は、第一表示モードから第二表示モードへと切り替わる。このとき、昇降機構2590によってセンタコンバイナ2520が持ち上げられることにより、投影範囲PA1に位置する投影面部2530が上方へ拡張される。そして、シフトポジション画像2571に替えて、当該画像2571よりもサイズの大きい車速画像2572が、正面虚像2561として結像される。
ここまで説明した第十実施形態でも、投影面部2530の拡縮により、第九実施形態と同様の効果を奏する。故に、HUD装置2500は、情報を通知する画像2070を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
加えて第十実施形態では、シフトポジションの変更によって正面虚像2561として表示される画像2070が明確に変化する。故に、HUD装置2500は、シフトの誤操作を運転者Dに確実に気づかせることができる。尚、第十実施形態では、センタコンバイナ2520が「投影部材」に相当し、昇降機構2590が「変位機構」に相当する。
(第六実施形態から第十実施形態の他の実施形態)
上記第六実施形態から第十実施形態において、虚像2060の表示に用いられない退避投影面部及び退避領域は、乗員に視認されないように、ハウジング内に収容されていた。しかし、コンバイナのうちで画像の光が投影されない領域は、ハウジングの外部に露出していてもよい。また、上記実施形態において、ハウジングは、インスツルメントパネルと別体であり、インスツルメントパネル内に収容されていた。しかし、インスツルメントパネルとハウジングとが一体的に構成され、表示器及び制御回路等の構成は、インスツルメントパネルに設けられたハウジング部に収容されていてもよい。
上記第六実施形態から第十実施形態において、虚像2060の表示に用いられない退避投影面部及び退避領域は、乗員に視認されないように、ハウジング内に収容されていた。しかし、コンバイナのうちで画像の光が投影されない領域は、ハウジングの外部に露出していてもよい。また、上記実施形態において、ハウジングは、インスツルメントパネルと別体であり、インスツルメントパネル内に収容されていた。しかし、インスツルメントパネルとハウジングとが一体的に構成され、表示器及び制御回路等の構成は、インスツルメントパネルに設けられたハウジング部に収容されていてもよい。
上記第六実施形態から第十実施形態の各投影面部の曲率は、例えば各投影面部の中心の曲率を基準とする。各投影面部全体の曲率は、中心の曲率で一定であってもよく、或いは中心から離れるに従って徐々に変化していてもよい。各投影面部の拡大率も、各中心の曲率に基づいて規定される。尚、各投影面部の中心は、便宜的に投影面部の重心位置とする。また、コンバイナは、複数に分割された湾曲面が板厚方向にずらして配置されたフレネルレンズ形状の凹面により、投影面部を形成していてもよい。
上記第六実施形態から第十実施形態では、画像の光を射出する表示器として、液晶パネル及び投影光源を組み合わせたプロジェクタが用いられていた。しかし、表示器の構成は、適宜変更可能である。例えば、多数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロデバイス(DMD)と、DMDへ向けて光を投射する投射光源とを有するDLP(Digital Light Processing,登録商標)方式のプロジェクタが、表示器として採用可能である。さらに、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーと、MEMSミラーへ向けて光を投射するレーザ光源とを有するレーザスキャナが、表示器として採用可能である。
上記第六実施形態から第十実施形態では、虚像表示器から射出された画像の光は、各投影面に直接的に入射していた。しかし、表示面から各投影面までの光路距離を拡大させるために、ハウジング内にて画像の光を屈折させる一つ又は複数の凹面鏡又は平面鏡、或いはレンズ等を含む光学系が設けられていてもよい。
上記第六実施形態から第十実施形態における表示制御装置2088の機能は、HUD装置の制御回路2080に組み込まれていてもよい。又は、車両Aに搭載された他の車載機器の制御回路が、表示制御装置2088の機能を兼ねていてもよい。例えば、コンビネーションメータに設けられた制御回路が、当該メータの表示と共に、HUD装置の虚像表示を制御可能である。或いは、運転者への情報提示を統合的に制御するHCU(HMI(Human Machine Interface)Control Unit)が、表示制御装置2088の機能を兼ねていてもよい。さらに、運転者によって車室内に持ち込まれた携帯端末の制御回路が、表示制御装置2088の機能を兼ねていてもよい。
上記第六実施形態から第十実施形態のような車両Aでは、運転者の眼の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づき、右眼及び左眼のそれぞれに対してアイリプスが設定可能である。HUD装置は、アイリプス内に左右の眼を位置させた運転者によって視認可能となるよう、各虚像を表示させることが望ましい。尚、本開示の特徴構成は、車両以外の船舶及び航空機等の各種移動体(輸送機器)に搭載されたHUD装置にも、適用可能である。
上述の第二の態様において、移動体Aに搭載され、移動体の乗員Dによって視認可能な虚像2060を表示するHUD装置であって、虚像として結像される画像2070の光を射出する表示器2040,2240と、凹面状に形成されることで投影された画像を拡大した虚像を表示させる投影面部2030,2230,2330を複数有し、各投影面部の拡大率が互いに異なっている投影部材2020,2220,2320と、投影部材を変位させることにより、表示器から射出された光が投影される投影範囲PA1に配置する投影面部を変更する変位機構2090,2290と、を備えるHUD装置とされている。
この態様における投影部材には、拡大率の異なる投影面部が複数設けられている。故に、投影範囲に配置されて表示器から射出された光の投影される投影面部が変更機構による投影部材の変位によって変更されれば、虚像の拡大率の変更により、ひいては虚像の結像位置が明確に変更され得る。
このようなHUD装置であれば、投影面部の変更により、画像の光が虚像として結像される結像位置を、この画像によって乗員に通知される情報の特性に応じて、切り替えることが可能となる。したがって、HUD装置は、情報を通知する画像を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
また、開示された第三の態様は、移動体Aに搭載され、移動体の乗員Dによって視認可能な虚像2060を表示するHUD装置であって、虚像として結像される画像2070の光を射出する表示器2240と、画像の光が投影される投影面部2230,2430,2530を有し、画像の虚像を表示させる投影部材2220,2421~2423,2520と、投影部材を変位させることにより、表示器から射出された光が投影される投影範囲PA1に位置する投影面部の面積を増減させる変位機構2290,2490,2590と、を備えるHUD装置とされている。
この態様によれば、増減機構による投影部材の変位により、投影範囲に配置されて表示器から射出された光の投影される投影面の面積が増減される。こうした投影面の面積の拡縮により、虚像を表示可能な範囲の大きさが明確に変更され得る。このようなHUD装置であれば、虚像として結像される画像の大きさ又は表示位置を、この画像によって乗員に通知される情報の特性に応じて、変更することが可能となる。したがって、HUD装置は、情報を通知する画像を、乗員によって的確に気づかれるように虚像表示することができる。
(第十一実施形態)
図32~図35に示す本開示の第十一実施形態によるHUD(Head-Up Display)装置3100は、自車両Aに搭載されている。HUD装置3100は、自車両Aの乗員である運転者によって視認可能な種々の虚像3060を表示することで、自車両Aに係る情報を運転者へ向けて提示する。HUD装置3100は、コンビネーションメータ3110と共に運転者の正面に配置されている。HUD装置3100の本体部分は、自車両Aのインシツルメントパネル3011に収容されている。
図32~図35に示す本開示の第十一実施形態によるHUD(Head-Up Display)装置3100は、自車両Aに搭載されている。HUD装置3100は、自車両Aの乗員である運転者によって視認可能な種々の虚像3060を表示することで、自車両Aに係る情報を運転者へ向けて提示する。HUD装置3100は、コンビネーションメータ3110と共に運転者の正面に配置されている。HUD装置3100の本体部分は、自車両Aのインシツルメントパネル3011に収容されている。
HUD装置3100は、コンバイナ3020、ハウジング3040、透光モデル群3070、モデル光源3050、及び制御回路3080(図36参照)等によって構成されている。
コンバイナ3020は、自車両Aのウインドシールド3013から、運転者の着座する運転席側へ離れた位置に、ウインドシールド3013とは別体で設けられている。コンバイナ3020は、コンビネーションメータ3110の上方に配置されている。コンバイナ3020は、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するハーフミラーである。コンバイナ3020は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びガラス等の透光性材料により、湾曲した板状に形成されている。コンバイナ3020には、投影領域3021が設けられている。
投影領域3021は、コンバイナ3020の両面のうちで運転席側を向く一方の面に形成されている。投影領域3021は、凹面状に湾曲した形状とされている。投影領域3021には、虚像3060として結像される光が投影される。投影領域3021は、投影された光を運転者へ向けて反射させる。その結果、投影された光像を拡大した虚像3060が、投影領域3021よりも遠い位置に、運転者によって視認可能に表示される。投影領域3021に拡大率が設定されることにより、投影領域3021から虚像3060の結像位置までの距離は、透光モデル群3070から投影領域3021までの距離よりも長くなる。
ハウジング3040は、樹脂材料によって箱状に形成されたHUD装置3100の筐体である。ハウジング3040は、透光モデル群3070、モデル光源3050、及び制御回路3080(図36参照)等を収容している。ハウジング3040は、運転者から視認され難いように、インシツルメントパネル3011に収容されている。ハウジング3040には、投射開口3041が設けられている。
投射開口3041は、ハウジング3040を構成する複数の壁部のうちで、透光モデル群3070から投影領域3021へ向けて射出される光の照射範囲に形成された貫通開口である。投射開口3041には、透光性の樹脂材料によって板状に形成された蓋部材3042が嵌め込まれている。蓋部材3042は、透光モデル群3070から放出された光の透過を許容しつつ、投射開口3041を物理的に塞ぐことにより、ハウジング3040内への塵及び埃等の侵入を防いでいる。
透光モデル群3070は、自車両モデル3071、前走車モデル3072、一対の後続車モデル3073,3074、一対の区画線モデル3075,3076、及び一対の歩行者モデル3077,3078と、複数の導光台座部3071a~3074a,3077a,3078a等とによって構成されている。各モデル3071~3078及び各導光台座部3071a~3074a,3077a,3078aは、無色透明なアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性の樹脂材料により、中実又は中空に形成されている。各モデル3071~3078は、モデル光源3050から放出された光を透過させることによって発光する。各モデル3071~3078は、ハウジング3040内において、自車両モデル3071を中心とした配置で並べられており、自車両Aの周囲の交通シーンを三次元的に再現している。
自車両モデル3071は、自車両Aの外観形状を模した立体形状に形成されている。自車両モデル3071は、上部後方を投影領域3021に向けた姿勢にて、四角柱状に形成された導光台座部3071aの中央頂面3071bに載置されている。中央頂面3071bは、自車両Aが載置されている水平面に対し、自車両Aの後方へ向かうに従って上方へ傾斜した平面状に形成されている。自車両モデル3071は、正面を自車両Aの後方へ向けたヨー姿勢にて、中央頂面3071bに一体的に固定されている。自車両モデル3071は、中央頂面3071bから射出される光によって発光状態となる。
前走車モデル3072、左後続車モデル3073、及び右後続車モデル3074はそれぞれ、車両の外観形状を模した立体形状に形成されている。各モデル3072~3074は、自車両モデル3071よりも小型に形成されている。各モデル3072~3074の形状は、自車両モデル3071と相似形状に形成されていてもよく、自車両モデル3071とは異なる車両形状であってもよい。各モデル3072~3074は、自車両モデル3071の周囲を囲むように並べて配置されることにより、自車両Aとは異なる他車両A1(図37参照)を示す機能を有している。
前走車モデル3072は、自車両Aの前後方向において自車両モデル3071の後方に配置されており、自車両モデル3071の正面方向に位置している。前走車モデル3072は、自車両Aの周囲に存在し得る他車両A1(図37参照)のうちで、自車両Aの前方を走行する前走車を示す他車両モデルである。前走車モデル3072は、四角柱状に形成された導光台座部3072aの前方頂面3072bに載置されている。前方頂面3072bは、中央頂面3071bに沿った傾斜姿勢に形成されており、中央頂面3071bよりも上方に位置している。前走車モデル3072は、自車両モデル3071と同様に、正面を自車両Aの後方へ向けたヨー姿勢にて、前方頂面3072bに一体的に固定されている。前走車モデル3072は、前方頂面3072bから射出される光によって発光状態となる。
左後続車モデル3073及び右後続車モデル3074はそれぞれ、自車両Aの前後方向において自車両モデル3071に対し前方にずれて配置されており、自車両モデル3071の左右の後側方に位置している。左後続車モデル3073は、自車両Aの周囲に存在し得る他車両A1(図37参照)のうちで、自車両Aの左後側方を走行する後続車を示す他車両モデルである。一方、右後続車モデル3074は、自車両Aの右後側方を走行する後続車を示す他車両モデルである。
左後続車モデル3073及び右後続車モデル3074はそれぞれ、四角柱状に形成された各導光台座部3073a,3074aの各後側方頂面3073b,3074bに載置されている。各後側方頂面3073b,3074bは、中央頂面3071bに沿った傾斜姿勢に形成されており、中央頂面3071bよりも下方に位置している。各後続車モデル3073,3074は、自車両モデル3071と同様に、正面を自車両Aの後方へ向けたヨー姿勢にて、各後側方頂面3073b,3074bに一体的に固定されている。各後続車モデル3073,3074は、各後側方頂面3073b,3074bから射出される光によって発光状態となる。
各区画線モデル3075,3076は、自車両モデル3071の幅方向の両側に一つずつ配置されている。各区画線モデル3075,3076は、自車両Aの走行する車線の左右の区画線を示している。各区画線モデル3075,3076は、自車両Aの上下方向に沿って立設された壁状に形成されている。各区画線モデル3075,3076は、自車両Aの前後方向に沿って延設されている。各区画線モデル3075,3076はそれぞれ、各帯状頂面3075b,3076bを発光させる。各帯状頂面3075b,3076bは、中央頂面3071bに沿った傾斜姿勢で、自車両モデル3071の前後方向に帯状に延伸している。
左区画線モデル3075は、自車両モデル3071の左側に配置されており、自車両モデル3071と左後続車モデル3073との間の境界線を形成している。右区画線モデル3076は、自車両モデル3071の右側に配置されており、自車両モデル3071と右後続車モデル3074との間の境界線を形成している。各帯状頂面3075b,3076bの後方の端部は、前走車モデル3072の両側まで延伸している。各帯状頂面3075b,3076bの前方の端部は、各後続車モデル3073,3074の後端近傍まで延伸している。
各歩行者モデル3077,3078はそれぞれ、歩行者を模した板形状に形成されている。各歩行者モデル3077,3078は、自車両Aの前後方向において自車両モデル3071の後側に配置されており、自車両モデル3071の左右の前側方に位置している。各歩行者モデル3077,3078は、自車両Aの前方を移動する歩行者を示す機能を有している。各歩行者モデル3077,3078は、板厚方向を自車両Aの前後方向に沿わせた姿勢にて、各導光台座部3077a,3078aの各歩行者頂面3077b,3078bに載置されている。各導光台座部3077a,3078aは、自車両Aの上下方向に沿って立設された壁状に形成されており、自車両Aの幅方向に沿って延設されている。各歩行者頂面3077b,3078bは、中央頂面3071bよりも上方に位置しており、且つ、前方頂面3072bよりも下方に位置している。
左歩行者モデル3077は、自車両モデル3071に対して左側にずれて位置しており、左区画線モデル3075の外側に配置されている。左歩行者モデル3077の進行方向は、左区画線モデル3075の内側(右側)へ向けられている。右歩行者モデル3078は、自車両モデル3071に対して右側にずれて位置しており、右歩行者モデル3078の外側に配置されている。右歩行者モデル3078の進行方向は、右区画線モデル3076の内側(左側)へ向けられている。
モデル光源3050は、投影領域3021に投影する光を透光モデル群3070に入射させることにより、発光する各モデル3071~3078の立体的な虚像3060を表示させる。モデル光源3050は、自車両光源3051、前走車光源3052、左後続車光源3053、右後続車光源3054、左区画線光源3055、右区画線光源3056、左歩行者光源3057、及び右歩行者光源3058等によって構成されている。各光源3051~3058は、発光色を変更させることが可能な発光ダイオードを一つ以上含む構成であり、虚像3060として結像される光を放出する。各光源3051~3058から放出された光は、各モデル3071~3078を透過して、投影領域3021に投影される。
自車両光源3051は、投影領域3021に投影する光を自車両モデル3071に入射させる光源である。自車両光源3051は、導光台座部3071aの下方に配置されている。自車両光源3051は、上方の導光台座部3071aへ向けて光を放出することにより、自車両モデル3071を発光させる。自車両モデル3071を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、複数の虚像3060の一つとして、自車両Aを示す立体的な自車両虚像3061が投影領域3021前方の空間中に結像される。
前走車光源3052は、前走車モデル3072に光を入射させる光源である。前走車光源3052は、導光台座部3072aの下方に配置されている。前走車光源3052は、上方の導光台座部3072aへ向けて光を放出することにより、前走車モデル3072を発光させる。前走車モデル3072を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、複数の虚像3060の一つとして、前走車を示す立体的な前走車虚像3062が自車両虚像3061の上方に結像される。
左後続車光源3053は、左後続車モデル3073に光を入射させる光源である。右後続車光源3054は、右後続車モデル3074に光を入射させる光源である。各後続車光源3053,3054はそれぞれ、導光台座部3073a,3074aの下方に配置されている。左後続車光源3053は、上方の導光台座部3073aへ向けて光を放出することにより、左後続車モデル3073を発光させる。左後続車モデル3073を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、左後続車を示す立体的な左後続車虚像3063が自車両虚像3061の左下方に結像され、発光表示される。
右後続車光源3054は、上方の導光台座部3074aへ向けて光を放出することにより、右後続車モデル3074を発光させる。右後続車モデル3074を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、右後続車を示す立体的な右後続車虚像3064が自車両虚像3061の右下方に結像され、発光表示される。
左区画線光源3055は、左区画線モデル3075に光を入射させる光源である。右区画線光源3056は、右区画線モデル3076に光を入射させる光源である。各区画線光源3055,3056はそれぞれ、各区画線モデル3075,3076の下方に配置されている。各区画線光源3055,3056は、上方の各区画線モデル3075,3076へ向けて光を放出することにより、各帯状頂面3075b,3076bを発光させる。各帯状頂面3075b,3076bを発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、自車両Aの前後方向に奥行きをもって延伸する一対の区画線虚像3065,3066が自車両虚像3061の左右に結像され、発光表示される。左区画線虚像3065は、自車両虚像3061と左後続車虚像3063との間に表示される。右区画線虚像3066は、自車両虚像3061と右後続車虚像3064との間に表示される。
左歩行者光源3057は、左歩行者モデル3077に光を入射させる光源である。右歩行者光源3058は、右歩行者モデル3078に光を入射させる光源である。各歩行者光源3057,3058はそれぞれ、各導光台座部3077a,3078aの下方に配置されている。各歩行者光源3057,3058は、上方の各導光台座部3077a,3078aへ向けて光を放出することにより、各歩行者モデル3077,3078を発光させる。左歩行者モデル3077を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、左前方から接近する歩行者を示す左歩行者虚像3067が自車両虚像3061の左上方に結像され、発光表示される。また、右歩行者モデル3078を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、右前方から接近する歩行者を示す右歩行者虚像3068が自車両虚像3061の右上方に結像され、発光表示される。
制御回路3080は、図36及び図35に示すように、HUD装置3100による表示を制御する回路である。制御回路3080は、プロセッサ、RAM、及び記憶媒体等を有するマイクロコントローラ3081を主体に構成されている。制御回路3080は、モデル光源3050の各光源3051~3058と接続されている。加えて制御回路3080は、自車両Aに搭載された表示制御装置3088と接続されている。
表示制御装置3088は、自車両Aに搭載された通信バス3089と接続されている。通信バス3089には、種々の車載センサによる検出結果に基づいた自車両Aの情報が出力されている。表示制御装置3088は、通信バス3089を通じて自車両Aの情報を取得する。通信バス3089には、具体的に、周辺監視システム3090及び車両制御システム3190等が接続されている。
周辺監視システム3090は、カメラユニット、レーダーユニット、及びライダーユニット等の複数の外界センサと、周辺監視ECU等とを組み合わせた構成である。周辺監視システム3090は、歩行者、自転車、及び他車両のような移動物体、さらに路上の落下物、交通信号、道路標識、及び区画線のような静止物体を検出可能である。周辺監視システム3090は、自車両Aの周囲の移動物体及び静止物体、例えば、歩行者P(図38参照)、前走車、後続車、区画線等の検出結果を、監視情報として通信バス3089へ出力する。
車両制御システム3190は、周辺監視システム3090による監視情報等に基づいて自車両Aの走行を制御することで、運転者の運転操作を支援又は代行する運転支援機能を備えている。運転支援機能には、例えばACC(Adaptive Cruise Control)及びLTC(Lane Trace Control)等の機能が含まれている。ACCは、自車両Aの走行速度を制御することにより、自車両Aを定速巡航又は前走車に追従走行させることができる。LTCは、周辺監視システム3090によって認識された区画線への接近を阻む方向への操舵力を発生させることにより、自車両Aを走行中の車線に沿って走行させることができる。車両制御システム3190は、運転支援機能の作動に係る制御情報を、通信バス3089へ出力する。
表示制御装置3088は、取得した自車両Aの情報を運転者に通知するための虚像3060の表示態様を決定する。例えば表示制御装置3088は、監視情報及び制御情報に基づき、自車両Aの周囲にて検出された他車両、歩行者、及び区画線に対応した虚像3062~3068を、自車両虚像3061と共に表示させる。表示制御装置3088は、決定した態様の表示を指示する制御信号を制御回路3080へ向けて出力する。
制御回路3080は、表示制御装置3088から出力された制御信号に従い、各光源3051~3058の発光制御を実施する。こうした制御回路3080及び表示制御装置3088による発光制御に基づき、HUD装置3100によって投影される虚像表示の態様を、図34及び図37~図39に基づいて、図36を参照しつつ説明する。尚、図34では、消灯状態にある前走車モデル3072をドットにて示す。また図37及び図38では、消灯状態にあるモデルの図示を省略し、点滅状態にあるモデルをドットにて示す。
図37及び図34は、運転者にとって死角となり易い左右の後側方の他車両A1を警告するブラインドスポットモニタ(Blind Spot Monitor,BSM)の表示である。周辺監視システム3090は、外界センサにより、例えば左後側方を走行する他車両A1を検出すると、この他車両A1に係る監視情報を出力する。以上のように、自車両Aの周囲に警告の対象となる他車両A1(以下、警告車両A1a)が検出された場合、表示制御装置3088は、監視情報に基づいて、虚像3060の表示態様を決定する。
制御回路3080は、表示制御装置3088からの制御信号に基づき、他車両A1を示す複数のモデル3072~3074(図33参照)のうちで、警告車両A1aの自車両Aに対する相対位置(左後側方)に対応した左後続車モデル3073を発光させる。具体的に、制御回路3080は、予め点灯されていた自車両光源3051及び各区画線光源3055,3056に加えて、左後続車光源3053をさらに点灯させる。以上により、透光モデル群3070のうちで、自車両モデル3071、左後続車モデル3073、及び各区画線モデル3075,3076が発光状態となる。その結果、投影領域3021を通して、自車両虚像3061、左後続車虚像3063、及び各区画線虚像3065,3066が視認可能な状態とされる。
加えてBSM表示では、警告車両A1aの相対位置を示す左後続車虚像3063と、自車両虚像3061及び左後続車虚像3063の間に配置された左区画線虚像3065とが、自車両虚像3061とは異なる態様で発光表示される。具体的には、自車両虚像3061が白色で発光表示される一方で、左後続車虚像3063及び左区画線虚像3065は、黄色又はアンバー(橙色)等の警告を促すような警告色で点滅表示される。
図38は、自車両Aに接近する歩行者Pを警告する歩行者警告の表示である。周辺監視システム3090は、外界センサにより、例えば自車両Aの進行方向に右前方から横断しようとする歩行者Pを検出すると、この歩行者Pに係る監視情報を出力する。以上のように、自車両Aの周囲に警告の対象となる歩行者P(以下、警告歩行者Pa)が検出された場合、表示制御装置3088は、監視情報に基づいて、虚像3060の表示態様を決定する。
制御回路3080は、表示制御装置3088からの制御信号に基づき、歩行者を示す各歩行者モデル3077,3078(図33参照)のうちで、警告歩行者Paの自車両Aに対する相対位置(右前方)に対応した右歩行者モデル3078を発光させる。具体的に、制御回路3080は、予め点灯されていた自車両光源3051及び各区画線光源3055,3056に加えて、右歩行者光源3058をさらに点灯させる。以上により、透光モデル群3070のうちで、自車両モデル3071、各区画線モデル3075,3076、及び右歩行者モデル3078が発光状態となる。その結果、投影領域3021を通して、自車両虚像3061、各区画線虚像3065,3066、及び右歩行者虚像3068が視認可能な状態とされる。
加えて歩行者警告表示では、警告歩行者Paの自車両Aに対する相対位置を示す右歩行者虚像3068が、自車両虚像3061とは異なる態様で発光表示される。具体的には、自車両虚像3061が白色で発光表示される一方で、右歩行者虚像3068は、黄色又はアンバー(橙色)等の警告色で点滅表示される。
図39は、自車両Aに搭載された運転支援機能の作動状態を示すステータス表示である。表示制御装置3088は、車両制御システム3190から出力される制御情報に基づき、例えばACCにて前走車が設定されている場合に、前走車虚像3062を表示させるよう制御回路3080に指示を行う。また、例えばLTCの作動に必要な区画線の認識確度が低下した場合、表示制御装置3088は、各区画線虚像3065,3066を警告色で点滅表示させるよう制御回路3080に指示を行う。その結果、制御回路3080は、制御情報に応じた前走車モデル3072及び各区画線モデル3075,3076(図33参照)の発光状態の変更により、自車両虚像3061、前走車虚像3062、及び各区画線虚像3065,3066を組み合わせたステータス表示を行うことができる。
ここまで説明した第十一実施形態によるHUD装置3100は、自車両Aを模した立体形状である自車両モデル3071の虚像3060を、自車両虚像3061として表示する。こうした表示であれば、結像される自車両虚像3061自体が、奥行きを持って空中に浮かぶ立体的な態様となる。故にHUD装置3100は、虚像3060によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。
加えて第十一実施形態の自車両モデル3071は、自車両Aの全体を模した形状とされている。故に、HUD装置3100による表示上において、自車両虚像3061は、自車両Aの後部を上方から俯瞰して見たような態様となる。さらに、他車両A1を示す各モデル3072~3073を自車両モデル3071と組み合わせて虚像表示に用いることによれば、実際の三次元的な交通シーンが表示上で再現可能になる。その結果、HUD装置3100による表示は、警告車両A1aの相対位置を分かり易く運転者に提示できるようになる。
また第十一実施形態の自車両モデル3071は、前走車モデル3072及び各後続車モデル3073,3074よりも大型に形成されている。以上によれば、自車両虚像3061に加えて、他車両A1を示す各虚像3062~3064が表示された状態でも、運転者は、自車両Aを示す自車両モデル3071を誤りなく把握して、警告車両A1aの相対位置を認識することができる。
さらに第十一実施形態では、警告車両A1aに対応した虚像3062~3064は、自車両モデル3071とは異なる発光態様で強調表示される。以上によれば、強調表示された虚像3062~3064の自車両虚像3061に対する相対位置から、運転者は、自車両Aに対して警告車両A1aがどの方向にいるのかを容易に認識できるようになる。
加えて第十一実施形態では、自車両虚像3061の両側に、自車両虚像3061の前後方向に沿って延伸した態様の各区画線虚像3065,3066が表示される。以上によれば、立体的に表示される自車両虚像3061等の態様と相俟って、HUD装置3100による表示は、自車両Aが走行している交通シーンをいっそうリアルに表現できる。さらに、自車両Aの前後方向に延伸する各区画線虚像3065,3066の立体形状によれば、表示にはいっそうリアルな奥行き感が付与される。
また第十一実施形態のHUD装置3100では、自車両モデル3071の周囲に二つの歩行者モデル3077,3078が設けられているため、歩行者Pの存在する交通シーンが表示上で再現可能となっている。故に、HUD装置3100は、歩行者Pの存在を運転者に注意喚起するような情報提示を行うことができる。
さらに第十一実施形態のHUD装置3100では、各歩行者モデル3077,3078を自車両モデル3071の両側に設けて、周辺監視システム3090によって検出された歩行者Pの相対位置に対応した一方が発光状態とされる。以上によれば、HUD装置3100は、左歩行者虚像3067及び右歩行者虚像3068のいずれか一方を表示することで、警告歩行者Paの存在だけでなく、警告歩行者Paの相対位置も分かり易く視認者に提示できる。
そして第十一実施形態では、コンバイナ3020に設けた凹面状の投影領域3021で光を反射させる構成であるため、投影領域3021の曲率を大きくして、虚像3060の拡大率を高く設定することが可能になる。その結果、自車両虚像3061は、自車両モデル3071よりも確実に拡大され、自車両モデル3071よりも前後方向に長い形状で空間中に結像表示される。このようにして、自車両虚像3061の奥行きがさらに誇張されれば、HUD装置3100の表示は、奥行き感をいっそう強調した態様となる。
尚、第十一実施形態において、コンバイナ3020が「投影部材」に相当し、自車両虚像3061が「立体虚像」に相当し、前走車虚像3062、左後続車虚像3063、及び右後続車虚像3064が「他車両虚像」に相当する。また、自車両モデル3071が「立体透光モデル」に相当し、前走車モデル3072、左後続車モデル3073、及び右後続車モデル3074が「立体他車両モデル」に相当し、自車両Aが「移動体」に相当する。
(第十二実施形態)
図40~図42に示す第十二実施形態のHUD装置3200は、第十一実施形態の変形例である。第十二実施形態によるHUD装置3200は、第十一実施形態の透光モデル群3070(図33参照)及びモデル光源3050(図36参照)に相当する構成として、透光モデル群3270及びモデル光源3250を備えている。加えてHUD装置3200には、表示器3230が設けられている。
図40~図42に示す第十二実施形態のHUD装置3200は、第十一実施形態の変形例である。第十二実施形態によるHUD装置3200は、第十一実施形態の透光モデル群3070(図33参照)及びモデル光源3050(図36参照)に相当する構成として、透光モデル群3270及びモデル光源3250を備えている。加えてHUD装置3200には、表示器3230が設けられている。
透光モデル群3270は、ボンネットモデル3271、前走車モデル3272、及び一対の区画線モデル3275,3276と、各導光台座部3271a,3272a等とによって構成されている。透光モデル群3270は、主に自車両Aの前方の交通シーンを三次元的に再現している。
ボンネットモデル3271は、自車両Aの外観形状の一部として、ボンネット近傍を模した立体形状に形成されている。ボンネットモデル3271は、正面を自車両Aの後方へ向けたヨー姿勢にて、導光台座部3271aの第一頂面3271bに載置されている。第一頂面3271bは、第十一実施形態の中央頂面3071b(図34参照)と同様に、自車両Aが載置されている水平面に対し、自車両Aの後方へ向かうに従って上方へ傾斜した平面状に形成されている。ボンネットモデル3271は、第一頂面3271bから射出される光によって発光状態となる。
前走車モデル3272は、第十一実施形態と前走車モデル3072(図34参照)と実質同一の構成であり、四角柱状に形成された導光台座部3272aの第二頂面3272bに載置されている。前走車モデル3272は、自車両Aの前後方向においてボンネットモデル3271及び表示器3230の後方に配置されており、ボンネットモデル3271の正面方向に位置している。前走車モデル3272は、第一頂面3271bに沿った傾斜姿勢とされた第二頂面3272bから射出される光によって発光状態となる。
各区画線モデル3275,3276は、第十一実施形態と各区画線モデル3075,3076(図34参照)に相当する構成である。各区画線モデル3275,3276は、ボンネットモデル3271、表示器3230、及び前走車モデル3272を挟んだ幅方向の両側に一つずつ配置されている。各区画線モデル3275,3276はそれぞれ、各帯状頂面3275b,3276bを発光させる。各帯状頂面3275b,3276bは、各頂面3271b,3272bに沿った傾斜姿勢で、ボンネットモデル3271の両側から前走車モデル3272の両側まで、平面状に延伸している。
モデル光源3250は、ボンネット光源3251と、第十一実施形態と実質同一の前走車光源3052、左区画線光源3055、及び右区画線光源3056等とによって構成されている。モデル光源3250から放出される光により、HUD装置3200は、虚像3260として、ボンネット虚像3261、前走車虚像3062、左区画線虚像3065、及び右区画線虚像3066を表示可能である。
ボンネット光源3251は、投影領域3021に投影する光をボンネットモデル3271に入射させる光源である。ボンネット光源3251は、導光台座部3271aの下方に配置されている。ボンネット光源3251は、上方の導光台座部3271aへ向けて光を放出することにより、ボンネットモデル3271を発光させる。ボンネットモデル3271を発光させている光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、自車両Aを示す立体的なボンネット虚像3261が前走車虚像3062の下方に結像される。
表示器3230は、自車両Aの前後方向において、ボンネットモデル3271と前走車モデル3272との間に配置されている。表示器3230は、自車両Aの幅方向において、二つの区画線モデル3275,3276の間に配置されている。表示器3230は、液晶パネル3231及び投影光源3233等によって構成されている。
液晶パネル3231は、表示面3232を有している。表示面3232は、矩形の平板状に形成されている。液晶パネル3231は、表示面3232を投影領域3021と対面させた姿勢で固定されている。表示面3232には、多数の画素が二次元状に配列されている。液晶パネル3231は、表示面3232上に種々の画像をカラー表示可能である。
投影光源3233は、白色の光源光を放射する複数のLEDを有している。各LEDから放射された光は、表示面3232の背面側に導光され、表示面3232に形成された画像を透過照明する。表示面3232を通過した光が投影領域3021によって運転席側に反射されることにより、種々の情報を表示可能なマルチ表示虚像3269が結像される。
マルチ表示虚像3269は、自車両Aの上下方向において、ボンネット虚像3261と前走車虚像3062との間に表示される。また、マルチ表示虚像3269は、運転者から見て、ボンネット虚像3261の奥側であって、且つ、前走車虚像3062の手前側に結像される。マルチ表示虚像3269としては、例えば自車両Aの現在の走行速度を示すスピードメータ、及びACCに設定された前走車との車間距離の長さを示す画像等が表示される。
ここまで説明した第十二実施形態でも、ボンネット虚像3261自体が立体的な態様で奥行きを持って空間中に結像される。故に、第十一実施形態と同様の効果を奏し、HUD装置3200は、虚像3260によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。
加えて第十二実施形態では、透光モデル群3270の中に表示器3230を配置する構成により、ボンネット虚像3261及び前走車虚像3062の近傍に、マルチ表示虚像3269が表示される。以上によれば、HUD装置3200は、自車両A及び前走車に関連する情報を、マルチ表示虚像3269として表示する画像を用いて、運転者に分かり易くに提示することができる。
尚、第十二実施形態において、ボンネット虚像3261が「立体虚像」に相当し、ボンネットモデル3271が「立体透光モデル」に相当し、前走車モデル3272が「立体他車両モデル」に相当する。
(第十一実施形態から第十二実施形態の他の実施形態)
上記第十一実施形態の変形例1では、左後続車モデル及び右後続車モデルが自車両の前後方向に沿って移動可能に設けられている。各後続車モデルは、自車両に対する警告車両の相対距離に応じて、自車両モデルに対して接近又は離間する。以上の変形例1の表示によれば、運転者は、警告車両がどの方向にいるのかという情報に加えて、どの程度の距離まで接近してきているのかという情報も把握可能になる。
上記第十一実施形態の変形例1では、左後続車モデル及び右後続車モデルが自車両の前後方向に沿って移動可能に設けられている。各後続車モデルは、自車両に対する警告車両の相対距離に応じて、自車両モデルに対して接近又は離間する。以上の変形例1の表示によれば、運転者は、警告車両がどの方向にいるのかという情報に加えて、どの程度の距離まで接近してきているのかという情報も把握可能になる。
上記第十一実施形態から第十二実施形態における自車両モデル3071及びボンネットモデル3271の立体形状は、自車両Aの外観形状を忠実に反映していなくてもよい。各モデルの形状は、当該モデルの虚像が自車両を示していることを運転者に示唆できる程度に、自車両の外観形状を模っていればよい。同様に、各他車両モデル及び各歩行者モデルの形状についても、他車両及び歩行者を示していることを運転者に示唆できる程度まで簡略化が可能である。また、透光モデル群に含まれるモデルの種類、数、形状、及び配置は、適宜変更可能であり、例えば、各区画線モデルは省略されていてもよい。
上記第十一実施形態から第十二実施形態では、画像の光を射出する表示器として、液晶パネル及び投影光源を組み合わせたプロジェクタが用いられていた。しかし、表示器の構成は、適宜変更可能である。例えば、多数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロデバイス(DMD)と、DMDへ向けて光を投射する投射光源とを有するDLP(Digital Light Processing,登録商標)方式のプロジェクタが、表示器として採用可能である。さらに、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーと、MEMSミラーへ向けて光を投射するレーザ光源とを有するレーザスキャナが、表示器として採用可能である。
上記第十一実施形態から第十二実施形態では、ウインドシールド3013とは別に設けられたコンバイナ3020で透光モデル群3070より射出された光が運転者へ向けて反射されていた。しかし、透光モデル群3070の光が投影される投影部材は、例えばウインドシールドの車室内側に貼り付けられたコンバイナ等であってもよい。
上記第十一実施形態から第十二実施形態では、透光モデル群から射出された光は、投影領域に直接的に入射していた。しかし、投影領域から透光モデル群までの光路距離を拡大させるために、ハウジング内にて光を屈折させる一つ又は複数の凹面鏡又は平面鏡、或いはレンズ等を含む光学系が設けられていてもよい。こうした形態では、透光モデル群における幅方向及び前後方向は、自車両Aにおける前後方向及び幅方向と一致していなくてもよい。
上記第十一実施形態から第十二実施形態における表示制御装置3088の機能は、HUD装置の制御回路3080に組み込まれていてもよい。又は、自車両Aに搭載された他の車載機器の制御回路が、表示制御装置3088の機能を兼ねていてもよい。例えば、コンビネーションメータ3110に設けられた制御回路が、当該メータの表示と共に、HUD装置の虚像表示を制御可能である。或いは、運転者への情報提示を統合的に制御するHCU(HMI(Human Machine Interface)Control Unit)が、表示制御装置3088の機能を兼ねていてもよい。さらに、運転者によって車室内に持ち込まれた携帯端末の制御回路が、表示制御装置3088の機能を兼ねていてもよい。
上記第十一実施形態から第十二実施形態のような自車両Aでは、運転者の眼の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づき、右眼及び左眼のそれぞれに対してアイリプスが設定可能である。HUD装置は、アイリプス内に左右の眼を位置させた運転者によって視認可能となるよう、各虚像を表示させることが望ましい。尚、本開示の特徴構成は、車両以外の船舶及び航空機等の各種移動体(輸送機器)に搭載されたHUD装置にも、適用可能である。
上述の第四の態様において、移動体Aに搭載され、当該移動体の乗員によって視認可能な虚像3060,3260として結像される光を、投影領域3021に投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に形成されている透光性の立体透光モデル3071,3271と、投影領域に投影する光を立体透光モデルに入射させることにより、虚像として、発光する立体透光モデルの立体虚像3061,3261を表示させるモデル光源3050,3250と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置とされる。
この態様におけるヘッドアップディスプレイ以下、HUD装置は、移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状である立体透光モデルの虚像を、立体虚像として表示する。こうした表示であれば、結像される立体虚像自体が、奥行きを持って空中に浮かぶ立体的な態様となり得る。故にHUD装置は、虚像の表示によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。
上記第十一実施形態および第十二実施形態による態様1ないし態様9を以下に述べる。
態様1によるヘッドアップディスプレイ装置は、移動体Aに搭載され、当該移動体の乗員によって視認可能な虚像3060,3260として結像される光を、投影領域3021に投影する。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に形成されている透光性の立体透光モデル3071,3271を、備える。前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記投影領域に投影する光を前記立体透光モデルに入射させることにより、前記虚像として、発光する前記立体透光モデルの立体虚像3061,3261を表示させるモデル光源3050,3250を、更に備える。
態様2によると、前記態様1のヘッドアップディスプレイ装置において、前記立体透光モデルは、前記移動体としての自車両の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に形成されている。
態様3によると、前記態様2のヘッドアップディスプレイ装置は、車両の外観形状を模した立体形状に形成されて前記立体透光モデルと並べて配置されることにより、前記自車両とは異なる他車両A1を示す透光性の立体他車両モデル3072~3074,3272、をさらに備える。また前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記立体他車両モデルに入射させることにより、発光する前記立体他車両モデルの他車両虚像3062~3064を、前記立体虚像と並べて表示させる。
態様4によると、前記態様3のヘッドアップディスプレイ装置において、前記立体他車両モデルは、前記立体透光モデルの周囲に複数配置されている。また前記モデル光源は、前記自車両の周囲に警告の対象となる警告車両A1aが検出された場合に、複数の前記立体他車両モデルのうちで、前記警告車両の前記自車両に対する相対位置に対応した一つの前記立体他車両モデルによる前記他車両虚像を、前記立体虚像とは異なる態様で発光表示させる。
態様5によると、前記態様2~4のいずれかのヘッドアップディスプレイ装置は、前記立体透光モデルの幅方向の両側に少なくとも一つずつ配置されており、前記立体透光モデルの前後方向に沿って帯状に延伸している透光性の一対の区画線モデル3075,3076,3275,3276、をさらに備える。また前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記区画線モデルに入射させることにより、発光する前記区画線モデルの区画線虚像3065,3066を、前記立体虚像の両側に表示させる。
態様6によると、前記態様2~5のいずれかのヘッドアップディスプレイ装置は、歩行者Pを模した形状に形成されており、前記立体透光モデルと並べて配置されている透光性の歩行者モデル3077,3078、をさらに備える。また前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記歩行者モデルに入射させることにより、発光する前記歩行者モデルの歩行者虚像3067,3068を、前記立体虚像と並べて表示させる。
態様7によると、前記態様6のヘッドアップディスプレイ装置において、前記歩行者モデルは、前記立体透光モデルの周囲に複数配置されている。また前記モデル光源は、前記自車両の周囲に警告の対象となる警告歩行者Paが検出された場合に、複数の前記歩行者モデルのうちで、前記警告歩行者の前記自車両に対する相対位置に対応した一つの前記歩行者モデルによる前記歩行者虚像を、前記立体虚像とは異なる態様で発光表示させる。
態様8によると、前記態様1~7のいずれかのヘッドアップディスプレイ装置は、前記立体透光モデルと並べて配置されており、前記立体虚像の周囲に前記虚像として結像される画像の光を射出する表示器3230、をさらに備える。
態様9によると、前記態様1~8のいずれかのヘッドアップディスプレイ装置は、凹面状に湾曲した前記投影領域を形成することにより、前記立体透光モデルを拡大した前記立体虚像を表示させる投影部材3020、をさらに備える。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (20)
- 移動体(A)に搭載され、前記移動体(A)の乗員(D)によって視認可能な虚像(60)を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記虚像(60)として結像される画像(70)の光を射出する虚像表示器(40)と、
前記虚像表示器から射出された光が投影される凹面状の投影面(30,330)をそれぞれ有し、当該投影面に投影される前記画像を拡大した前記虚像(60)を表示させ、各前記投影面の拡大率が互いに異なっている複数の投影部材(21~23,221~223,321~323,421,423,521,523)と、
前記虚像表示器から射出された光が投影される投影範囲(PA1)に配置する前記投影部材を、複数の前記投影部材のうちで切り替える切替機構(90,290)と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置。 - 複数の前記投影部材(321~323,421,423,521,523)の各透過率は、互いに異なっている請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 複数の前記投影部材(321~323,421,423,521,523)の各反射率は、互いに異なっている請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 複数の前記投影部材を一体的に保持する保持部(28)をさらに備え、
前記切替機構は、複数の前記投影部材を前記保持部と共に一体的に変位させる請求項1~3のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記保持部を回転可能に支持するハウジング(50,450,550)をさらに備え、
複数の前記投影部材は、前記保持部に規定される回転軸(RA)周りに、互いに間隔を開けて保持されており、
前記切替機構は、複数の前記投影部材を前記回転軸周りに回転させることで、前記投影範囲に配置する前記投影部材を切り替える請求項4に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記ハウジングは、複数の前記投影部材の少なくとも一部を収容する収容凹部(457,557)を形成し、
複数の前記投影部材(421,423,521,523)のうちで前記投影範囲から外れている一つは、前記収容凹部の開口(458,558)の少なくとも一部を塞ぐ請求項5に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 複数の前記投影部材に対し前記回転軸周りに間隔を開けた配置にて前記保持部に保持され、前記保持部の回転によって前記開口の少なくとも一部を前記投影部材と共に塞ぐ蓋部材(426,526)、をさらに備える請求項6に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 複数の前記投影部材を収容するハウジング(250)と、
複数の前記投影部材を前記ハウジングからせり出し可能に支持する支持部(228)と、をさらに備え、
前記切替機構は、複数の前記投影部材のうちで前記投影範囲に配置する前記投影部材を前記ハウジングからせり出させると共に、他の前記投影部材を前記ハウジング内に収容する請求項1~3のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記切替機構は、前記虚像表示器によって投影される前記画像に関連付けられた前記投影部材を前記投影範囲に配置する請求項1~8のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 複数の前記投影部材のうちで前記投影範囲から外れた位置に退避している退避投影部材(20r)へ向けて、前記画像としての第一画像とは異なる第二画像(75)の光を射出することで、前記退避投影部材に前記第二画像を実像表示させる実像表示器(45)、をさらに備える請求項1~9のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 移動体(A)に搭載され、前記移動体の乗員(D)によって視認可能な虚像(2060)を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記虚像として結像される画像(2070)の光を射出する表示器(2040,2240)と、
凹面状に形成されることで投影された前記画像を拡大した前記虚像を表示させる投影面部(2030,2230,2330)を複数有し、各前記投影面部の拡大率が互いに異なっている投影部材(2020,2220,2320)と、
前記投影部材を変位させることにより、前記表示器から射出された光が投影される投影範囲(PA1)に配置する前記投影面部を変更する変位機構(2090,2290)と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記投影部材を変位可能に支持するハウジング(2050,2250)、をさらに備え、
複数の前記投影面部のうちで、前記投影範囲から退避した位置にある退避投影面部(2030r,2230r,2330r)は、前記ハウジングに収容される請求項11に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記変位機構は、前記投影部材を変位させることにより、前記投影範囲に配置する前記投影面部の数を増減させる請求項11又は12に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記投影部材(2020,2320)は、前記ハウジング(2050)によって回転変位可能に支持されており、
複数の前記投影面部(2030,2330)は、前記投影部材に規定された仮想の回転軸線(RA)周りの周方向に並んでいる請求項12に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記変位機構(2090)は、前記投影部材を継続的に回転させ、
前記表示器(2040)は、前記投影部材の回転に合わせて、拡大率の異なった各前記投影面部(2330)に順に前記画像の光を投影することにより、結像位置が変化する前記虚像を表示させる請求項14に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記変位機構は、前記表示器によって投影される前記画像に関連付けられた前記投影面部が前記投影範囲に配置されるように前記投影部材を変位させる請求項11~15のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 移動体(A)に搭載され、前記移動体の乗員(D)によって視認可能な虚像(2060)を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記虚像として結像される画像(2070)の光を射出する表示器(2240)と、
前記画像の光が投影される投影面部(2230,2430,2530)を有し、前記画像の前記虚像を表示させる投影部材(2220,2421~2423,2520)と、
前記投影部材を変位させることにより、前記表示器から射出された光が投影される投影範囲(PA1)に位置する前記投影面部の面積を増減させる変位機構(2290,2490,2590)と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記投影部材を変位可能に支持するハウジング(2250,2450,2550)、をさらに備え、
前記投影面部のうちで、前記投影範囲から外れた位置にある退避領域(2231r,2430r,2530r)は、前記ハウジングに収容される請求項17に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記投影部材(2421~2423)は、複数設けられており、
前記変位機構(2490)は、複数の前記投影部材を個別に変位させることにより、前記投影範囲内に位置する各前記投影面部の面積の総和を増減させる請求項17又は18に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記変位機構は、前記表示器によって投影される前記画像に関連付けられた面積が前記投影範囲内に位置するように、前記投影部材を変位させる請求項17~19のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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Citations (8)
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---|---|---|---|---|
JPS6276032U (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | ||
JPH02148838U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | ||
JPH10227991A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Shimadzu Corp | ヘッドアップディスプレイ |
JP2008132005A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2012062051A (ja) * | 2011-10-13 | 2012-03-29 | Pioneer Electronic Corp | 表示装置 |
JP2013535027A (ja) * | 2010-06-15 | 2013-09-09 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 車両用インストルメントクラスタ |
JP2014228314A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 日本精機株式会社 | 車両用表示装置 |
JP2014234088A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 矢崎総業株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
2016
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6276032U (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | ||
JPH02148838U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | ||
JPH10227991A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Shimadzu Corp | ヘッドアップディスプレイ |
JP2008132005A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2013535027A (ja) * | 2010-06-15 | 2013-09-09 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 車両用インストルメントクラスタ |
JP2012062051A (ja) * | 2011-10-13 | 2012-03-29 | Pioneer Electronic Corp | 表示装置 |
JP2014228314A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 日本精機株式会社 | 車両用表示装置 |
JP2014234088A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 矢崎総業株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
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