WO2017130290A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2017130290A1
WO2017130290A1 PCT/JP2016/052149 JP2016052149W WO2017130290A1 WO 2017130290 A1 WO2017130290 A1 WO 2017130290A1 JP 2016052149 W JP2016052149 W JP 2016052149W WO 2017130290 A1 WO2017130290 A1 WO 2017130290A1
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crystal display
light source
display element
source unit
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PCT/JP2016/052149
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Inventor
代工　康宏
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株式会社オルタステクノロジー
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
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    • G—PHYSICS
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility

Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device, and more particularly to a head-up display device using a liquid crystal display element.
  • a head-up display that displays a virtual image by projecting display light from a liquid crystal display element onto a display member such as a windshield of a vehicle.
  • a head-up display for example, display light transmitted through a liquid crystal display element by illumination light from a backlight is reflected by a reflecting mirror (or a concave mirror), and the reflected light is projected onto a display member such as a windshield or a combiner.
  • the driver can visually recognize the virtual image displayed on the display member.
  • the information as a virtual image can be read, without a driver moving a visual field almost from a driving state.
  • the present invention provides a head-up display device capable of suppressing the visual recognition of the boundary caused by the difference between the black luminance of the display area and the black luminance of the background.
  • a head-up display device includes a light source unit, a first surface facing the light source unit, and a second surface opposite to the first surface, and the light from the light source unit.
  • a liquid crystal display element that displays an image on a display member by controlling the transmittance, a central area, and a peripheral area around the central area, provided on the first surface or the second surface of the liquid crystal display element And a sheet having a pattern in which the light blocking function increases toward the outside in the peripheral region.
  • a head-up display device includes a light source unit, a first surface on the light source unit side, and a second surface on the opposite side to the first surface, By controlling the light transmittance, the first liquid crystal display element for displaying an image on a display member, and provided between the light source unit and the first liquid crystal display element or facing the second surface, And a second liquid crystal display element having a central region and a peripheral region around the central region and displaying a pattern in which the light blocking function increases toward the outside in the peripheral region.
  • a head-up display device includes a light source unit, a first surface facing the light source unit, and a second surface opposite to the first surface.
  • the first liquid crystal display element that displays an image on the display member, the first surface or the second surface of the liquid crystal display element, the central region, and the central region And a sheet having a design formed in black in the peripheral region.
  • a head-up display device includes a light source unit, a first surface on the light source unit side, and a second surface on the opposite side to the first surface, By controlling the light transmittance, the first liquid crystal display element for displaying an image on a display member, and provided between the light source unit and the first liquid crystal display element or facing the second surface, A second liquid crystal display element having a central region and a peripheral region around the central region and displaying a design formed in black in the peripheral region is provided.
  • a head-up display device capable of suppressing the visual recognition of the boundary caused by the difference between the black luminance of the display area and the black luminance of the background.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a head-up display device according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view mainly showing the pattern sheet and the liquid crystal display element according to the first embodiment.
  • the top view of the pattern sheet which concerns on 1st Embodiment.
  • the graph explaining the size of the dot pattern which comprises the gradation area
  • the schematic diagram which shows centering on the pattern sheet and liquid crystal display element which concern on a modification.
  • FIG. 5 is a schematic diagram mainly showing two liquid crystal display elements according to a second embodiment.
  • 12 is a graph for explaining the distribution of gradation display of the liquid crystal display element of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a head-up display device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the head-up display device 10 includes a light source unit 11, a liquid crystal display element 12, a pattern sheet 13, a reflecting member 14, a case 15, and a display member 16.
  • the light source unit (backlight) 11 is composed of a light source having a surface shape (surface light source), for example, and supplies illumination light to the liquid crystal display element 12.
  • the light source unit 11 includes a substrate 20, a light emitting element 21, a heat sink (heat absorption plate) 22, a support member 23, a light source optical system 24, and a support member (lens holder) 25.
  • One or a plurality of light emitting elements 21 are provided on the substrate 20.
  • the substrate 20 is composed of a circuit board provided with wiring for supplying power to the light emitting element 21.
  • a heat sink 22 for absorbing or radiating the heat of the light source unit 11 is provided on the bottom surface of the substrate 20.
  • a light source optical system 24 is provided above the substrate 20.
  • the light source optical system 24 includes, for example, a plano-convex lens L1 and a convex lens (biconvex lens) L2.
  • the plano-convex lens L1 is supported by a support member 23 provided on the substrate 20, and the convex lens L2 is supported by a support member 25 provided on the heat sink 22.
  • the light source optical system 24 condenses the illumination light from the light emitting element 21 and emits it in a certain direction. That is, the illumination light emitted from the light source optical system 24 to the liquid crystal display element 12 side becomes parallel light.
  • a liquid crystal display element 12 and a pattern sheet 13 are disposed on the optical path of the light source unit 11.
  • the liquid crystal display element 12 is supported by a support member 15 b provided on the case 15.
  • the liquid crystal display element 12 transmits the illumination light from the light source unit 11 and performs light modulation.
  • the liquid crystal display element 12 displays an image indicating driving information such as vehicle speed.
  • the liquid crystal display element 12 is capable of color display, that is, a liquid crystal display element having a color filter.
  • the specific configuration of the liquid crystal display element 12 is not particularly limited, and various transmissive color liquid crystal display elements can be used.
  • various liquid crystal modes such as a VA (Vertical Alignment) mode, a TN (Twisted Nematic) mode, and a homogeneous mode can be used.
  • the pattern sheet 13 is disposed on the surface of the liquid crystal display element 12 on the light source unit 11 side (surface that receives illumination light).
  • the pattern sheet 13 has a function of adding gradation that changes from transparent to black in the peripheral area of the display area of the liquid crystal display element 12. Details of the pattern sheet 13 will be described later.
  • the reflecting member (reflecting mirror) 14 is composed of a plane mirror or a concave mirror.
  • the reflecting member 14 reflects the display light from the liquid crystal display element 12 toward the display member 16.
  • the concave mirror can expand the display light from the liquid crystal display element 12 at a predetermined magnification.
  • the display member 16 is used to project display light from the liquid crystal display element 12 and reflects the display light to the driver 17 to display the display light as a virtual image 18.
  • Examples of information visually recognized by the driver 17 as the virtual image 18 include a vehicle speed, an engine speed, a travel distance, navigation information, and an outside temperature.
  • the display member 16 is, for example, a vehicle windshield.
  • the display member 16 may be a translucent screen (combiner) provided exclusively for the head-up display device 10.
  • a combiner is comprised from the transparent member (transmission reflection member) which has a reflectance. That is, the combiner transmits external light incident from the outside of the vehicle and reflects display light from the liquid crystal display element 12 toward the driver 17.
  • the combiner is used on a dashboard of a vehicle, mounted on a rearview mirror disposed in front of the driver 17, or mounted on a sun visor installed on the top of a windshield.
  • the combiner is made of, for example, a plate-shaped synthetic resin base material having a curved surface, and a vapor deposition film made of titanium oxide, silicon oxide or the like is applied to the surface of the base material, and this vapor deposition film provides a semi-transmissive function.
  • the case 15 accommodates the light source unit 11, the liquid crystal display element 12, the pattern sheet 13, and the reflecting member 14.
  • the case 15 includes an opening 15a through which display light reflected by the reflecting member 14 passes. Instead of the opening 15a, a translucent member may be used.
  • the case 15 is accommodated in the dashboard of a vehicle, for example.
  • FIG. 2 is a schematic view mainly showing the pattern sheet 13 and the liquid crystal display element 12.
  • the light source unit 11, the pattern sheet 13, and the liquid crystal display element 12 are shown side by side, but actually, as shown in FIG. 1, the pattern sheet 13 includes the liquid crystal display element. It is affixed on one surface of 12.
  • the present invention is not limited to this, and the pattern sheet 13 may be arranged away from one surface of the liquid crystal display element 12.
  • the light source part 11 is simplified and shown.
  • the liquid crystal display element 12 has a display area (view area) 12a and a peripheral circuit area 12c.
  • the display area 12 a corresponds to the surface of the liquid crystal display element 12 opposite to the light source unit 11.
  • the display area 12a is an area for displaying an image indicating driving information such as vehicle speed, and a pixel array is arranged in the display area 12a.
  • a peripheral circuit that performs control for displaying a desired image in the display area 12a is arranged in the peripheral circuit area 12c.
  • the peripheral circuit region 12c is shielded by a light shielding film (black mask) and is visually recognized in black.
  • the pattern sheet 13 has the same area as or larger than the display area 12a of the liquid crystal display element 12, and is formed on the surface of the liquid crystal display element 12 on the light source unit 11 side and the display area 12a by, for example, a transparent adhesive. It is pasted in the corresponding area.
  • the pattern sheet 13 includes a transmissive region 13a and a gradation region 13b arranged outside the transmissive region 13a.
  • the transmission region 13a is made of a colorless and transparent member and transmits illumination light.
  • the gradation area 13b is composed of a pattern that changes from transparent to black toward the peripheral edge. That is, the gradation area 13b has a light blocking function that reduces the amount of illumination light transmitted from the transmission area 13a to the outside.
  • the gradation area 13 b is arranged corresponding to the peripheral area 12 b of the display area 12 a of the liquid crystal display element 12.
  • the pattern sheet 13 is formed, for example, by black printing a gradation pattern on a transparent sheet (transparent film) made of resin or the like.
  • the pattern sheet 13 may be configured to cover up to the peripheral circuit region 12c of the liquid crystal display element 12.
  • the pattern sheet of the peripheral circuit region 12c may be black or transparent.
  • FIG. 3 is a plan view of the pattern sheet 13.
  • the gradation area 13b is composed of a dot pattern having a large number of dots 13c.
  • the dots 13c are black solid circles and block the illumination light.
  • the dot pattern is formed by, for example, black printing.
  • the diameter d of the dots 13c constituting the dot pattern becomes larger toward the peripheral end.
  • region 13b of the pattern sheet 13 decreases toward the outer side from the inner side of the gradation area
  • the illumination light transmitted through the peripheral area 12b of the display area 12a decreases from the inside toward the outside, so that a gradation is displayed in the corresponding area of the virtual image 18.
  • FIG. 4 is a graph for explaining the size of the dot pattern constituting the gradation area 13b.
  • 4A is a graph corresponding to the x coordinate (mm) in FIG. 3
  • FIG. 4B is a graph corresponding to the y coordinate (mm) in FIG.
  • the vertical axis in FIG. 4 represents the diameter d (mm) of the dot 13c.
  • the diameter d of the dots 13c increases from the transmission area 13a to the outside in a linear function manner.
  • the size of the dot 13c in FIG. 4 is an example, and the amount of change in the diameter d of the dot 13c and the start position of the gradation region 13b can be arbitrarily set.
  • the gradation region 13b is formed using a dot pattern composed of a plurality of circles, but the pattern is not limited to this.
  • the pattern for the gradation region 13b may be formed using a figure other than a circle such as a polygon and an ellipse.
  • the gradation area 13b is formed by changing the diameter of the dot pattern, but the present invention is not limited to this.
  • the gradation area 13b may be formed by changing the density of the dots 13c from the inside to the outside of the gradation area 13b using the dots 13c having the same diameter.
  • the pattern sheet 13 may be arranged on the display area 12a side of the liquid crystal display element 12 (on the side opposite to the surface receiving illumination light).
  • FIG. 5 is a schematic view mainly showing the pattern sheet 13 and the liquid crystal display element 12 according to the modification.
  • the pattern sheet 13 having the gradation region 13 b is provided on the display region 12 a side of the liquid crystal display element 12. Specifically, the pattern sheet 13 is attached to the display area 12a of the liquid crystal display element 12 using, for example, a transparent adhesive.
  • the individual configurations of the pattern sheet 13 and the liquid crystal display element 12 are the same as those in the above-described embodiment.
  • the head-up display device 10 displays an image on the display member 16 by controlling the light source unit 11 and the light transmittance from the light source unit 11. And a pattern sheet 13 provided on a surface facing the light source unit 11 of the liquid crystal display element 12 (or an opposite surface thereof).
  • the pattern sheet 13 includes a transmissive region (center region) 13a and a gradation region (peripheral region) 13b around the transmissive region 13a.
  • the gradation region 13b is provided with a pattern that increases the light blocking function toward the outside.
  • the first embodiment it is possible to prevent the boundary caused by the difference between the black luminance of the display area and the black luminance of the background from being visually recognized. Thereby, it is possible to realize the head-up display device 10 in which a boundary caused by light leakage at the time of black display is difficult to be visually recognized. As a result, it is possible to display information with a higher quality.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a virtual image displayed by a conventional head-up display device.
  • driving information such as vehicle speed is displayed as a virtual image.
  • FIG. 6 in a head-up display device using a liquid crystal display element, there is light leakage even in black display, so that a virtual image appears to float from the background.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a virtual image displayed by the head-up display device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the pattern sheet 13 increases the light blocking function toward the outside in the peripheral region 12b of the display region 12a in the liquid crystal display element 12.
  • the peripheral area of the virtual image becomes gradually darker toward the outside.
  • the boundary between the virtual image and the background is less visible because the contrast is lowered.
  • gradation is given to an image using a sheet having a gradation pattern.
  • a gradation is added to an image using a display device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the head-up display device 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • the head-up display device 10 includes a liquid crystal display element 19 having a function of adding gradation that changes from white (transparent) to black in the peripheral area of the display area 12 a of the liquid crystal display element 12.
  • the liquid crystal display element 19 is disposed between the liquid crystal display element 12 and the light source unit 11.
  • the liquid crystal display element 19 is composed of a monochrome liquid crystal display element having no color filter. Note that black display is a state with the lowest transmittance, and white display is a state with the highest transmittance (transparent state).
  • the liquid crystal display element 19 has the same configuration as the liquid crystal display element 12 except that it does not have a color filter.
  • FIG. 9 is a block diagram of the head-up display device 10.
  • the head-up display device 10 includes a light source unit (backlight) 11, liquid crystal display elements 12 and 19, a control circuit 36, a voltage generation circuit 37, and an illuminance sensor 38.
  • the liquid crystal display element 12 includes a display unit 30, a scanning driver (scanning line driving circuit) 31, and a signal driver (signal line driving circuit) 32.
  • the display unit 30 is configured by arranging a plurality of pixels in a matrix.
  • the display unit 30 includes a plurality of scanning lines GL each extending in the row direction (X direction) and a plurality of signal lines SL each extending in the column direction (Y direction).
  • a pixel is arranged in each of the intersecting regions of the plurality of scanning lines GL and the plurality of signal lines SL.
  • the scanning driver 31 is connected to a plurality of scanning lines GL. Based on the vertical control signal sent from the control circuit 36, the scan driver 31 sends a scan signal for turning on / off the switching element included in the pixel to the display unit 30.
  • the signal driver 32 is connected to a plurality of signal lines SL.
  • the signal driver 32 receives a horizontal control signal and display data from the control circuit 36.
  • the signal driver 32 sends a gradation signal (drive voltage) corresponding to the display data to the display unit 30 based on the horizontal control signal.
  • the liquid crystal display element 19 includes a display unit 33, a scanning driver 34, and a signal driver 35.
  • the circuit configuration of the liquid crystal display element 19 is the same as that of the liquid crystal display element 12.
  • liquid crystal display elements 12 and 19 configured as described above, when a switching element included in an arbitrary pixel is turned on, a drive voltage is applied to the pixel electrode via the signal line SL, and the drive voltage and the common voltage are The alignment state of the liquid crystal changes according to the voltage difference. Thereby, the transmission state of the light incident on the liquid crystal display elements 12 and 19 from the light source unit 11 is changed to perform image display.
  • the voltage generation circuit 37 generates a drive voltage necessary for driving the pixel and supplies it to the signal drivers 32 and 35. In addition, the voltage generation circuit 37 supplies a common voltage supplied to the common electrode to the display units 30 and 33. In addition to this, the voltage generation circuit 37 generates various voltages necessary for the operation of the display units 30 and 33 and supplies them to each circuit unit as necessary.
  • the illuminance sensor 38 is attached near the display member 16 and measures the environmental illuminance near the display member 16. The ambient illuminance measured by the illuminance sensor 38 is sent to the control circuit 36.
  • the control circuit 36 comprehensively controls the operation of the head-up display device 10. In addition, the control circuit 36 performs control for the liquid crystal display element 19 to display gradation.
  • FIG. 10 is a schematic view mainly showing the liquid crystal display elements 12 and 19.
  • the liquid crystal display element 19 has a display area (view area) 19a and a peripheral circuit area 19c.
  • a pixel array is arranged in the display area 19a, and a gradation pattern is displayed in the peripheral area 19b of the display area 19a.
  • the size of the display area 19 a of the liquid crystal display element 19 is the same as the size of the display area 12 a of the liquid crystal display element 12.
  • the display area 19a of the liquid crystal display element 19 is disposed so as to overlap the display area 19a of the liquid crystal display element 19 in plan view.
  • a peripheral circuit that performs control for displaying a desired image in the display area 19a is arranged in the peripheral circuit area 19c.
  • the peripheral circuit region 19c is shielded by a light shielding film (black mask) and is visually recognized in black.
  • FIG. 11 is a plan view of a gradation pattern displayed by the liquid crystal display element 19.
  • the gradation pattern shown in FIG. 11 means that the closer to the black, the closer the hatch width becomes.
  • the display area 19a of the liquid crystal display element 19 is, for example, white display (maximum transmittance) in order to transmit illumination light.
  • the gradation of the peripheral region 19b of the liquid crystal display element 19 changes so that the amount of illumination light transmitted decreases from the inside toward the outside.
  • FIG. 12 is a graph for explaining the distribution of gradation display in the liquid crystal display element 19 of FIG. 11, and is an example of five gradation display.
  • the horizontal axis in FIG. 12A is a graph corresponding to the x coordinate (mm) in FIG. 11, and the horizontal axis in FIG. 12B is a graph corresponding to the y coordinate (mm) in FIG.
  • the vertical axis in FIG. 12 represents the gradation of the liquid crystal display element 19.
  • the gradation in the peripheral region 19b of the liquid crystal display element 19 increases in steps from the inner white display (gradation “4”) to the outside, and the black display (gradation) at the outermost periphery. “0”).
  • the transmission amount of the illumination light in the peripheral area 19b of the display area 19a decreases from the inner side toward the outer side, a gradation is formed at a corresponding portion of the virtual image 18. This is merely an example, and the number of gradations and the start position of gradation change can be freely set.
  • the control circuit 36 hides the gradation pattern of the liquid crystal display element 19 using the measurement result of the illuminance sensor 38. For example, assuming that the illuminance at the boundary between the dark place and the bright place is 100 lx, the control circuit 36 hides the gradation pattern of the liquid crystal display element 19 when the environmental illuminance is 100 lx or more. That is, when the liquid crystal display element 19 is in a bright place, the entire display area 19a is displayed in white. In this way, in the environment where the gradation pattern is unnecessary, the display characteristic in the bright place can be improved by hiding the gradation pattern.
  • the head-up display device 10 includes the liquid crystal display element 19 instead of the pattern sheet 13 in the first embodiment.
  • the liquid crystal display element 19 is a monochrome liquid crystal display element having no color filter, and displays a gradation pattern in the peripheral area 19b of the display area 19a. Thereby, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.
  • the liquid crystal display element 19 can change a gradation pattern displayed by the control circuit 36. In a bright place, the contrast in the display area 12a of the liquid crystal display element 12 can be improved by hiding the gradation pattern.
  • the power consumption can be reduced by turning off the power source of the liquid crystal display element 19 in a bright place.
  • the gradation pattern is displayed using the liquid crystal display element 19, but an organic EL display element, a polymer dispersion type liquid crystal display element, or the like can be used instead. .
  • the design is applied to the peripheral area of the pattern sheet 13. Then, by providing design to the peripheral area of the virtual image 18, the unnaturalness of display is reduced.
  • FIG. 13 is a plan view of the pattern sheet 13 according to the third embodiment.
  • a design (pattern) 13d is applied to the peripheral area 13b of the pattern sheet 13
  • dots 13e are applied to the four corners of the transmission area 13a of the pattern sheet 13 as a design.
  • the design 13d and the dot 13e are formed in black (for example, printed) and block light.
  • Design 13d is configured such that the figure (pattern) surrounded by the inner line becomes a figure other than a rectangle.
  • the design 13d is formed by a wavy line (waveform).
  • the design of FIG. 13 is an example, and any design can be applied.
  • the design 13d is formed in a substantially rectangular shape so as to surround the entire peripheral region 13b, that is, the transmissive region 13a.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a virtual image displayed by the head-up display device 10 according to the third embodiment.
  • a design applied to the pattern sheet 13 is displayed, and a design like a stamp is created.
  • the unnatural display is reduced.
  • the liquid crystal display element 19 shown in the second embodiment can be used instead of the pattern sheet 13.
  • the design displayed in the peripheral area of the virtual image can be arbitrarily changed.
  • the design may be formed using a light shielding film (black matrix) included in the liquid crystal display element 12.
  • the black design 13d and the dots 13e are formed of the same material and the same layer as the light shielding film. In this case, it is not necessary to provide the pattern sheet 13 and the liquid crystal display element 19 for the head-up display device 10.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and are obtained by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in one embodiment or by appropriately combining constituent elements disclosed in different embodiments. Various inventions can be configured. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements disclosed in the embodiments, the problems to be solved by the invention can be solved and the effects of the invention can be obtained. Embodiments made can be extracted as inventions.
  • SYMBOLS 10 Head up display apparatus, 11 ... Light source part, 12, 19 ... Liquid crystal display element, 13 ... Pattern sheet, 14 ... Reflective member, 15 ... Case, 16 ... Display member, 17 ... Driver, 18 ... Virtual image, 20 ... Substrate, 21 ... light emitting element, 22 ... heat sink, 23 ... support member, 24 ... light source optical system, 25 ... support member, 30, 33 ... display unit, 31, 34 ... scan driver, 32, 35 ... signal driver, 36 ... Control circuit, 37... Voltage generation circuit, 38.

Abstract

ヘッドアップディスプレイ装置（１０）は、光源部（１１）と、光源部（１１）と向き合う第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、光源部（１１）からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材（１６）に表示する液晶表示素子（１２）と、液晶表示素子（１２）の第１面又は第２面に設けられ、中央領域（１３ａ）と、中央領域（１３ａ）の周囲の周縁領域（１３ｂ）とを有し、周縁領域（１３ｂ）において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシート（１３）とを含む。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に係り、特に液晶表示素子を用いたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　車両のフロントガラスなどの表示部材に液晶表示素子からの表示光を投射して虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。このヘッドアップディスプレイでは、例えば、バックライトからの照明光が液晶表示素子を透過した表示光を反射鏡（又は凹面鏡）で反射させ、この反射光をフロントガラス又はコンバイナーなどの表示部材に投射することで、運転者が表示部材に表示された虚像を視認することができる。これにより、運転者が運転状態からほとんど視野を動かすことなく虚像としての情報を読み取ることができる。
　暗所でヘッドアップディスプレイを使用する場合、ヘッドアップディスプレイによる表示領域の黒輝度と、表示領域の周囲の背景の黒輝度とに差が生じる。この時、これらの輝度差に起因して表示領域と背景との境界が観察者に視認されてしまう。
特開２０１３－２２５０４０号公報
　本発明は、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制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。
　本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシートとを具備することを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを表示する第２液晶表示素子とを具備することを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを有するシートとを具備することを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係るヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを表示する第２液晶表示素子とを具備することを特徴とする。
　本発明によれば、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制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ができる。
第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 第１実施形態に係るパターンシート及び液晶表示素子を中心に示す模式図。 第１実施形態に係るパターンシートの平面図。 第１実施形態に係るグラデーション領域を構成するドットパターンのサイズを説明するグラフ。 変形例に係るパターンシート及び液晶表示素子を中心に示す模式図。 従来のヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図。 第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図。 第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のブロック図。 第２実施形態に係る２個の液晶表示素子を中心に示す模式図。 第２実施形態に係る液晶表示素子が表示するグラデーションパターンの平面図。 図１１の液晶表示素子の階調表示の分布を説明するグラフ。 第３実施形態に係るパターンシートの平面図。 第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイが表示する虚像の一例を示す図。
　以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的又は概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置及び方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
　［第１実施形態］
　［１］ヘッドアップディスプレイ装置の構成
　図１は、本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の断面図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部１１、液晶表示素子１２、パターンシート１３、反射部材１４、ケース１５、及び表示部材１６を備える。
　光源部（バックライト）１１は、例えば面形状を持つ光源（面光源）から構成され、液晶表示素子１２に照明光を供給する。光源部１１は、基板２０、発光素子２１、ヒートシンク（熱吸収板）２２、支持部材２３、光源光学系２４、及び支持部材（レンズホルダー）２５を備える。基板２０上には、１個又は複数個の発光素子２１が設けられる。発光素子２１としては、例えば白色の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられる。基板２０は、発光素子２１に電源を供給するための配線が設けられた回路基板から構成される。基板２０の底面には、光源部１１の熱を吸収又は放射するためのヒートシンク２２が設けられる。
　基板２０の上方には、光源光学系２４が設けられる。光源光学系２４は、例えば、平凸レンズＬ１、及び凸レンズ（両凸レンズ）Ｌ２から構成される。平凸レンズＬ１は、基板２０上に設けられた支持部材２３によって支持され、凸レンズＬ２は、ヒートシンク２２上に設けられた支持部材２５によって支持される。光源光学系２４は、発光素子２１からの照明光を集光して一定方向に出射する。すなわち、光源光学系２４から液晶表示素子１２側へ出射される照明光は、平行光となる。
　光源部１１の光路上には、液晶表示素子１２、及びパターンシート１３が配置される。液晶表示素子１２は、ケース１５に設けられた支持部材１５ｂによって支持される。液晶表示素子１２は、光源部１１からの照明光を透過して光変調を行う。そして、液晶表示素子１２は、車速等の運転情報を示す画像を表示する。液晶表示素子１２は、カラー表示が可能、すなわち、カラーフィルタを備えたカラー液晶表示素子から構成される。液晶表示素子１２の具体的な構成については特に限定されず、種々の透過型カラー液晶表示素子を用いることができる。また、液晶モードとしては、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、及びホモジニアスモードなど種々の液晶モードを用いることができる。
　パターンシート１３は、液晶表示素子１２の光源部１１側の面（照明光を受ける面）に配置される。パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域の周縁領域に、透明から黒に変わるグラデーションを付ける機能を有する。パターンシート１３の詳細については後述する。
　反射部材（反射鏡）１４は、平面鏡、又は凹面鏡などから構成される。反射部材１４は、液晶表示素子１２からの表示光を表示部材１６に向けて反射する。反射部材１４として凹面鏡を用いた場合、凹面鏡は、液晶表示素子１２からの表示光を所定の拡大率で拡大することが可能である。
　表示部材１６は、液晶表示素子１２からの表示光を投射するために使用され、表示光を運転者１７へ反射することで、表示光を虚像１８として表示させる。虚像１８として運転者１７に視認される情報としては、車速、エンジン回転数、走行距離、ナビゲーション情報、及び外気温などが挙げられる。
　表示部材１６は、例えば車両のフロントガラスである。また、表示部材１６は、ヘッドアップディスプレイ装置１０専用に設けられた半透明なスクリーン（コンバイナー）であってもよい。コンバイナーは、反射率を有する透明部材（透過反射部材）から構成される。すなわち、コンバイナーは、車両の外側から入射する外光を透過すると共に、液晶表示素子１２からの表示光を運転者１７側に反射する。コンバイナーは、例えば、車両のダッシュボード上に配置されたり、運転者１７の前方に配置されたルームミラーに装着されたり、フロントガラスの上部に設置されたサンバイザーに装着されて使用される。コンバイナーは、例えば、曲面を有する板状の合成樹脂製の基材からなり、その基材の表面には酸化チタン、酸化シリコンなどからなる蒸着膜が施され、この蒸着膜によって半透過の機能を備える。
　ケース１５は、光源部１１、液晶表示素子１２、パターンシート１３、及び反射部材１４を収容する。ケース１５は、反射部材１４によって反射された表示光が通過する開口部１５ａを備える。開口部１５ａに代えて、透光性部材を用いてもよい。ケース１５は、例えば、車両のダッシュボード内に収容される。
　［２］パターンシート１３の構成
　次に、パターンシート１３の構成について説明する。　
　図２は、パターンシート１３及び液晶表示素子１２を中心に示す模式図である。図２では、理解を容易にするために、光源部１１、パターンシート１３、及び液晶表示素子１２を並べて示しているが、実際には、図１に示す通り、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の一方の面に貼り付けられる。しかし、これに限定されず、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の一方の面から離れて配置してもよい。なお、図２では、光源部１１を簡略化して示している。
　液晶表示素子１２は、表示領域（ビューエリア）１２ａ、及び周辺回路領域１２ｃを有する。表示領域１２ａは、光源部１１と反対側の液晶表示素子１２の面に対応する。表示領域１２ａは、車速等の運転情報を示す画像を表示する領域であり、表示領域１２ａには、画素アレイが配置される。周辺回路領域１２ｃには、表示領域１２ａに所望の画像を表示させるための制御を行う周辺回路が配置される。周辺回路領域１２ｃは、遮光膜（ブラックマスク）によって遮光され、黒で視認される。
　パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａと同一の面積かそれ以上の面積を有しており、例えば透明接着材によって、液晶表示素子１２の光源部１１側の面かつ表示領域１２ａに対応する領域に貼り付けられる。パターンシート１３は、透過領域１３ａと、透過領域１３ａの外側に配置されたグラデーション領域１３ｂとを有する。透過領域１３ａは、無色透明な部材から構成され、照明光を透過する。
　グラデーション領域１３ｂは、周端に向かって透明から黒に変わるパターンから構成される。すなわち、グラデーション領域１３ｂは、透過領域１３ａから外側に向かって照明光の透過量が減少する光遮断機能を備える。グラデーション領域１３ｂは、液晶表示素子１２の表示領域１２ａの周縁領域１２ｂに対応して配置される。
　パターンシート１３は、例えば、樹脂などで構成された透明シート（透明フィルム）にグラデーションパターンを黒印刷して形成される。なお、パターンシート１３は、液晶表示素子１２の周辺回路領域１２ｃまで覆うように構成されていてもよい。この場合、周辺回路領域１２ｃのパターンシートは、黒であってもよいし、透明であってもよい。
　図３は、パターンシート１３の平面図である。図３に示すように、グラデーション領域１３ｂは、多数のドット１３ｃを備えたドットパターンから構成される。ドット１３ｃは、黒のベタ円であり、照明光を遮断する。ドットパターンは、例えば、黒印刷によって形成される。ドットパターンを構成するドット１３ｃの径ｄは、周端に向かうにつれて大きくなる。これにより、パターンシート１３のグラデーション領域１３ｂを透過する照明光は、グラデーション領域１３ｂの内側から外側に向かって少なくなる。その結果、表示領域１２ａの周縁領域１２ｂを透過する照明光は内側から外側に向かって減少するため、虚像１８の対応する領域にグラデーションが表示される。
　次に、グラデーション領域１３ｂを構成するドットパターンのサイズの一例について説明する。図４は、グラデーション領域１３ｂを構成するドットパターンのサイズを説明するグラフである。図４（ａ）は、図３のｘ座標（ｍｍ）に対応するグラフであり、図４（ｂ）は、図３のｙ座標（ｍｍ）に対応するグラフである。図４の縦軸は、ドット１３ｃの径ｄ（ｍｍ）を表している。
　図４に示すように、グラデーション領域１３ｂでは、透過領域１３ａから外側に向かってドット１３ｃの径ｄが一次関数的に大きくなっている。図４のドット１３ｃのサイズは一例であり、ドット１３ｃの径ｄの変化量、及びグラデーション領域１３ｂの開始位置は任意に設定できる。
　なお、本実施形態では、複数の円からなるドットパターンを用いてグラデーション領域１３ｂを形成しているが、パターンはこれに限定されない。例えば、多角形、及び楕円など円以外の図形を用いてグラデーション領域１３ｂ用のパターンを形成してもよい。
　また、上記説明はドットパターンの径を変更することでグラデーション領域１３ｂを形成しているが、これに限定されない。例えば、径が同一のドット１３ｃを用いて、グラデーション領域１３ｂの内側から外側に向かってドット１３ｃの密度を変化させることにより、グラデーション領域１３ｂを形成してもよい。
　［３］変形例
　パターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａ側（照明光を受ける面と反対面側）に配置するようにしてもよい。図５は、変形例に係るパターンシート１３及び液晶表示素子１２を中心に示す模式図である。
　図５に示すように、グラデーション領域１３ｂを有するパターンシート１３は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａ側に設けられる。具体的には、パターンシート１３は、例えば透明接着材を用いて、液晶表示素子１２の表示領域１２ａに貼り付けられる。パターンシート１３及び液晶表示素子１２の個々の構成は、前述した実施形態と同じである。
　［４］効果
　以上詳述したように第１実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部１１と、光源部１１からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材１６に表示する液晶表示素子１２と、液晶表示素子１２の光源部１１と向き合う面（又は、その反対面）に設けられたパターンシート１３とを備える。パターンシート１３は、透過領域（中央領域）１３ａと、透過領域１３ａの周囲のグラデーション領域（周縁領域）１３ｂとを有する。そして、グラデーション領域１３ｂに、外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを設けている。
　従って、第１実施形態によれば、表示領域の黒輝度と背景の黒輝度との差によって生じる境界が視認されるのを抑制することができる。これにより、黒表示時の光漏れによって生じる境界が視認されにくいヘッドアップディスプレイ装置１０を実現できる。この結果、より高級感のある情報表示を行うことができる。
　図６は、従来のヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像の一例を示す図である。図６の例では、虚像として車速等の運転情報が表示されている。図６に示すように、液晶表示素子を用いたヘッドアップディスプレイ装置では、黒表示でも光漏れがあるため、虚像が背景から浮いて見えてしまう。
　図７は、本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０が表示する虚像の一例を示す図である。パターンシート１３は、液晶表示素子１２における表示領域１２ａの周縁領域１２ｂにおいて外側に向かって光遮断機能を大きくしている。これにより、虚像の周縁領域は、外側に向かってゆるやかに暗くなる。その結果、図７に示すように、虚像と背景との境界は、コントラストが下がるため視認されにくくなる。
　［第２実施形態］
　第１実施形態では、グラデーションパターンを有するシートを用いて画像にグラデーションを付けていた。これに対して、第２実施形態では、表示装置を用いて画像にグラデーションを付けるようにしている。
　［１］ヘッドアップディスプレイ装置１０の構成
　図８は、本発明の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０の断面図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、液晶表示素子１２の表示領域１２ａの周縁領域に、白（透明）から黒に変わるグラデーションを付ける機能を有する液晶表示素子１９を備える。液晶表示素子１９は、液晶表示素子１２と光源部１１との間に配置される。液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない白黒液晶表示素子から構成される。なお、黒表示は、透過率が最も低い状態であり、白表示は、透過率が最も高い状態（透明状態）である。例えば、液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない以外は、液晶表示素子１２と同じ構成である。
　図９は、ヘッドアップディスプレイ装置１０のブロック図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、光源部（バックライト）１１、液晶表示素子１２、１９、制御回路３６、電圧発生回路３７、及び照度センサー３８を備える。
　液晶表示素子１２は、表示部３０、走査ドライバ（走査線駆動回路）３１、及び信号ドライバ（信号線駆動回路）３２を備える。
　表示部３０は、複数の画素がマトリクス状に配置されて構成される。表示部３０には、それぞれがロウ方向（Ｘ方向）に延びる複数の走査線ＧＬと、それぞれがカラム方向（Ｙ方向）に延びる複数の信号線ＳＬとが配設される。複数の走査線ＧＬと複数の信号線ＳＬとの交差領域の各々には、画素が配置される。
　走査ドライバ３１は、複数の走査線ＧＬに接続される。走査ドライバ３１は、制御回路３６から送られる垂直制御信号に基づいて、画素に含まれるスイッチング素子をオン／オフするための走査信号を表示部３０に送る。
　信号ドライバ３２は、複数の信号線ＳＬに接続される。信号ドライバ３２は、制御回路３６から水平制御信号、及び表示データを受ける。信号ドライバ３２は、水平制御信号に基づいて、表示データに対応する階調信号（駆動電圧）を表示部３０に送る。
　液晶表示素子１９は、表示部３３、走査ドライバ３４、及び信号ドライバ３５を備える。液晶表示素子１９の回路構成は、液晶表示素子１２と同じである。
　このように構成された液晶表示素子１２、１９において、任意の画素に含まれるスイッチング素子がオン状態となると、駆動電圧が信号線ＳＬを介して画素電極に印加され、駆動電圧と共通電圧との電圧差に応じて液晶の配向状態が変化する。これにより、光源部１１から液晶表示素子１２、１９に入射する光の透過状態が変化して画像表示が行われる。
　電圧発生回路３７は、画素を駆動するために必要な駆動電圧を生成してこれを信号ドライバ３２、３５に供給する。また、電圧発生回路３７は、共通電極に供給される共通電圧を表示部３０、３３に供給する。この他にも必要に応じて、電圧発生回路３７は、表示部３０、３３の動作に必要な各種電圧を生成して各回路部に供給する。
　照度センサー３８は、表示部材１６近辺に取り付けられ、表示部材１６近辺の環境照度を測定する。照度センサー３８によって測定された環境照度は、制御回路３６に送られる。
　制御回路３６は、ヘッドアップディスプレイ装置１０の動作を統括的に制御する。また、制御回路３６は、液晶表示素子１９がグラデーションを表示するための制御を実行する。
　［２］液晶表示素子１９の構成
　次に、液晶表示素子１９の具体的な構成について説明する。図１０は、液晶表示素子１２、１９を中心に示す模式図である。
　液晶表示素子１９は、表示領域（ビューエリア）１９ａ、及び周辺回路領域１９ｃを有する。表示領域１９ａには画素アレイが配置され、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにはグラデーションパターンが表示される。液晶表示素子１９の表示領域１９ａのサイズは、液晶表示素子１２の表示領域１２ａのサイズと同じである。液晶表示素子１９の表示領域１９ａは、平面視において、液晶表示素子１９の表示領域１９ａに重なるように配置される。周辺回路領域１９ｃには、表示領域１９ａに所望の画像を表示させるための制御を行う周辺回路が配置される。周辺回路領域１９ｃは、遮光膜（ブラックマスク）によって遮光され、黒で視認される。
　次に、液晶表示素子１９が表示するグラデーションパターンの一例について説明する。図１１は、液晶表示素子１９が表示するグラデーションパターンの平面図である。図１１に示したグラデーションパターンは、ハッチングの幅が狭くなるほど黒に近づくことを意味する。
　液晶表示素子１９の表示領域１９ａは、照明光を透過するために、例えば、白表示（透過率最大）となっている。液晶表示素子１９の周縁領域１９ｂは、内側から外側に向かって照明光の透過量が減少するように階調が変化している。
　図１２は、図１１の液晶表示素子１９における階調表示の分布を説明するグラフであり、５階調表示の例である。図１２（ａ）の横軸は、図１１のｘ座標（ｍｍ）に対応するグラフであり、図１２（ｂ）の横軸は、図１１のｙ座標（ｍｍ）に対応するグラフである。図１２の縦軸は、液晶表示素子１９の階調を表している。
　階調の数値は、“０”が黒表示（透過率最小）で、“４”が白表示（透過率最大）に対応しており、数字が小さくなるほど光遮断機能が大きくなる。図１２に示すように、液晶表示素子１９の周縁領域１９ｂにおける階調は、内側の白表示（階調“４”）から外側に向かって１段階ずつ大きくなり、最外周では黒表示（階調“０”）になっている。これにより、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにおける照明光の透過量は、内側から外側に向かって減少するため、虚像１８の対応する箇所にグラデーションが形成される。あくまでこれは一例であり、階調数、階調変化の開始位置は自由に設定できる。
　ここで、ヘッドアップディスプレイ装置１０が使用される環境が明所である場合に、制御回路３６は、照度センサー３８の測定結果を用いて、液晶表示素子１９のグラデーションパターンを非表示にする。例えば、暗所と明所との境界の照度を１００ｌｘとすると、制御回路３６は、環境照度が１００ｌｘ以上である場合に、液晶表示素子１９のグラデーションパターンを非表示にする。すなわち、液晶表示素子１９は、明所である場合に、表示領域１９ａ全体を白表示にする。このように、グラデーションパターンが不要な環境において、グラデーションパターンを非表示にすることで、明所における表示特性を向上できる。
　［４］効果
　以上詳述したように第２実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、第１実施形態におけるパターンシート１３に代えて、液晶表示素子１９を備える。液晶表示素子１９は、カラーフィルタを有しない白黒液晶表示素子であり、表示領域１９ａの周縁領域１９ｂにグラデーションパターンを表示する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、液晶表示素子１９は、制御回路３６によって表示するグラデーションパターンを変更することが可能である。明所においては、グラデーションパターンを非表示にすることで、液晶表示素子１２の表示領域１２ａにおけるコントラストを改善することができる。液晶モードがノーマリーホワイトの液晶表示素子１９を用いる場合、明所において液晶表示素子１９の電源をオフにすることで、消費電力を削減することができる。
　また、第２実施形態では、液晶表示素子１９を用いてグラデーションパターンを表示しているが、これに代えて、有機ＥＬ表示素子、及び高分子分散型液晶表示素子などを用いることも可能である。
　［第３実施形態］
　第３実施形態では、パターンシート１３の周縁領域にデザインを施す。そして、虚像１８の周縁領域にデザイン性を持たせることで、表示の不自然さを軽減するようにしている。
　図１３は、第３実施形態に係るパターンシート１３の平面図である。図１３に示すように、パターンシート１３の周縁領域１３ｂには、デザイン（パターン）１３ｄが施され、また、パターンシート１３の透過領域１３ａの四隅には、デザインとしてドット１３ｅが施される。デザイン１３ｄ、及びドット１３ｅは、黒で形成（例えば印刷）され、光を遮断する。
　デザイン１３ｄは、内側の線で囲まれた図形（模様）が矩形以外の図形になるように構成される。図１３では、デザイン１３ｄは、波線（波形）で形成されている。図１３のデザインは一例であり、あらゆるデザインを適用することができる。デザイン１３ｄは、周縁領域１３ｂ全体、すなわち、透過領域１３ａを囲むようにして概略矩形で構成される。
　図１３のパターンシート１３を用いた場合、虚像の周囲には、矩形以外のデザインが表示される。図１４は、第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０が表示する虚像の一例を示す図である。虚像にはパターンシート１３に施されたデザインが表示され、切手のようなデザインが作り出されている。これにより、暗所において虚像の表示が浮いて見えていても、表示の不自然さが軽減される。
　なお、第３実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０において、パターンシート１３の代わりに、第２実施形態で示した液晶表示素子１９を用いることもできる。液晶表示素子１９を使用する場合、虚像の周縁領域に表示するデザインは、任意で変更することが可能である。
　また、液晶表示素子１２に含まれる遮光膜（ブラックマトリクス）を用いてデザインを形成してもよい。具体的には、黒のデザイン１３ｄ、及びドット１３ｅは、遮光膜と同じ材料及び同じレイヤーで形成される。この場合、ヘッドアップディスプレイ装置１０に対してパターンシート１３及び液晶表示素子１９を設ける必要はない。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
　１０…ヘッドアップディスプレイ装置、１１…光源部、１２、１９…液晶表示素子、１３…パターンシート、１４…反射部材、１５…ケース、１６…表示部材、１７…運転者、１８…虚像、２０…基板、２１…発光素子、２２…ヒートシンク、２３…支持部材、２４…光源光学系、２５…支持部材、３０、３３…表示部、３１、３４…走査ドライバ、３２、３５…信号ドライバ、３６…制御回路、３７…電圧発生回路、３８…照度センサー。

Claims (10)

  1. 　光源部と、
    　前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する液晶表示素子と、
    　前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを有するシートと
    　を具備することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記パターンは、前記外側に向かってサイズが大きくなる複数の黒の図形から構成されることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記シートは、透明シートを備え、
    　前記パターンは、前記透明シートに黒印刷されることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　光源部と、
    　前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
    　前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において外側に向かって光遮断機能が大きくなるパターンを表示する第２液晶表示素子と
    　を具備することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記パターンは、白から黒に変化する階調表示によって生成されることを特徴とする請求項４記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　所定の環境照度以上である場合に、前記第２液晶表示素子の前記パターンを非表示にする制御回路をさらに具備することを特徴とする請求項４記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 　光源部と、
    　前記光源部と向き合う第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
    　前記液晶表示素子の前記第１面又は前記第２面に設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを有するシートと
    　を具備することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 　前記デザインは、波形であることを特徴とする請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 　光源部と、
    　前記光源部側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、前記光源部からの光の透過率を制御することにより、画像を表示部材に表示する第１液晶表示素子と、
    　前記光源部と前記第１液晶表示素子との間、又は前記第２面に向き合うように設けられ、中央領域と、前記中央領域の周囲の周縁領域とを有し、前記周縁領域において黒で形成されたデザインを表示する第２液晶表示素子と
    　を具備することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  10. 　前記デザインは、波形であることを特徴とする請求項９記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3462226A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-03 Continental Automotive GmbH Head-up display with transparency mask
CN112498108A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 航天科技控股集团股份有限公司 信号片渐进一体黑液晶汽车组合仪表
US20220308693A1 (en) * 2021-03-29 2022-09-29 Innolux Corporation Image system
DE102022104833A1 (de) 2022-03-01 2023-09-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Subjektive Kontrastverbesserung im HUD eines Fahrzeugs

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513828U (ja) * 1991-06-06 1993-02-23 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JPH05328258A (ja) * 1992-05-26 1993-12-10 Olympus Optical Co Ltd 頭部装着型ディスプレイ
JPH05330363A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Isuzu Motors Ltd 車両表示装置
JPH07325266A (ja) * 1994-06-01 1995-12-12 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JP2001252986A (ja) * 2000-03-09 2001-09-18 Japan Science & Technology Corp 光造形装置及び光造形方法
WO2007052600A1 (ja) * 2005-10-31 2007-05-10 Nippon Sheet Glass Company, Limited 車両用の遮光膜付き曲げガラス板
WO2008126273A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Pioneer Corporation 画像表示装置
JP2010072365A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Toshiba Corp ヘッドアップディスプレイ
JP2014174416A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Honda Motor Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
WO2014162506A1 (ja) * 2013-04-02 2014-10-09 パイオニア株式会社 虚像表示装置、投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513828U (ja) * 1991-06-06 1993-02-23 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JPH05328258A (ja) * 1992-05-26 1993-12-10 Olympus Optical Co Ltd 頭部装着型ディスプレイ
JPH05330363A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Isuzu Motors Ltd 車両表示装置
JPH07325266A (ja) * 1994-06-01 1995-12-12 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JP2001252986A (ja) * 2000-03-09 2001-09-18 Japan Science & Technology Corp 光造形装置及び光造形方法
WO2007052600A1 (ja) * 2005-10-31 2007-05-10 Nippon Sheet Glass Company, Limited 車両用の遮光膜付き曲げガラス板
WO2008126273A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Pioneer Corporation 画像表示装置
JP2010072365A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Toshiba Corp ヘッドアップディスプレイ
JP2014174416A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Honda Motor Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
WO2014162506A1 (ja) * 2013-04-02 2014-10-09 パイオニア株式会社 虚像表示装置、投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3462226A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-03 Continental Automotive GmbH Head-up display with transparency mask
US11011135B2 (en) 2017-09-27 2021-05-18 Continental Automotive Systems, Inc. Head-up display with transparency mask
CN112498108A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 航天科技控股集团股份有限公司 信号片渐进一体黑液晶汽车组合仪表
US20220308693A1 (en) * 2021-03-29 2022-09-29 Innolux Corporation Image system
US20220413645A1 (en) * 2021-03-29 2022-12-29 Innolux Corporation Image system
US11886221B2 (en) * 2021-03-29 2024-01-30 Innolux Corporation Image system
DE102022104833A1 (de) 2022-03-01 2023-09-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Subjektive Kontrastverbesserung im HUD eines Fahrzeugs

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