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JP6201339B2 - Head-up display device - Google Patents
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Description

本発明は、透明な表示部材に画像を投影することによって、運転者に画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a head-up display device that displays an image to a driver by projecting the image onto a transparent display member.

車両のフロントウィンドシールドやコンバイナーと呼ばれる透明な表示部材に画像を投影することによって、車両の運転に関する各種の情報(車速やエンジン回転速度など)を運転者に対して表示するヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置と表記する)が知られている。このHUD装置では、透過型の液晶表示画面上に各種の情報を示す画像を表示して、液晶表示画面の背面側から光を投射し、液晶表示画面を透過した光を反射鏡で反射させることによって、表示部材に画像を投影する。こうすると、運転者には、透明な表示部材(フロントウィンドシールド等)の向こう側の状況に重ねて画像が表示されているように見えるので、運転者は運転中に視線を大きく動かすことなく、運転に関する各種の情報を得ることができる。   A head-up display device (hereinafter referred to as a head-up display device) that displays various information (vehicle speed, engine speed, etc.) related to vehicle operation to the driver by projecting an image onto a transparent display member called a vehicle front windshield or combiner. Are referred to as HUD devices). In this HUD device, an image showing various types of information is displayed on a transmissive liquid crystal display screen, light is projected from the back side of the liquid crystal display screen, and light transmitted through the liquid crystal display screen is reflected by a reflecting mirror. Thus, an image is projected onto the display member. In this way, the driver appears to be displaying an image over the situation on the other side of the transparent display member (front windshield etc.), so the driver does not move his line of sight greatly while driving, Various information regarding driving can be obtained.

また、HUD装置は、液晶表示画面に表示する画像を変更することによって、種々の情報を運転者に表示することができる。そこで、それら種々の情報の1つとして、たとえば運転者に対して警告する情報(警告情報)のように、常に表示されているわけではないが重要な情報を、HUD装置で表示することも提案されている(特許文献1)。   The HUD device can display various information to the driver by changing the image displayed on the liquid crystal display screen. Therefore, as one of these various types of information, it is also proposed to display important information that is not always displayed, such as information that warns the driver (warning information), on the HUD device. (Patent Document 1).

特開2004−251881号公報JP 2004-251881 A

しかし、警告情報などのように稀にしか表示されない情報は、HUD装置で表示したからといって、そのことに運転者が直ちに気付くとは限らないという問題があった。   However, there is a problem that information that is rarely displayed, such as warning information, may not be immediately noticed by the driver just because it is displayed on the HUD device.

この発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、警告情報などのように稀にしか表示されない情報を、運転者が直ちに認識可能な態様で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。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a HUD device capable of displaying information that is rarely displayed, such as warning information, in a manner that a driver can immediately recognize. For the purpose.

上述した問題を解決するために本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、画像を表示する液晶表示部と、液晶表示部からの光を表示部材に向けて反射する反射鏡との間にプリズムを搭載して、液晶表示部の一端側に設けられた所定領域からの光が、そのプリズムを通過するようにすることで、所定領域からの光を屈折させる。更に、プリズムは、液晶表示部の所定領域が設けられた一端側から、他端側に近付くに従って、プリズムの厚さが厚くなる向きに搭載されている。
こうすれば、液晶表示部の一端側に設けられた所定領域からの光はプリズムで屈折して、表示部材上に投影される位置が移動する。このため、液晶表示部の所定領域からの光は、液晶表示部の所定領域以外の領域からの光が画像を表示する位置とは異なる位置に画像を表示することになるしかも、プリズムが搭載されている向きは、液晶表示部の所定領域が設けられた一端側から他端側に近付くに従って、プリズムの厚さが厚くなる向きとなっている。このため、プリズムを通過する光による画像が表示される位置は、プリズムを通過しない光による画像が表示される位置から遠ざかる方向に移動した位置となる。その結果、稀にしか表示されない画像が突然に表示された場合でも、そのことに運転者が直ちに気付くことができるので、警告情報などのように稀にしか表示されない情報であっても、運転者が直ちに認識することが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the head-up display device of the present invention includes a prism mounted between a liquid crystal display unit that displays an image and a reflecting mirror that reflects light from the liquid crystal display unit toward the display member. Thus, the light from the predetermined area provided on the one end side of the liquid crystal display unit passes through the prism, thereby refracting the light from the predetermined area . Further, the prism is mounted in such a direction that the thickness of the prism increases as it approaches the other end side from one end side where the predetermined area of the liquid crystal display unit is provided.
If it carries out like this, the light from the predetermined area | region provided in the one end side of the liquid crystal display part will be refracted by a prism, and the position projected on a display member will move . Therefore, the light from a predetermined area of the liquid crystal display unit, thereby displaying a picture at a position different from the position where the light from the area other than the predetermined area of the liquid crystal display unit displays an image. In addition, the direction in which the prism is mounted is such that the thickness of the prism increases as it approaches the other end from one end where the predetermined area of the liquid crystal display unit is provided. For this reason, the position where the image based on the light passing through the prism is displayed is a position moved away from the position where the image based on the light not passing through the prism is displayed. As a result , even if an image that is rarely displayed is suddenly displayed, the driver can immediately notice that, so even if the information is rarely displayed, such as warning information, the driver Can be recognized immediately.

また、上述した本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、運転者に対して警告する内容の画像(警告画像)を表示する警告表示領域を、液晶表示部の一部に設けておき、警告表示領域からの光をプリズムで屈折させることとしても良い。尚、警告表示領域は、警告画像が表示される領域であれば十分であり、警告画像を表示する必要がない場合は他の画像が表示される領域であってもよい。
こうすれば、警告画像は他の画像から離れた位置に表示されるので、警告画像を表示すると、そのことに運転者が直ちに気付いて、警告の内容を認識することが可能となる。
Further, in the above-described head-up display device of the present invention, a warning display area for displaying an image (warning image) of a warning content for the driver is provided in a part of the liquid crystal display unit, and the warning display area is displayed. It is also possible to refract light from the prism with a prism. The warning display area may be an area where a warning image is displayed, and may be an area where another image is displayed when it is not necessary to display the warning image.
In this way, the warning image is displayed at a position away from the other images. When the warning image is displayed, the driver immediately notices that and can recognize the content of the warning.

また、液晶表示部に警告表示領域が設けられた本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、警告表示領域外からの光がプリズムに入射することを防止するための遮光板を、液晶表示部と反射鏡との間に遮光板を設けることとしても良い。
こうすれば、警告表示領域外からの光がプリズムで屈折して表示部材に投影されてしまい、投影された画像の画質が低下することを回避することができる。
Further, in the head-up display device of the present invention in which the liquid crystal display unit is provided with the warning display area, a light shielding plate for preventing light from outside the warning display area from entering the prism is provided on the liquid crystal display unit. It is good also as providing a light-shielding plate between mirrors.
In this way, it is possible to avoid that light from outside the warning display area is refracted by the prism and projected onto the display member, and the image quality of the projected image is deteriorated.

また、上述した本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、色消しプリズムを用いることとしても良い。ここで色消しプリズムとは、光の波長による屈折率の違いを打ち消すように、光学特性の異なる複数のプリズムを組み合わせた合成プリズムである。
こうすれば、プリズムを通過する光が複数の波長を含んでいた場合でも、波長による屈折率の違いによる色収差の発生を回避することができるので、良好な画質の画像を表示させることが可能となる。
In the above-described head-up display device of the present invention, an achromatic prism may be used. Here, the achromatic prism is a composite prism in which a plurality of prisms having different optical characteristics are combined so as to cancel the difference in refractive index depending on the wavelength of light.
In this way, even when the light passing through the prism includes a plurality of wavelengths, it is possible to avoid the occurrence of chromatic aberration due to the difference in the refractive index depending on the wavelength, so that it is possible to display an image with good image quality. Become.

また、上述した本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、光が入射する側のプリズムの表面、あるいは光が出射する側のプリズムの表面の少なくとも一方を、曲面によって形成しても良い。
こうすれば、プリズムを通過して表示部材に投影された画像が、通常とは異なる距離に表示されているように、運転者に感じさせることができる。例えば曲面が凸形状であった場合には、通常よりも近くに画像が表示されているように感じられ、逆に、曲面が凹形状であった場合には、通常より遠くに画像が表示されているように感じられる。このため、画像が表示された時に、運転者の注意が惹き付けられて、直ちに画像を認識することが可能となる。
In the head-up display device of the present invention described above, at least one of the surface of the prism on which light is incident or the surface of the prism on which light is emitted may be formed by a curved surface.
In this way, it is possible to make the driver feel as if the image projected through the prism and projected onto the display member is displayed at a different distance from the normal. For example, if the curved surface is convex, it seems that the image is displayed closer than usual. Conversely, if the curved surface is concave, the image is displayed farther than usual. It feels like For this reason, when an image is displayed, the driver's attention is attracted and the image can be immediately recognized.

また、上述した本発明のヘッドアップディスプレイ装置においては、プリズムが入射した光を屈折させる方向、あるいはその方向と反対の方向に、プリズムを回動させることとしても良い。
こうすれば、プリズムを通過して表示部材に投影される画像の位置を、移動させることができる。このため、画像に応じて表示する位置を移動させたり、あるいは画像の表示中に表示位置を移動させたりして、運転者の注意を惹き付けることができるので、直ちに画像を認識させることが可能となる。
In the head-up display device of the present invention described above, the prism may be rotated in a direction in which light incident on the prism is refracted or in a direction opposite to the direction.
In this way, the position of the image projected on the display member through the prism can be moved. For this reason, it is possible to attract the driver's attention by moving the display position according to the image or by moving the display position while displaying the image, so that the image can be recognized immediately. It becomes.

本実施例のヘッドアップディスプレイ装置の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the head-up display apparatus of a present Example. 本実施例のヘッドアップディスプレイ装置が運転者に対して表示する画像を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the image which the head-up display apparatus of a present Example displays with respect to a driver | operator. 本実施例のヘッドアップディスプレイ装置に設けられたプリズムの働きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function of the prism provided in the head-up display apparatus of a present Example. 液晶表示装置で表示した画像とフロントウィンドシールド上に表示される画像との対応関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the correspondence of the image displayed with the liquid crystal display device, and the image displayed on a front windshield. 液晶表示装置とプリズムとの間に遮光板を備える第1変形例を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the 1st modification provided with a light-shielding plate between a liquid crystal display device and a prism. 色消しプリズムを用いた第2変形例を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the 2nd modification using an achromatic prism. 入射面が曲面形状のプリズムを用いた第3変形例を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the 3rd modification using the prism whose entrance surface is a curved surface. プリズムが回動可能に設けられた第4変形例を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the 4th modification provided with the prism so that rotation was possible.

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
図1に示すように本実施例のヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置100と表記する)は、車両1のインストルメントパネル300の内側に搭載されており、フロントウィンドシールド200に画像を投影することによって、運転者に各種の情報を表示する。
HUD装置100は、透過型の液晶表示装置110と、液晶表示装置110の背面から光を投射する光源120と、液晶表示装置110を透過した光をフロントウィンドシールド200に向けて反射する凹面鏡130と、液晶表示装置110と凹面鏡130との間に設けられたプリズム140とを備えている。尚、本実施例では、透過型の液晶表示装置110を採用しているが、画像を表示して光を放射することができれば、反射型の液晶表示装置など他の方式の表示装置を用いることも可能である。
液晶表示装置110に各種の情報を示す画像を表示して、光源120から投射すると、液晶表示装置110に表示された画像が凹面鏡130で反射されて、フロントウィンドシールド200に投影される。このため、運転者10にとっては、フロントウィンドシールド200の向こう側に画像が表示されているように見えるので、運転中に視線を大きく動かすことなく、液晶表示装置110の画像を確認することができる。
Hereinafter, examples will be described in order to clarify the contents of the present invention described above.
As shown in FIG. 1, the head-up display device (hereinafter referred to as the HUD device 100) of this embodiment is mounted inside the instrument panel 300 of the vehicle 1 and projects an image onto the front windshield 200. Thus, various information is displayed to the driver.
The HUD device 100 includes a transmissive liquid crystal display device 110, a light source 120 that projects light from the back surface of the liquid crystal display device 110, and a concave mirror 130 that reflects the light transmitted through the liquid crystal display device 110 toward the front windshield 200. And a prism 140 provided between the liquid crystal display device 110 and the concave mirror 130. In this embodiment, the transmissive liquid crystal display device 110 is used. However, if an image can be displayed and light can be emitted, other types of display devices such as a reflective liquid crystal display device can be used. Is also possible.
When an image showing various information is displayed on the liquid crystal display device 110 and projected from the light source 120, the image displayed on the liquid crystal display device 110 is reflected by the concave mirror 130 and projected onto the front windshield 200. For this reason, it seems to the driver 10 that an image is displayed on the other side of the front windshield 200, so that the image of the liquid crystal display device 110 can be confirmed without moving the line of sight greatly during driving. .

また、本実施例のHUD装置100には、液晶表示装置110と凹面鏡130との間にプリズム140が設けられている。このため、液晶表示装置110から投影された画像の一部はプリズム140を通過した後に、凹面鏡130で反射されてフロントウィンドシールド200に投影される。
尚、本実施例の液晶表示装置110は、本発明における「液晶表示部」に対応する。また、本実施例のフロントウィンドシールド200は、本発明における「表示部材」に対応する。更に、本実施例の凹面鏡130は、本発明における「反射鏡」に対応する。
In the HUD device 100 of this embodiment, a prism 140 is provided between the liquid crystal display device 110 and the concave mirror 130. Therefore, a part of the image projected from the liquid crystal display device 110 passes through the prism 140, is reflected by the concave mirror 130, and is projected on the front windshield 200.
The liquid crystal display device 110 of this embodiment corresponds to the “liquid crystal display unit” in the present invention. Further, the front windshield 200 of this embodiment corresponds to a “display member” in the present invention. Furthermore, the concave mirror 130 of this embodiment corresponds to a “reflecting mirror” in the present invention.

図2には、本実施例のHUD装置100によって運転者10に対して表示される画像が例示されている。図示のように、運転者10の正面から少し下方の範囲(表示範囲400a)には、車両1の車速やエンジン回転速度などの運転に必要な各種情報を示す画像が表示される。また、表示範囲400aから更に少し下方の位置には、表示範囲400bが設けられており、この表示範囲400bには、運転者10に対して警告する画像のように、通常時は表示されないが重要な内容の画像が表示される。
ここで、表示範囲400bに表示される画像は、プリズム140を通過してフロントウィンドシールド200に投影された画像である。そして、図2に示されるように、表示範囲400aと表示範囲400bとの間が離れているのは、プリズム140を通過する際に光が屈折するため、フロントウィンドシールド200上に投影される位置が移動するためである。以下、この点について詳しく説明する。
FIG. 2 illustrates an image displayed for the driver 10 by the HUD device 100 of the present embodiment. As shown in the figure, an image indicating various information necessary for driving such as the vehicle speed and engine rotation speed of the vehicle 1 is displayed in a range slightly lower than the front of the driver 10 (display range 400a). In addition, a display range 400b is provided at a position slightly lower than the display range 400a, and the display range 400b is not displayed normally during the display as in the warning image for the driver 10, but is important. An image with the correct content is displayed.
Here, the image displayed in the display range 400b is an image projected through the prism 140 onto the front windshield 200. As shown in FIG. 2, the distance between the display range 400 a and the display range 400 b is a position projected on the front windshield 200 because light is refracted when passing through the prism 140. Is to move. Hereinafter, this point will be described in detail.

図3には、液晶表示装置110から投影された光の光路が示されている。先ず始めに図3(a)を参照することによって、表示範囲400aに投影される光の光路について説明する。図中に斜線を付して示したように、液晶表示装置110の領域110aから透過した光は、凹面鏡130で反射されてフロントウィンドシールド200に投影される。そして、フロントウィンドシールド200で反射した光が運転者10の目に入って、画像として認識される。
もっとも、運転者10には、このような光路を通って光が目に入ったことは分からないから、表示範囲400aの向こう側に虚像410aが存在して、虚像410aからの光が目に入ったかのように感じられることになる。
FIG. 3 shows an optical path of light projected from the liquid crystal display device 110. First, an optical path of light projected on the display range 400a will be described with reference to FIG. As indicated by hatching in the drawing, the light transmitted from the region 110 a of the liquid crystal display device 110 is reflected by the concave mirror 130 and projected onto the front windshield 200. Then, the light reflected by the front windshield 200 enters the eyes of the driver 10 and is recognized as an image.
However, since the driver 10 does not know that the light has entered the eye through such an optical path, the virtual image 410a exists beyond the display range 400a, and the light from the virtual image 410a enters the eye. It will feel as if it were.

次に、図3(b)を参照して、表示範囲400bに投影される光の光路について説明する。表示範囲400bに画像が表示されるということは、運転者10にとっては、表示範囲400bの向こう側に存在する虚像410bからの光が目に入ったかのように感じられているということである。もちろん、実際にはフロントウィンドシールド200に投影された光が反射して目に入っているのであり、フロントウィンドシールド200に投影される光は凹面鏡130で反射された光である。
また、図3(b)に示されているように、表示範囲400aの虚像410aと、表示範囲400bの虚像410bとの間には隙間が存在する。従って、表示範囲400bに投影される光の光路(図3(b)中に斜線を付して表示)は、表示範囲400aに投影される光の光路(図3(a)中に斜線を付して表示)に対して離れた位置を通過する。しかし、プリズム140は光を屈折させるから、図3(b)に示したように、プリズム140の上流側では、表示範囲400bの光の光路が、表示範囲400aの光の光路に接近する。その結果、液晶表示装置110の領域110bに達する。すなわち、領域110bからの光がプリズム140で屈折した後、凹面鏡130で反射して表示範囲400bに投影されて、運転者10の目に到達するような光路が存在しており、このため、液晶表示装置110の領域110bに表示した画像を、表示範囲400bの向こう側に虚像410bとして表示することが可能となる。
Next, an optical path of light projected on the display range 400b will be described with reference to FIG. The fact that an image is displayed in the display range 400b means that the driver 10 feels as if the light from the virtual image 410b existing beyond the display range 400b has entered the eyes. Of course, the light projected on the front windshield 200 is actually reflected and enters the eyes, and the light projected on the front windshield 200 is the light reflected by the concave mirror 130.
As shown in FIG. 3B, there is a gap between the virtual image 410a in the display range 400a and the virtual image 410b in the display range 400b. Therefore, the optical path of light projected on the display range 400b (shown with hatched lines in FIG. 3B) is the optical path of light projected on the display range 400a (shown with diagonal lines in FIG. 3A). Pass through a position distant from the display. However, since the prism 140 refracts light, as shown in FIG. 3B, the light path of the light in the display range 400b approaches the light path of the light in the display range 400a on the upstream side of the prism 140. As a result, the region 110b of the liquid crystal display device 110 is reached. That is, after the light from the region 110b is refracted by the prism 140, there is an optical path that is reflected by the concave mirror 130 and projected onto the display range 400b to reach the eyes of the driver 10. The image displayed in the area 110b of the display device 110 can be displayed as a virtual image 410b on the other side of the display range 400b.

また、以上の説明から明らかなように、プリズム140を用いれば、液晶表示装置110では隣接して設けられた領域110aおよび領域110bの画像を、フロントウィンドシールド200上では離れた位置の表示範囲400aおよび表示範囲400bに表示させることが可能となる。
すなわち、図4(a)に例示したように、液晶表示装置110の領域110aには車速やエンジン回転速度などを示す画像を表示する。また、領域110aに隣接した領域110bには、運転者10に対して警告する内容の画像(警告画像)を表示する。このように、液晶表示装置110では2つの領域110a,110bが隣接していても、領域110bからの光をプリズム140で屈折させてフロントウィンドシールド200に投影してやれば、フロントウィンドシールド200上では、互いに離れた表示範囲400aと表示範囲400bとに画像を表示することができる。
尚、警告画像を表示する本実施例の領域110bは、本発明における「警告表示領域」に対応する。
Further, as is apparent from the above description, when the prism 140 is used, the liquid crystal display device 110 displays the images of the regions 110a and 110b provided adjacent to each other on the front windshield 200 at a display range 400a at a distant position. And it becomes possible to display on the display range 400b.
That is, as illustrated in FIG. 4A, an image indicating the vehicle speed, the engine rotation speed, and the like is displayed in the area 110a of the liquid crystal display device 110. In addition, an image (warning image) having a warning content for the driver 10 is displayed in a region 110b adjacent to the region 110a. As described above, even if the two regions 110a and 110b are adjacent to each other in the liquid crystal display device 110, if the light from the region 110b is refracted by the prism 140 and projected onto the front windshield 200, on the front windshield 200, Images can be displayed in the display range 400a and the display range 400b that are separated from each other.
It should be noted that the area 110b of the present embodiment displaying the warning image corresponds to the “warning display area” in the present invention.

仮に、プリズム140を使用せずに、フロントウィンドシールド200上で互いに離れた表示範囲400aと表示範囲400bとに画像を表示しようとすると、液晶表示装置110では、図4(b)に示したように、領域110aと領域110bとを離して設ける必要がある。すると、図4(b)中に斜線を付して示したように、画像を表示しない領域(無表示領域)が発生することになって、液晶表示装置110の表示効率が低下する。また、領域110aおよび領域110bの面積を確保しようとすると、無表示領域の分だけ液晶表示装置110が大きくなる。
これに対して本実施例のHUD装置100では、プリズム140を用いることによって、表示範囲400bの位置を表示範囲400aから離すことができるので、液晶表示装置110の表示効率が低下したり、液晶表示装置110が大きくなったりすることもない。更に、プリズム140は、液晶表示装置110と凹面鏡130との間に設置されるので、プリズム140を設けることでHUD装置100が大きくなることもない。
If an image is to be displayed in the display range 400a and the display range 400b that are separated from each other on the front windshield 200 without using the prism 140, the liquid crystal display device 110 displays the image as shown in FIG. In addition, it is necessary to provide the region 110a and the region 110b apart from each other. Then, as shown by hatching in FIG. 4B, an area where no image is displayed (non-display area) is generated, and the display efficiency of the liquid crystal display device 110 is lowered. Further, when the area of the region 110a and the region 110b is to be secured, the liquid crystal display device 110 is increased by the amount corresponding to the non-display region.
On the other hand, in the HUD device 100 of the present embodiment, the display range 400b can be moved away from the display range 400a by using the prism 140, so that the display efficiency of the liquid crystal display device 110 is reduced or the liquid crystal display is displayed. The device 110 does not become large. Furthermore, since the prism 140 is installed between the liquid crystal display device 110 and the concave mirror 130, the provision of the prism 140 does not increase the size of the HUD device 100.

また、本実施例のHUD装置100では、表示範囲400aには車速などの運転に必要な各種の情報を示す画像を表示し、表示範囲400aから離れた表示範囲400bには、警告の画像などのように、通常時は表示されない画像を表示することができる。
こうすれば、警告の画像などを表示すると、通常時に画像が表示されている表示範囲400aから離れた位置(表示範囲400b)に画像が表示されることになるので、運転者10は、画像が表示されたことに直ちに気付くことができる。このため、警告などのように通常時は表示されない重要な情報を、HUD装置100を用いて運転者に迅速に認識させることが可能となる。
In the HUD device 100 of the present embodiment, an image indicating various information necessary for driving such as the vehicle speed is displayed in the display range 400a, and a warning image or the like is displayed in the display range 400b far from the display range 400a. Thus, an image that is not normally displayed can be displayed.
In this way, when a warning image or the like is displayed, the image is displayed at a position (display range 400b) away from the display range 400a where the image is normally displayed. You can immediately notice that it is displayed. For this reason, it becomes possible for the driver to quickly recognize important information that is not normally displayed, such as a warning, using the HUD device 100.

上述した本実施例のHUD装置100には、幾つかの変形例が存在する。以下では、これらの変形例について本実施例との相違点に焦点を当てて説明する。尚、以下に説明する変形例においては、上述した本実施例と同様な構成については同じ符番を付すこととして、詳細な説明は省略する。   There are several variations of the HUD device 100 of the present embodiment described above. In the following, these modified examples will be described focusing on differences from the present embodiment. Note that, in the modification described below, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment, and the detailed description is omitted.

[第1変形例] :
上述した実施例のHUD装置100では、領域110b以外の領域(例えば領域110a)からの光がプリズム140に入射することを避けるための部材を設けても良い。
図5には、液晶表示装置110とプリズム140との間に遮光板142を設けた第1変形例が例示されている。
このような第1変形例では、遮光板142に遮られて、領域110b以外の領域からの光がプリズム140に入射することがない。このため、プリズム140を通過して表示範囲400bに投影される光は専ら領域110bからの光となるので、表示範囲400bに鮮明な画像を表示することが可能となる。
[First Modification]:
In the HUD device 100 of the above-described embodiment, a member for preventing light from a region other than the region 110b (for example, the region 110a) from entering the prism 140 may be provided.
FIG. 5 illustrates a first modified example in which a light shielding plate 142 is provided between the liquid crystal display device 110 and the prism 140.
In such a first modification, the light from the region other than the region 110 b is not incident on the prism 140 by being blocked by the light shielding plate 142. For this reason, since the light that passes through the prism 140 and is projected onto the display range 400b is exclusively light from the region 110b, a clear image can be displayed in the display range 400b.

[第2変形例] :
上述した実施例および変形例では、プリズム140は、光学的に均質な単一の材質で形成されているものとして説明した。しかし、光学特性の異なる複数のプリズムを組み合わせることで、光の波長による屈折率の違いを打ち消した合成プリズム(いわゆる色消しプリズム)を用いることとしても良い。
[Second Modification]:
In the above-described embodiments and modifications, the prism 140 has been described as being formed of a single optically homogeneous material. However, a combination prism (so-called achromatic prism) that cancels out the difference in refractive index depending on the wavelength of light by combining a plurality of prisms having different optical characteristics may be used.

図6には、色消しプリズム144を用いた第2変形例が例示されている。図示した色消しプリズム144は、単一の材質で形成された2つのプリズム144a,144bを組み合わせて用いることで、光の波長の違いによる屈折率の違いを打ち消すことができる。このため、表示範囲400bに表示される画像が、色収差によって不鮮明になることを回避することが可能となる。   FIG. 6 illustrates a second modification using the achromatic prism 144. The illustrated achromatic prism 144 can cancel out the difference in refractive index due to the difference in the wavelength of light by using a combination of two prisms 144a and 144b formed of a single material. For this reason, it is possible to avoid the image displayed in the display range 400b from becoming unclear due to chromatic aberration.

[第3変形例] :
また、上述した実施例および変形例では、プリズム140に光が入射する面(入射面)およびプリズム140から光が出射する面(出射面)は、何れも平面であるものとして説明した。しかし、入射面または出射面の少なくとも一方を、曲面によって構成しても良い。
[Third Modification]:
Further, in the above-described embodiments and modifications, it has been described that the surface on which light enters the prism 140 (incident surface) and the surface from which light exits from the prism 140 (exit surface) are both flat. However, at least one of the entrance surface and the exit surface may be configured by a curved surface.

図7には、このような曲面を有するプリズム146を用いた第3変形例が例示されている。尚、図示したプリズム146では、入射面が凸形状の曲面によって形成されているが、出射面を凸形状の曲面としても良く、更には、入射面および出射面を凸形状の曲面によって形成しても良い。また、曲面は必ずしも凸形状に限られるものではなく、凹形状の曲面としてもよい。
図7に例示したように、入射面または出射面の少なくとも一方を凸形状の曲面によって形成すれば、プリズム146を通過した光は、プリズム146を通過しない光よりも手前で像を結ぼうとする。このため運転者10には、表示範囲400aに表示される画像よりも、表示範囲400bの画像の方が手前に表示されているように感じられる。また逆に、プリズム146の入射面または出射面の少なくとも一方を凹形状の曲面によって形成すれば、表示範囲400bの画像が表示範囲400aの画像よりも遠くに表示されているように感じられる。
このため、表示範囲400bの画像を、単に表示範囲400aから離れた位置に表示するだけでなく、表示範囲400aの画像とは異なる距離に表示されているように感じさせることができるので、運転者10に直ちに気付かせることが可能となる。
FIG. 7 illustrates a third modification using the prism 146 having such a curved surface. In the illustrated prism 146, the entrance surface is formed by a convex curved surface, but the exit surface may be a convex curved surface, and furthermore, the entrance surface and the exit surface may be formed by a convex curved surface. Also good. The curved surface is not necessarily limited to the convex shape, and may be a concave curved surface.
As illustrated in FIG. 7, if at least one of the entrance surface and the exit surface is formed by a convex curved surface, the light passing through the prism 146 tries to form an image in front of the light not passing through the prism 146. . Therefore, the driver 10 feels that the image in the display range 400b is displayed in front of the image displayed in the display range 400a. Conversely, if at least one of the incident surface and the exit surface of the prism 146 is formed by a concave curved surface, the image in the display range 400b can be felt as being displayed farther than the image in the display range 400a.
For this reason, the image of the display range 400b can be displayed not only at a position distant from the display range 400a but also displayed at a different distance from the image of the display range 400a. 10 can be immediately noticed.

[第4変形例] :
また、上述した実施例および変形例では、プリズム140,144,146は、液晶表示装置110と凹面鏡130との間の所定位置に固定されているものとして説明した。しかし、プリズム140,144,146を回動可能な態様で設けても良い。
[Fourth Modification]:
In the above-described embodiments and modifications, the prisms 140, 144, and 146 have been described as being fixed at a predetermined position between the liquid crystal display device 110 and the concave mirror 130. However, the prisms 140, 144, and 146 may be provided in a rotatable manner.

図8には、プリズム140が回動可能に設けられた第4変形例が例示されている。図8に示した例では、プリズム140が、横方向(即ち、プリズム140の入射面および出射面のいずれにも平行な方向)から軸によって支えられており、この軸は、ステッピングモーター150の回転軸に接続されている。従って、ステッピングモーター150を駆動すれば、プリズム140を通過した光が投影される表示範囲400bを、運転者10から見て上下方向に移動させることができる。
このため、例えば液晶表示装置110の領域110bに表示する画像の内容に応じてステッピングモーター150を所定角度まで回動させることにより、表示範囲400bの位置を変更することができる。また、運転者10が運転に用いる各種の情報を領域110bに表示する場合には、表示範囲400bが表示範囲400aに隣接した位置となるようにステッピングモーター150を回動させてもよい。
更には、ステッピングモーター150を、時計回りおよび反時計回りに交互に細かく回動させれば、表示範囲400bの位置を、運転者10から見て上下方向に細かく振動させることができる。このような態様で画像を表示すれば、運転者10の注意を強く引き付けるので、画像が表示されたことを運転者10に直ちに認識させることが可能となる。
尚、第4変形例のステッピングモーター150は、本発明における「回動手段」に対応する。
FIG. 8 illustrates a fourth modification in which the prism 140 is rotatably provided. In the example shown in FIG. 8, the prism 140 is supported by a shaft from the lateral direction (that is, a direction parallel to both the entrance surface and the exit surface of the prism 140), and this shaft is rotated by the rotation of the stepping motor 150. Connected to the shaft. Therefore, when the stepping motor 150 is driven, the display range 400b on which the light that has passed through the prism 140 is projected can be moved in the vertical direction as viewed from the driver 10.
Therefore, for example, the position of the display range 400b can be changed by rotating the stepping motor 150 to a predetermined angle in accordance with the content of the image displayed in the region 110b of the liquid crystal display device 110. When various information used by the driver 10 for driving is displayed in the area 110b, the stepping motor 150 may be rotated so that the display range 400b is positioned adjacent to the display range 400a.
Furthermore, if the stepping motor 150 is rotated finely alternately in the clockwise direction and in the counterclockwise direction, the position of the display range 400b can be vibrated in the vertical direction as viewed from the driver 10. If the image is displayed in such a manner, the driver's 10 attention is strongly attracted, so that the driver 10 can immediately recognize that the image has been displayed.
The stepping motor 150 of the fourth modified example corresponds to “rotating means” in the present invention.

以上、本実施例および変形例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。
例えば、上述した実施例および変形例では、プリズム140,144,146は、液晶表示装置110の上側に設けられているものとして説明した。しかし、これに限らず、プリズム140,144,146は、液晶表示装置110の下側に設けてもよく、あるいは液晶表示装置110の右側若しくは左側に設けることとしても良い。
As mentioned above, although the present Example and the modification were demonstrated, this invention is not restricted to said Example and a modification, It can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary.
For example, in the above-described embodiments and modifications, the prisms 140, 144, and 146 have been described as being provided on the upper side of the liquid crystal display device 110. However, the present invention is not limited to this, and the prisms 140, 144, and 146 may be provided below the liquid crystal display device 110, or may be provided on the right side or the left side of the liquid crystal display device 110.

1…車両、 100…HUD装置、 110…液晶表示装置、
110a,b…領域、 120…光源、 130…凹面鏡、
140…プリズム、 142…遮光板、 144…色消しプリズム、
146…プリズム、 150…ステッピングモーター、
200…フロントウィンドシールド、 400a,b…表示範囲。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 100 ... HUD apparatus, 110 ... Liquid crystal display device,
110a, b ... area, 120 ... light source, 130 ... concave mirror,
140 ... Prism, 142 ... Shading plate, 144 ... Achromatic prism,
146 ... Prism, 150 ... Stepping motor,
200: front windshield, 400a, b ... display range.

Claims (6)

透明な表示部材に画像を投影することによって該画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記画像を表示する液晶表示部と、
前記液晶表示部に光を投射する光源と、
前記液晶表示部からの光を前記表示部材に向けて反射する反射鏡と、
前記液晶表示部と前記反射鏡との間に搭載されて、該液晶表示部の一端側に設けられた所定領域からの光を屈折させるプリズムと
を備え
前記プリズムは、前記液晶表示部の前記所定領域が設けられた一端側から他端側に近付くに従って、前記プリズムの厚さが厚くなる向きに搭載されている
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
A head-up display device that displays an image by projecting the image onto a transparent display member,
A liquid crystal display for displaying the image;
A light source that projects light onto the liquid crystal display unit;
A reflecting mirror that reflects light from the liquid crystal display unit toward the display member;
A prism mounted between the liquid crystal display unit and the reflecting mirror and refracting light from a predetermined region provided on one end side of the liquid crystal display unit ;
The prism is mounted in such a direction that the thickness of the prism increases as it approaches the other end side from one end side where the predetermined region of the liquid crystal display unit is provided.
Head-up display device you wherein a.
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記所定領域は、前記液晶表示部上で警告画像が表示される警告表示領域であり
前記プリズムは、前記警告表示領域からの光を屈折させるプリズムであるヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 1,
The predetermined area is a warning display area in which a warning image is displayed on the liquid crystal display unit ,
The head-up display device, wherein the prism is a prism that refracts light from the warning display area.
請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記液晶表示部と前記プリズムとの間には、前記警告表示領域外からの光が該プリズムに入射することを防止する遮光板が設けられているヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 2,
A head-up display device provided with a light-shielding plate that prevents light from outside the warning display area from entering the prism between the liquid crystal display unit and the prism.
請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記プリズムが色消しプリズムであるヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to any one of claims 1 to 3,
A head-up display device in which the prism is an achromatic prism.
請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記プリズムは、前記光が入射する側の表面または出射する側の表面の少なくとも一方が曲面で形成されたプリズムであるヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to any one of claims 1 to 4,
The head-up display device, wherein the prism is a prism in which at least one of the light incident surface and the light exiting surface is a curved surface.
請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記プリズムが入射した光を屈折させる方向あるいは反対の方向に、該プリズムを回動させる回動手段を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to any one of claims 1 to 5,
A head-up display device comprising rotation means for rotating the prism in a direction in which light incident on the prism is refracted or in the opposite direction.
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