JP6926832B2 - Head-up display device - Google Patents
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Description
本発明は、光が斜めに入射するスクリーンを備えた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 including a screen on which light is obliquely incident.
車両等のフロントガラスに各種情報を表示し、表示された情報を周囲の背景と共に視認可能とする、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置がある。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置に関する従来技術として、特許文献1に開示される技術がある。 There is a so-called head-up display device that displays various information on the windshield of a vehicle or the like and makes the displayed information visible together with the surrounding background. For example, as a conventional technique relating to a head-up display device, there is a technique disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は、筐体に、第1の投射光を投射する第1の投射器と、第1の投射光が結像する第1のスクリーンと、第1のスクリーンから出射する第1の拡散光を反射させる平面鏡と、第2の投射光を投射する第2の投射器と、第2の投射光が結像する第2のスクリーンと、平面鏡に反射した第1の拡散光及び第2のスクリーンから出射する第2の拡散光を透過させるハーフミラーと、ハーフミラーから射出される表示光を反射する凹面鏡と、が収納されて構成される。 The head-up display device disclosed in Patent Document 1 includes a first projector that projects a first projected light on a housing, a first screen on which the first projected light is imaged, and a first. A plane mirror that reflects the first diffused light emitted from the screen, a second projector that projects the second projected light, a second screen on which the second projected light is imaged, and a second that is reflected by the plane mirror. A half mirror that transmits the diffused light of 1 and a second diffused light emitted from the second screen, and a concave mirror that reflects the display light emitted from the half mirror are housed and configured.
ヘッドアップディスプレイ装置から出射した第1の拡散光及び第2の拡散光がフロントガラスに入射することにより、乗員は第1の虚像及び第2の虚像を視認できる。特に、第1のスクリーンは、投射光の光軸に直交する直交面に対して傾いている。これにより、第1の虚像は、乗員から離れる方向に傾いた状態で視認される。 When the first diffused light and the second diffused light emitted from the head-up display device are incident on the windshield, the occupant can visually recognize the first virtual image and the second virtual image. In particular, the first screen is tilted with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the projected light. As a result, the first virtual image is visually recognized in a state of being tilted away from the occupant.
第1のスクリーンは傾いているため、第1の投射器から第1のスクリーンまでの結像距離が遠くなると、第1のスクリーンから出射される第1の拡散光の輝度も下がる。結果、乗員の視認する第1の虚像の輝度も不均一となる。 Since the first screen is tilted, the brightness of the first diffused light emitted from the first screen also decreases as the imaging distance from the first projector to the first screen increases. As a result, the brightness of the first virtual image visually recognized by the occupant is also non-uniform.
輝度を均一にするため、第1のスクリーンに入射する投射光の輝度を投射器側で予め調整することが考えられるが、投射光の制御が複雑となる。斜めに配置されるスクリーンであっても、乗員の視認する虚像の輝度が均一とすることが望ましい。 In order to make the brightness uniform, it is conceivable that the brightness of the projected light incident on the first screen is adjusted in advance on the projector side, but the control of the projected light becomes complicated. Even if the screen is arranged at an angle, it is desirable that the brightness of the virtual image visually recognized by the occupant is uniform.
本発明は、斜めに配置されたスクリーンについて、拡散光の輝度の差異を抑制する技術の提供を課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for suppressing a difference in the brightness of diffused light for a screen arranged diagonally.
請求項1による発明によれば、光を投射する投射器と、前記光が結像すると共に透過するスクリーンと、を有し、前記スクリーンは、前記光の光軸に直交する直交面に対して傾いているヘッドアップディスプレイ装置において、
前記光の光路には、輝度調節フィルタが介在することで、前記輝度調節フィルタ及び前記スクリーンを透過した前記光の輝度は均一化されるように設定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が提供される。
According to the invention of claim 1, the present invention includes a projector that projects light and a screen through which the light is formed and transmitted, and the screen is provided with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the light. In a tilted head-up display device
A head-up display device characterized in that a brightness adjusting filter is interposed in the optical path of the light so that the brightness of the light transmitted through the brightness adjusting filter and the screen is made uniform. Is provided.
請求項2に記載のごとく、好ましくは、前記スクリーンは、一端を基点として、他端が前記投射器から離れる方向に傾いており、
前記輝度調節フィルタの遮光率は、前記他端側から前記一端側に向かうに連れて高くなる。
As described in claim 2, preferably, the screen is inclined with one end as a base point and the other end away from the projector.
The shading rate of the luminance adjusting filter increases from the other end side toward the one end side.
請求項1に係る発明では、スクリーンは、光の光軸に直交する直交面に対して傾いている。さらに、光の光路に、輝度調節フィルタが介在することで、輝度調節フィルタ及びスクリーンを透過した光の輝度が均一化されるように構成されている。 In the invention of claim 1, the screen is tilted with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of light. Further, by interposing a brightness adjusting filter in the optical path of the light, the brightness of the light transmitted through the brightness adjusting filter and the screen is made uniform.
即ち、輝度調節フィルタを、スクリーンの入射側、又は、出射側に、配置する。スクリーンに入射する光の輝度を予め下げるか、又は、出射した光の輝度を事後的に下げる。そのため、光が、輝度調節フィルタ及びスクリーンの双方を透過すると、光の輝度は均一となり、乗員の視認する虚像の輝度も均一となる。 That is, the brightness adjustment filter is arranged on the incident side or the outgoing side of the screen. The brightness of the light incident on the screen is lowered in advance, or the brightness of the emitted light is lowered after the fact. Therefore, when the light passes through both the brightness adjusting filter and the screen, the brightness of the light becomes uniform, and the brightness of the virtual image visually recognized by the occupant also becomes uniform.
請求項2に係る発明では、スクリーンは、一端を基点として、他端が投射器から離れる方向に傾いており、輝度調節フィルタの遮光率は、投射器から離れた他端側から一端側に向かうに連れて高くなる。即ち、輝度調節フィルタの遮光率は、投射器からスクリーンまでの距離に対応させて調節される。結果、光が、輝度調節フィルタ及びスクリーンの双方を透過すると、光の輝度は均一となり、乗員の視認する虚像の輝度も均一となる。 In the invention according to claim 2, the screen is tilted in a direction away from the projector at the other end with one end as a base point, and the light shielding rate of the brightness adjusting filter is directed from the other end side away from the projector toward one end side. It gets higher as you go. That is, the shading rate of the luminance adjusting filter is adjusted according to the distance from the projector to the screen. As a result, when the light passes through both the brightness adjusting filter and the screen, the brightness of the light becomes uniform, and the brightness of the virtual image visually recognized by the occupant also becomes uniform.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
<実施例>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<Example>
図1には、本発明の実施例によるヘッドアップディスプレイ装置10が示されている。このヘッドアップディスプレイ装置10は、例えば、車両に搭載される。
FIG. 1 shows a head-up
ヘッドアップディスプレイ装置10は、ハウジング11と、このハウジング11の内部を上下に仕切る仕切り板12と、この仕切り板12の上面に設けられ第1の投射光21(光21)を出射する第1の投射器22(投射器22)と、この仕切り板12の上面に設けられ第1の投射光21が入射する遮光フィルタ30(輝度調節フィルタ30)と、この遮光フィルタ30を透過した第1の投射光21が結像すると共に透過する第1のスクリーン23(スクリーン23)と、この第1のスクリーン23を透過した第1の拡散光24(光24)を下方に反射する第1のミラー25と、仕切り板12の下面に取り付けられ第2の投射光41を出射する第2の投射器42と、第2の投射光41が結像すると共に透過する第2のスクリーン43と、この第2のスクリーン43を透過した第2の拡散光44が透過すると共に第1のスクリーン23を透過した第1の拡散光24を反射させるハーフミラー45と、このハーフミラー45からの光を上方に向かって反射させる第2のミラー46と、からなる。
The head-up
ハウジング11は、下部ハウジング13と、この下部ハウジング13の上部開口に被せられる上部ハウジング14と、からなる。下部ハウジング13には、ステー51を介して仕切り板12が取り付けられている。上部ハウジング14には、開口部15が形成されている。
The
第1の投射器22及び第2の投射器42、第1のスクリーン23及び第2のスクリーン43、遮光フィルタ30、第1のミラー25、並びにハーフミラー45は、それぞれステー52〜58を介して仕切り板12に取り付けられている。
The
遮光フィルタ30は、第1の投射光21の光路上において、第1の投射器22と第1のスクリーン23との間に介在している。これにより、遮光フィルタ30及び第1のスクリーン23を透過した第1の拡散光24の輝度は均一化されるように構成されている。遮光フィルタ30の詳細については、後述する。
The light-
第1のスクリーン23は、第1の投射光21の光軸に直交する直交面28に対して傾いており、例えば、透明な樹脂が採用される。第1のスクリーン23には、ナビゲーション情報が表示される。
The
同様に、第2のスクリーン43も、傾けられており、例えば、透明な樹脂が採用される。第2のスクリーン43には、車両の走行速度が表示される。
Similarly, the
第1のミラー25は、表面に金属反射膜あるいは誘電体多層膜を有する、平面状の鏡である。第2のミラー46は、下部ハウジング13の前端に貼り付けられた凹面鏡である。
The
一点鎖線によって示されるように、第1の投射器22から出射された第1の投射光21は第1のスクリーン23にて結像し、ナビゲーション情報が表示される。第1のスクリーン23を透過した第1の拡散光24は、第1のミラー25、ハーフミラー45、及び、第2のミラー46に反射されて、フロントガラス16に投射され、乗員は、虚像V1を視認できる。
As indicated by the alternate long and short dash line, the first projected
同様に、一点鎖線によって示されるように、第2の投射器42から出射された第2の投射光41は第2のスクリーン43にて結像し、車速が表示される。第2のスクリーン43を透過した第2の拡散光44は、ハーフミラー45を透過し、第2のミラー46に反射されて、フロントガラス16に投射され、乗員は、虚像V2を視認できる。
Similarly, as indicated by the alternate long and short dash line, the second projected
次に、遮光フィルタ30、及び、第1のスクリーン23について説明する。
Next, the light-
図2(a)を参照する。第1の投射光21の光路上に、遮光フィルタ30を介在させない場合における、第1のスクリーン23から出射される拡散光100について説明する。拡散光100を、第1のスクリーン23の上端部27側から順に、拡散光100a〜100fとする。
See FIG. 2 (a). The diffused
第1のスクリーン23は、下端部26を基点として、上端部27が第1の投射器22から離れる方向に傾いている(傾き角θ)。第1のスクリーン23の上端部27側に向かうほど第1の投射器22から距離が離れるため、第1の投射光21が結像する位置は遠くなる。拡散光100aの輝度が最も低く、拡散光100fの輝度は最も高い。
The
図2(b)を参照する。遮光フィルタ30は、透明のポリカボネート製の基部31と、この基部31に印刷された複数の、例えば6つの、第1の遮光部32〜第6の遮光部37と、からなる。第1の遮光部32〜第6の遮光部37は、帯状を呈し、第1のスクリーン23の傾き中心線CLに沿って延びている。
See FIG. 2 (b). The light-shielding
第1のスクリーン23の上端部27側から下端部26側に向かうに連れて、各遮光部32〜37の色は濃くなる。即ち、遮光率は、第1の遮光部32から第6の遮光部37に向かうに連れて高くなる。
The colors of the light-shielding
第1の遮光部32を透過して輝度が調整された第1の投射光21を調整光21aとする。同様に、第2の遮光部33〜第6の遮光部37を透過して輝度が調整された第1の投射光を、それぞれ、調整光21b〜調整光21fとする。
The first projected light 21 whose brightness is adjusted by passing through the first light-shielding
第1の遮光部32から第6の遮光部37に向かうに連れて、遮光率は高くなるため、調整光21aの輝度が最も高く、調整光21fの輝度が最も低い。
Since the light-shielding rate increases from the first light-shielding
第1の遮光部32〜第6の遮光部37の遮光率は、拡散光100a〜100fの輝度に応じて決める。即ち、輝度の低い拡散光を出射する部位には、輝度の高い調整光を入射させ、輝度の高い拡散光を出射する部位には、輝度の低い調整光を入射させる構成とする。
The shading rate of the
図2(c)を併せて参照する。調整光21aが第1のスクリーン23を透過した光を第1の拡散光24aとする。同様に、調整光21b〜調整光21fが第1のスクリーン23を透過した光を第1の拡散光24b〜第1の拡散光24fとする。
See also FIG. 2 (c). The light transmitted by the adjusting light 21a through the
第1のスクリーン23に入射する第1の投射光21の輝度が遮光フィルタ30により予め調整されているため、第1の投射光21が、遮光フィルタ30及び第1のスクリーン23の双方を透過すると、第1の拡散光24a〜第1の拡散光24fの輝度は、均一となる。結果、乗員が視認する虚像V1の輝度も均一となる。
Since the brightness of the first projected light 21 incident on the
なお、遮光フィルタ30は、第1のスクリーン23の出射側に配置してもよく、例えば、第1のスクリーン23と第1のミラー25との間に配置しても良い。本実施例では、第1の投射器22は、開口部15から最も離れた位置に配置され、遮光フィルタ30は、この第1の投射器22に隣接する。そのため、遮光フィルタ30を第1のスクリーン23の出射側に配置する場合と比較すると、開口部15から入射する外光の影響を受けにくい。
The light-shielding
さらには、遮光フィルタ30は、例えば、第1のミラー25に貼り付ける構成としても良い。
Further, the light-shielding
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置10は、車両を例に説明したが、その他の乗り物にも適用可能であり、これらの形式のものに限られるものではない。また、スクリーンは、フロントガラスに限られず、ケースに支持されたコンバイナであってもよい。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
Although the head-up
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、車両に搭載するのに好適である。 The head-up display device of the present invention is suitable for mounting on a vehicle.
10 ヘッドアップディスプレイ装置
21 第1の投射光(調整光21a〜調整光21f)
22 第1の投射器
23 第1のスクリーン
24 第1の拡散光
25 第1のミラー
30 遮光フィルタ(輝度調節フィルタ)
31 基部
32〜37 第1の遮光部〜第6の遮光部
10 Head-up
22
31
Claims (1)
前記光の光路に、輝度調節フィルタが介在することで、前記輝度調節フィルタ及び前記スクリーンを透過した前記光の輝度を均一化するように構成され、
前記スクリーンは、一端を基点として、他端が前記投射器から離れる方向に傾いており、
前記輝度調節フィルタの遮光率は、前記他端側から前記一端側に向かうに連れて高くなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 In a head-up display device having a projector for projecting light and a screen through which the light is formed and transmitted, the screen is tilted with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the light.
By interposing a brightness adjusting filter in the optical path of the light, the brightness of the light transmitted through the brightness adjusting filter and the screen is made uniform .
The screen is inclined with one end as a base point and the other end away from the projector.
A head-up display device characterized in that the shading rate of the luminance adjusting filter increases from the other end side toward the one end side.
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