(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
発光ディスプレイモジュールと、
反射ディスプレイモジュールと、
フロントガラスの暗さのトリガイベントに応答して、前記発光ディスプレイモジュールに、発光モードのスクリーン表示を生成させ、フロントガラスの明るさのトリガイベントに応答して、前記反射ディスプレイモジュールに、反射モードのスクリーン表示を生成させる制御回路と、
を備える、車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記反射モードのスクリーン表示は、
ナビゲーションデータのテキスト及び画像が白色又は明るいスクリーン要素を使用して表示されるように、かつ表示データがない空間が黒色又は暗いスクリーン要素を使用して表示されるように反射が調整されたナビゲーションデータを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記反射ディスプレイモジュールは、電子ペーパ層を含み、
前記発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤ層を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
フロントガラスの明るさのトリガイベント及びフロントガラスの暗さのトリガイベントを感知し、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の面に据えられている、環境光センサ、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
１０，０００ルクス以上のフロントガラスの明るさのトリガイベント及び１０，０００ルクス以下のフロントガラスの暗さのトリガイベントを感知する環境光センサを更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記反射ディスプレイモジュールは、反射電子ペーパ要素を調整して、ナビゲーションデータを表示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
前記反射ディスプレイモジュールは、帯電した反射性粒子を使用して、テキストを提示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項９】
前記反射ディスプレイモジュールは、マイクロカプセル化された電気泳動粒子を使用して、ナビゲーションデータを提示し、前記反射ディスプレイモジュールは、暗い電子ペーパ要素、又は、黒色の電子ペーパ要素、又は、非反射の電子ペーパ要素を使用して、ネガティブスペースを提示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記反射ディスプレイモジュール及び前記発光ディスプレイモジュールは、固定された不動層として配置され、
前記反射ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上向きに置かれる場合、前記発光ディスプレイモジュールの上に配置され、
前記反射ディスプレイモジュールは、前記発光ディスプレイモジュールが起動する場合、透明モードになる電子ペーパディスプレイである、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、タッチスクリーンコントロールを有さず、タッチコントロール無しに動作可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記反射モードのスクリーン表示は、外部装置から電子的に受信したナビゲーションデータを含み、
前記制御回路は、前記反射ディスプレイモジュール及び前記発光ディスプレイモジュールの状態に係る情報を外部装置に電子的に送り、
前記制御回路は、外部装置から音声制御信号を電子的に受信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記反射ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上方に向いた状態で、前記発光ディスプレイモジュールの上に不動に固定された電子ペーパ層を含み、
前記発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤ層を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記反射ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上方に向いた状態で、前記発光ディスプレイモジュールの上に不動に固定された電子ペーパ層を含み、
前記発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤ層を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含み、前記反射モードのスクリーン表示は、反射度が最小になるように調整された不透明な表示データがない空間を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記反射ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上方に向いた状態で、前記発光ディスプレイモジュールの上に不動に固定された電子ペーパ層を含み、
前記発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤ層を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、反射度が最小になるように調整された不透明な表示データがない空間を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、外部装置から電子的に受信したナビゲーションデータを含み、
前記制御回路は、前記反射ディスプレイモジュール及び前記発光ディスプレイモジュールの状態に係る情報を外部装置に電子的に送り、
前記制御回路は、外部装置から音声制御信号を電子的に受信し、
前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、タッチスクリーンコントロールを有さない、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記反射ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上方に向いた状態で、前記発光ディスプレイモジュールの上に不動に固定された電子ペーパ層を含み、
前記発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤ層を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、反射度が最小になるように調整された不透明な表示データがない空間を含み、
前記反射モードのスクリーン表示は、外部装置から電子的に受信したナビゲーションデータを含み、
前記制御回路は、前記反射ディスプレイモジュール及び前記発光ディスプレイモジュールの状態に係る情報を外部装置に電子的に送り、
前記制御回路は、外部装置から音声制御信号を電子的に受信し、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、タッチスクリーンコントロールを含まず、
前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の面に位置する環境光センサを更に含み、
前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボードに着脱可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記反射ディスプレイモジュールは、電気泳動粒子を使用して、ナビゲーションデータを提示し、
前記反射ディスプレイモジュールは、帯電した電子インク粒子を横に移動させることによって、透明モードとなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１８】
車両のフロントガラスにヘッドアップナビゲーションディスプレイのデータを表示する方法であって、
環境光センサを使用して、フロントガラスの明るさのトリガイベントを感知することと、
フロントガラスの明るさのトリガイベントの前記感知に応答して、反射ディスプレイ層を起動させることと、
第１のセットのナビゲーションデータを外部装置から受信することと、
前記反射ディスプレイ層の反射要素を使用して、前記第１のセットのナビゲーションデータを表示することと、
環境光センサを使用して、フロントガラスの暗さのトリガイベントを感知することと、
フロントガラスの暗さのトリガイベントの前記感知に応答して、前記反射ディスプレイ層を実質的に透明な状態に設定することと、
フロントガラスの暗さのトリガイベントの前記感知に応答して、発光ディスプレイ層を起動させることと、
第２のセットのナビゲーションデータを前記外部装置から受信することと、
前記発光ディスプレイ層の光発光要素を使用して、前記第２のセットのナビゲーションデータを表示することと、
を含む、ヘッドアップナビゲーションディスプレイのデータを表示する方法。
【請求項１９】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
フロントガラスの明るさのトリガイベント及びフロントガラスの暗さのトリガイベントを感知する環境光センサと、
白色又は明るい電子ペーパ要素を使用して、テキスト及び画像を表示し、黒色又は暗い電子ペーパ要素を使用して、テキスト及び画像を取り囲むネガティブスペースを表示する、電子ペーパ層を含む反射ディスプレイモジュールと、
ＬＥＤ層を含む発光ディスプレイモジュールであって、前記発光ディスプレイモジュールは、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置が上方に向く状態で、前記反射ディスプレイモジュールの下に固定されている、発光ディスプレイモジュールと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、フロントガラスの暗さのトリガイベントに応答して、前記発光ディスプレイモジュールに発光モードのスクリーン表示を生成させ、前記発光モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含み、
前記制御回路は、フロントガラスの明るさのトリガイベントに応答して、前記反射ディスプレイモジュールに反射モードのスクリーン表示を生成させ、
前記制御回路は、前記発光ディスプレイモジュールが起動する場合、前記反射ディスプレイモジュールを透明モードにさせ、
前記反射モードのスクリーン表示は、視覚的に反転したナビゲーションデータを含み、
前記反射モードのスクリーン表示もまた、反射が調整されたナビゲーションデータを含み、
前記反射モードのスクリーン表示はまた、反射度が最小になるように調整された表示データがない空間を含み、
前記制御回路は、外部装置で実行している車両用ヘッドアップディスプレイのソフトウェアを介して、音声制御信号を電子的に受信し、前記制御回路は、リアルタイムで外部装置で実行している前記車両用ヘッドアップディスプレイのソフトウェアを介して、視覚的に反転したナビゲーションデータを受信し、
前記制御回路は、前記反射ディスプレイモジュール及び前記発光ディスプレイモジュールの状態に係る情報を外部装置で実行している前記車両用ヘッドアップディスプレイのソフトウェアに電子的に送る、
車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用されている、２０１５年３月４日に出願されたＫｏｎｇによる発明の名称が「Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｈｅａｄ−Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｐｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ（電子ペーパディスプレイを利用する車両用ヘッドアップディスプレイシステム）」である米国仮特許出願第６２／１４３，０４３号の優先権を、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、概ね、コンピュータ化された車両ナビゲーション装置に関する。より具体的には、本発明は、明るい日光の下で使用される場合、フロントガラス用ナビゲーション表示を生成する反射型情報モジュールを使用する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明の目的は、消費電力が小さく、明るい日光の下で視認性が高い車両用ヘッドアップディスプレイシステムを提供するための、新規であり、改良された技術を提供することである。ＬＥＤスクリーン又はＬＣＤスクリーンなどの標準的な消費者向けディスプレイを使用してフロントガラスの内側にヘッドアップディスプレイを投影しようとする試みは、明るい晴天の日の逆光の問題を解決するための十分な結果を得ていない。また、強力なＬＥＤの投影によって明るい昼光の問題を解決しようとすると、過剰な電力消費をもたらす。任意の外部の照明状態において、車両用ヘッドアップディスプレイを提供するより的確な方法が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
車両用光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置は、光センサを使用して、発光モードと反射モードとの切り替えをいつ行うかを決定する。車両が相対的に明るい光の中で動作していることを環境光センサが検出した場合、反射モードが起動する。車両が相対的に暗い状態の中で動作していることを環境光センサが検出すると、発光モードが起動する。
【０００５】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード上に据えられているので、装置の環境光センサは、車両のフロントガラスを通って装置に降り注ぐ光強度、ひいては、フロントガラス内側の任意のヘッドアップディスプレイに対する逆光の強度を判定する。フロントガラスの明るさのトリガイベントが生じると、つまり、光強度が十分高いので、発光モードよりもむしろ反射モードを使用した方がフロントガラス内側へ投影されるヘッドアップディスプレイがより見やすくなると考えられることを示すと、反射モードが起動する。
【０００６】
反射モードは、電子ペーパ層を使用して、装置の面にナビゲーションデータを表示する。電子ペーパ層における高反射性白色粒子は、ナビゲーション表示データを作り出す文字及び画像を形成する一方、電子ペーパ層における非反射性黒色粒子は、ナビゲーション表示の背景又はネガティブスペースを構成する。
【０００７】
このように、ＬＥＤスクリーンからの光に勝ると考えられる明るい外部の日光は、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置の面からナビゲーション表示データを反射させる。これにより、ナビゲーション表示データは、明るい外光に匹敵する明るさで、フロントガラスの内側に反射される。装置の電子ペーパ層におけるナビゲーション表示は、必然的に、車両のフロントガラス上の写し出し（mirroring）を補償するように反転して示される。
【０００８】
電子ペーパ層は、電子インク粒子を移動させるときのみ電力を使用し、連続的に光を投影しないので、ヘッドアップディスプレイ装置は、内部電池で数週間稼働することができる。更に、電子ペーパの反射により、コントラストを高く、ディスプレイジッタを低く、スクリーン再描画を最小化することができる。
【０００９】
フロントガラスの暗さのトリガイベントが環境光センサにより検出された場合、電子ペーパ層の下に据えられている映像層は、反転したナビゲーション表示を出力する。つまり、車両が、トンネル内を夜間走行するか、又は曇っている日に走行する場合に生じると考えられるが、感知された環境光強度が低いので、フロントガラス内側へ投影されたヘッドアップディスプレイは、反射モードより発光モードを使用した方が視認しやすいと考えられる。映像層は、バックライト型ＬＥＤ層若しくはＬＣＤ層、又はサイドライト型ＬＥＤ層若しくはＬＣＤ層、又はダッシュボード装置に組み込むことが可能な他の任意の消費者向け発光ディスプレイである。
【００１０】
発光モードは、映像層を使用して、反転したナビゲーションデータを投影し、その後、投影されたデータは、運転手のフロントガラス上に鏡像で見える。反射モードと同様、ナビゲーション表示データは、明るく又は白色で示され、背景又はネガティブスペースは、ＬＥＤ層の暗い領域として残される。ＬＥＤ光をその上方の電子ペーパ層を通過させるために、粒子を飛散させるか又は垂直に積層することで、略透明とすることができる。
【００１１】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置は、ヘッドアップディスプレイ制御ソフトウェアを実行しているスマートフォンから無線で送信されるマッピング並びに他のナビゲーション表示データ及び制御を受信する。制御ソフトウェアは、地域の速度制限及び道路状況などの関連情報に加えて、曲がり角、距離、及び道路名などのナビゲーションデータを提供できる。
【００１２】
制御ソフトウェアに組み込まれた認知視覚‐空間表示方法（cognitive visual-spatial display method）は、運転手を視覚的に注意散漫にさせることを最小限に抑えながら、情報の伝達を最大化するように、ディスプレイのテキスト要素及び図形要素を配置する。更に、スマートフォン又は同様の装置上で実行している制御ソフトウェアは、音声コマンドを処理できるので、運転手が両手をハンドルから離すことなく、ヘッドアップディスプレイを制御できる。
【００１３】
他の方法及び構造は、以下の詳細な説明において記載される。本概要は、発明の定義を意図するものではない。本発明は、請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に従う、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置及びスマートフォンの配置を示す自動車内部の斜視図である。
【図２】無給電状態の光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置の正面図である。
【図３】給電され、反射モードで動作している光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置の前面図である。
【図４】図３の図に基づいて、ガラスの背景に示されているヘッドアップディスプレイ情報の様式図である。
【図５】給電され、発光モードで動作している光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置の前面図である。
【図６】図５の図に基づいて、暗いガラスの背景に示されているヘッドアップディスプレイ情報の様式図である。
【図７】光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置を真横から示し、夜間の車両のフロントガラス上のヘッドアップディスプレイ情報を示す様式図である。
【図８】好ましい実施形態による、反射ディスプレイモジュール及び発光ディスプレイモジュールの構成を示す断面様式図である。
【図９】使用中の発光ディスプレイモジュールを示す断面様式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従う、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置及びスマートフォンの配置を示す自動車内部の斜視図である。
【００１６】
自動車内部図は、助手席１と、運転手席２と、運転手側の窓３と、フロントガラス４と、によって区分される。自動車内部図で番号が付された内装面としては、ハンドル５、ダッシュボード６、及びセンターコンソール７が挙げられる。
【００１７】
センターコンソール７上には、スマートフォン８が置かれている。前記スマートフォン８は、ナビゲーションソフトウェアを実行可能であり、スマートフォンは、自動車のダッシュボード６に置かれている光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９に無線でナビゲーションデータを伝達することが可能であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの端末間通信方法が可能な任意のタイプ又はブランドのもとすることができる。
【００１８】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の背面は、滑り落ちないように、吸引カップ又は面パッチなどの典型的な方法により、車両のダッシュボード６に固着されている。よって、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の面は、傾斜したフロントガラスを有する典型的な自動車のダッシュボードに設置されると、フロントガラスの内側の９０度の円弧内に収まる。
【００１９】
したがって、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の面は、フロントガラス６の内側表面に反射される。スマートフォン８から無線で送信されたナビゲーションデータは、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９に搭載されたソフトウェアによってフィルタリング及び変換されて、無関係な情報又は注意を妨げる情報が排除され、最大限に読みやすくなる。
【００２０】
図２は、図１の光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９が無給電状態の場合の正面図である。装置のスクリーン２０は、暗く図示され、データを表示していない。スクリーン２０の周囲は、境界部分２１であり、好ましい実施形態では、反射を最小化するために典型的にはつや消し仕上げのプラスティックである。境界部分はまた、斜角になっていてもよい。
【００２１】
また、境界部分２１内の、装置の面に、環境光センサ２２が位置している。好ましい実施形態では、環境光センサ２２の表面は、スクリーン２０の表面と少なくとも平行であるか、又は地平線近くから放たれる太陽光に対向するようにスクリーンの表面に向かって角度付けられていてもよい。環境光センサ２２は、スクリーン２０と同一平面上であってもよく、又は同一平面上ではなく単に平行であってもよい。
【００２２】
車両のフロントガラス表示装置としての目的のために、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、電子的に又は音声で完全に動作する。内部制御回路は、外部装置との電子通信、並びに電子ペーパ層、映像層、及び環境光センサの制御などを含む機能を処理する。このため、図１は、装置上に、プッシュ式ボタン、タッチスクリーン、スクロールホイール、又は他のタッチコントロールがないことを示している。つまり、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、タッチコントロールを特徴とせず、使用もしないことによって特徴づけられる。
【００２３】
図３は、給電され、反射モードで動作している光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の前面図である。反射モードでは、スクリーン２０は、電気泳動ディスプレイブランドＥ−Ｉｎｋ又はＳｉＰｉｘで例示されるように、帯電した黒色顔料と白色顔料の電気泳動層を用いて、黒色、白色、及びグレースケールの表示を生成する。エレクトロウェッティング又は電気流体などの他の電子ペーパ技術を使用してもよいが、明瞭で輪郭がはっきりした反射を提示するためには、あまり効果的ではないと考えられる。
【００２４】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９が、環境光センサ２２を介してフロントガラスの明るさのトリガイベントを感知すると、反射モードが起動する。つまり、光強度の感知は、フロントガラス４の背後の持続的な日光の明るさが、映像ディスプレイには明るすぎて効果的ではないことを示している。例えば、ルクス単位で測定される光強度は、１０，０００〜３２，０００ルクスの範囲において白昼に等しいと考えられる。したがって、好ましい実施形態では、環境光センサ２２によって感知される場合、フロントガラスの明るさのトリガイベントは、１０，０００ルクスで生じる。代替の実施形態では、フロントガラスの明るさのトリガイベントを３２，０００ルクスの高さ又は８，０００ルクスの低さに設定してもよい。
【００２５】
反射モードでは、反射モードのスクリーン表示３０は、白色の電子インク粒子を使用して提示され、表示データがないスクリーン２０の領域は、黒色の電子インク粒子を使用して暗く残される。反射モードのスクリーン表示３０は、通常の読み方の向きとは反転されて、逆方向に提示されるものとして特徴づけられる。反射モードのスクリーン表示３０は、目的地３１と、方向転換の矢印３２と、次の通り３３と、次の曲がり角３４への距離と、目的地ポインタ３５と、を含むことができる。反射モードのスクリーン表示３０はまた、給油ゲージ３６と、速度３７と、地域の速度制限３８と、を含む、補助運転情報を示してもよい。また、自動車の接続３９と、スマートフォンの接続４０と、マイクロフォンの状態４１と、を含む、動作状態もまた、反射モードのスクリーン表示３０の一部として示されてもよい。
【００２６】
よって、フロントガラスを通って輝く明るい日光は、反射モードのスクリーン表示３０の反射性電子インク粒子から反射して、フロントガラス上に鏡像で、運転手に視認できるように現れる。つまり、反射モードのスクリーン表示３０は、反射度に対して最適化された、テキスト又は図形などの情報を提示することと、最小の反射度に対して最適化された、背景又はネガティブ表示部分を提示することと、によって特徴づけられる。
【００２７】
図４は、図３の図に基づいて、様式化されたガラスの背景４２に示されているヘッドアップディスプレイ情報の様式図である。ディスプレイスクリーンにおける、黒色又は非反射性電子インク粒子からわずかに反射された昼光により、ガラス４３上に半透明であり、わずかに見える反射領域が生成される。ディスプレイスクリーンにおける、白色又は反射性電子インク粒子から最大限反射される昼光により、明瞭で輪郭がはっきりし、ちらつきがない、明るい情報の表示が生成される。
【００２８】
したがって、フロントガラス上のナビゲーションデータは、反射モードのフロントガラスの表示４４として、適切な向きで反射し、目的地４５と、方向転換の矢印４６と、次の通り４７と、次の曲がり角への距離４８と、目的地ポインタ４９と、を含むことができる。反射モードのフロントガラスの表示４４はまた、給油ゲージ５０と、速さ５１と、地域の速度制限５２と、を含む、補助運転情報を示す。自動車の無線接続５３と、スマートフォンの無線接続５４と、マイクロフォンの状態５５と、を含む、動作状態もまた、反射モードのフロントガラスの表示４４の一部として示される。
【００２９】
図５は、給電され、発光モードで動作している光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の前面図である。好ましい実施形態では、スクリーン２０は、バックライトＬＥＤマトリクスを用いて、夜間のナビゲーション表示を生成している。
【００３０】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９が、環境光センサ２２を介してフロントガラスの暗さのトリガイベントを感知すると、発光モードが起動する。つまり、環境光の感知が、フロントガラス４の背後の持続的な薄暗さ又は夜間状態が、反射ディスプレイには暗すぎて効果がないことを示している。例えば、ルクス単位で測定される光強度は、１０，０００ルクス未満の場合、室内照明に等しいと考えられる。よって、好ましい実施形態では、フロントガラスの暗さのトリガイベントは、それまでは１０，０００ルクス超を感知していた環境光センサ２２が、当該トリガレベル以下を感知した際に生じる。代替の実施形態では、フロントガラスの暗さのトリガイベントを３２，０００ルクスの高さ、又は８，０００ルクスの低さに設定してもよい。
【００３１】
発光モードでは、発光モードのスクリーン表示５６は、スクリーン２０の映像ディスプレイモジュールの明るく点灯した部分を使用して提示され、表示データの空白のヌル領域は、映像ディスプレイモジュールの暗い領域として暗く残される。映像ディスプレイは、フロントガラスの暗さのトリガイベントによって、単純にオン又はオフにトリガされてもよいが、本発明の好ましい実施形態では、映像ディスプレイの明るさを環境光センサ２２によって感知された明るさと逆相関に設定する。
【００３２】
発光モードのスクリーン表示５６は、反転して表示されることによって特徴づけられ、目的地５７と、方向転換の矢印５８と、次の通り５９と、次の曲がり角への距離６０と、目的地ポインタ６１と、を含むことができる。発光モードのスクリーン表示５６はまた、給油ゲージ６２と、速度６３と、地域の速度制限６４と、を含む、補助運転情報を示してもよい。自動車の無線６５と、スマートフォンの無線６６と、マイクロフォンの状態６７と、を含む動作状態も、発光モードのスクリーン表示５６の一部として示されてもよい。
【００３３】
フロントガラス４を通って輝く日光が存在しないか又はほとんどないため、スクリーンの発光ディスプレイモジュールからの放射光は、反転した発光モードのスクリーン表示５６として、フロントガラス上に鏡像で現れることとなる。
【００３４】
図６は、図５の図に基づいて、様式化されたガラスの背景６０に示されているヘッドアップディスプレイ情報の様式図である。光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置の縁部分は、光を生成せず、ガラス上に反射がない領域を残している。発光モードのスクリーン表示の暗い部分は、ガラス上に、半透明かつわずかに見える反射領域６８を生成する。発光ディスプレイスクリーンの明るく照らされた画素は、外の暗さと対照的であるナビゲーション情報の明るい表示を生成する。
【００３５】
よって、フロントガラス上のナビゲーションデータは、発光モードのフロントガラスの表示６９として、適切な向きに反射し、目的地７０と、方向転換の矢印７１と、次の通り７２と、次の曲がり角への距離７３と、目的地ポインタ７４と、を含むことができる。発光モードのフロントガラスの表示６９はまた、給油ゲージ７５と、速さ７６と、地域の速度制限７７と、を含む、補助運転情報を示す。自動車の無線接続７８と、スマートフォンの無線接続７９と、マイクロフォンの状態８０と、を含む動作状態も、発光モードのフロントガラスの表示６９に含まれる。
【００３６】
図７は、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９を真横から示すものであり、車両のフロントガラス４上のヘッドアップナビゲーションディスプレイ情報８１を示す様式図である。
【００３７】
好ましい実施形態により、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、車両のダッシュボード６上に平らに置かれて示され、図１に関して上述されたように、接着手段を使用して固定されている。しかしながら、代替的な実施形態では、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、フロントガラスに向けて装置の面を角度付ける形状を有してもよく、又は接着手段は、フロントガラスに向かって装置の面を同様に傾けてもよい。
【００３８】
光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、典型的には、ダッシュボード６の運転手の操縦ディスプレイ部分８２のすぐ側に設置される。こうすれば、ヘッドアップナビゲーションディスプレイ情報８１は、運転手の視線に直接入らず、運転手の視線付近に配置される。光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９をハンドルの後方よりもむしろその側に配置すれば、車両を離れる際、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９の取り外し及び交換が容易になる。
【００３９】
このように、光センシング型ヘッドアップディスプレイ装置９は、フロントガラス上に平らに又は略平らに置かれるように構成されている。外光の角度の変動、装置の配置及びフロントガラスの湾曲により、ヘッドアップナビゲーション情報８１は、図に明示されるわずかな歪みを伴って表示される場合がある。これらの歪みは、全体像をやや回転させたり、剪断したり、又は歪める場合があるが、ヘッドアップナビゲーションディスプレイ情報８１を乱すことや、又は不明瞭にするほどのものではない。
【００４０】
図８は、好ましい実施形態による、反射ディスプレイモジュール及び発光ディスプレイモジュールの構成を示す断面様式図である。反射ディスプレイモジュール８３は、帯電性要素の透明な層の間に挟まれた透明のマイクロカプセルの層として使用され、図示されている。
【００４１】
この例において、第１のマイクロカプセル８５は、液体に浮遊した、負荷電である、明るい反射性電子インク粒子と、正荷電である非反射性電子インク粒子と、で満たされている。正電荷が上部の帯電性要素８８に印加されると、反射性粒子は、マイクロカプセル８５の上面に引き付けられ、同様に、負電荷が下部の帯電性要素８９に印加されると、非反射性粒子は、下面に引き付けられる。第２のマイクロカプセル８６は、正荷電要素９０及び負荷電要素９１を使用して、同様に配置される。
【００４２】
第３のマイクロカプセル８７は、反対に配置される。負電荷が、上部の帯電性要素９２に印加され、その結果、非反射性粒子は、マイクロカプセル８７の上面に引き付けられ、同様に、下部の帯電性要素９３に印加される正電荷により、反射性粒子が下面に引き付けられる。
【００４３】
したがって、第１のマイクロカプセル８５に突き当たる第１の光ビーム９４と、第２のマイクロカプセル８６に突き当たる第２の光ビーム９５は、車両のフロントガラスの方へ引き返して強く反射する。しかしながら、第３の光ビーム９６は、第３のマイクロカプセル８７に突き当たるが、反射しない。したがって、図８の断面図の上方の装置の面は、２つの明るい画素及び１つの暗い画素を有するように見え、明るい反射性画素を使用して、反射モードのスクリーン表示の、反転したテキスト要素又は反転した図形要素を構成する。
【００４４】
図９は、図８による断面様式図であり、使用中の発光ディスプレイモジュール８４を示している。発光ディスプレイモジュールは、映像ディスプレイに使用可能である任意のタイプの薄い発光層である。好ましい実施形態では、発光ディスプレイモジュールは、ＬＥＤスクリーンである。ＬＥＤ要素９６の第１のバンク部及びＬＥＤ要素９７の第２のバンク部は、暗く示されている。発光ディスプレイモジュール８４におけるＬＥＤ要素９８の第３のバンク部が起動して、光９９を放射する。
【００４５】
上記の反射ディスプレイモジュールは、制御回路により、透明モードになる。透明モードでは、反射ディスプレイモジュールは、帯電した電子インク粒子を横に移動させ、垂直に積層することによって、透明、部分的に透明、又は半透明になる。垂直要素１００、１０２は、負荷電であり、非反射性電子インク粒子を引き付けている。垂直要素１０１、１０３は、正荷電であり、反射性電子インク粒子を引き付けている。
【００４６】
このように、透明マイクロカプセルにおける電子インク粒子は、発光ディスプレイモジュール８４から放射された光の通過を略妨げないように又は妨げないように配置される。したがって、図９の断面図の上方の装置の面は、２つの暗い画素９６、９７及び１つの明るい画素９８を有するように見える。明るい画素を使用して、発光モードのスクリーン表示の反転したテキスト要素又は反転した図形要素を構成する。
【００４７】
尚、電子ペーパ層を透明にする記載された方法は、当該技術分野において唯一の既知の方法ではないことに留意されたい。例えば、電子インク顔料を含有するマイクロカプセルを移動させるか、又は懸濁液に熱又は電圧を印加することによって、顔料を消失させる（decohere）ことが可能である。本発明はまた、電子インクで可能な可変的かつ部分的な透明度を使用することを想到する。
【００４８】
尚、ヘッドアップナビゲーションディスプレイ情報の任意の態様の図示された形状は、唯一の可能な形状ではないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、環境光センサは、円形又は楕円形ではなく、長方形又は正方形であってもよい。道路車両、又は垂直型フロントガラス若しくは最小限のダッシュボードスペースを備えた車両において、装置は、一組のＬ字型ブラケットなどの他の方法を使用して適所に固定することができる。制御ソフトウェアは、車載コンピュータ、専用ナビゲーション装置などのスマートフォン以外のデバイス、又はヘッドアップディスプレイ装置自身において実行することができる。電子インク要素の正電荷及び負電荷は、実装に応じて、図８及び図９に示す例と異なってもよい。発光層のための発光体は、反射層の下以外に配置されてもよいことが想到される。また、ヘッドアップディスプレイ間の無線通信は、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」（登録商標）を使用するとして記載されているが、他の無線プロトコルも可能である。
【００４９】
本発明は、説明の目的ためにある特定の実施形態に関連して説明されてきたが、本発明はこれに限定されない。したがって、請求の範囲に記載されたとおり、本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態の様々な特徴の様々な変更例、応用例、及び組み合わせを実施することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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