(57)【要約】【課題】車両用ヘッドアップ型表示装置において、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一表示領域に表示させる。【解決手段】制御回路３２０は、ナビゲータ３３０の出力に基づき、駆動回路３１０を駆動する。これに伴い、駆動回路３１０は、経路案内画像を、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の領域に表示させる。このことにより、液晶パネル１０は、カメラ４００による撮像画像の表示領域のうち一部の表示領域に、経路案内画像を表示することになる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネル（１０）と、第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像の表示領域のうち一部の領域に第２の画像を表示させるように前記表示パネルを制御する制御手段（３２０）と、前記表示パネルを照明する照明部（２０）とを備え、
前記照明部は、
前記第１及び第２の画像に対応して互いに異なる色の光を出射する第１及び第２の光源（２２０、２３０）と、
前記第１の光源から出射される光を前記第１の画像の表示領域に出射する第１のレンズ（２５０）と、
前記第２の光源から出射される光を前記第２の画像の表示領域に出射する第２のレンズ（２４０）と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルおよび前記照明部は、車両のインストルメントパネルの内側に配設されたものであり、
前記インストルメントパネルの内側に配設されて、前記表示パネルから出射されて前記第１及び第２の画像のうち少なくとも一方の画像を示す表示光を前記インストルメントパネルの開口部（１００ａ）を通して車両のフロントウインドシールドに向けて反射する反射鏡（３０）を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１のレンズから出射される光を拡散して前記第１の画像の表示領域に出射する拡散板（２１０）を有し、
前記第２のレンズが、前記第２の光源から出射される光を前記拡散板の開口部（２１１）を通して前記第２の画像の表示領域に出射することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用ヘッドアップ型表示装置では、図９に示すように、インストルメントパネル１の内側に配設された液晶表示装置４および反射鏡２を備えるものがある（特開平６−１０７０３６号公報参照）。
【０００３】
このものにおいて、液晶表示装置４は、第１および第２の情報を互いに異なる第１および第２の表示領域で表示する液晶パネルと、液晶パネルを裏面側から白色光で照明する照明部を備える。さらに、第１の情報を示す第１の表示光を第１の表示領域から受けると、第１の表示光を緑色の光で出射する緑色フィルタと、第２の情報を示す第２の表示光を第２の表示領域から受けると、第２の表示光を赤色の光で出射する赤色フィルタとが備えられている。
【０００４】
ここで、反射鏡２は、液晶表示装置４の表示面４ａおよびフロントウインドシールド３のそれぞれに対して斜めに配置されている。また、反射鏡２が、緑色フィルタから出射される第１の表示光と赤色フィルタから出射される第２の表示光を受けると、第１および第２の表示光をインストルメントパネル１の開口部１ａを通してフロントウインドシールド３に向けて反射する。このことにより、第１および第２の表示光が、フロントウインドシールド３の視野領域に投影されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した表示装置では、第１および第２の情報を示す第１および第２の表示光をそれぞれ緑色、赤色で出射するために、第１および第２の表示領域のそれぞれに対応して緑色フィルタおよび赤色フィルタを配置する必要がある。このため、第１および第２の表示領域で表示される情報の表示色は、それぞれ緑色、赤色に限定されることになる。すなわち、液晶表示装置２としては、表示色毎に、表示領域を分ける必要がある。
【０００６】
また、液晶表示パネルとしてカラー液晶表示パネルを用いれば、第１および第２の表示領域で表示される情報の表示色を、それぞれ緑色、赤色に限定する必要がなくなるものの、コスト高を招くことになる。さらに、カラー表示のためにカラーフィルタを用いると、カラーフィルタにより光の透過率が低下するため、照明部として、輝度の大きなものを用いる必要がある。
【０００７】
本発明は、カラー液晶表示パネルを用いることなく、互いに異なる色で表示される第１および第２の画像を、同一表示領域で表示できるようにした表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、表示パネル（１０）と、第１の画像を表示させるとともに、第１の画像の表示領域のうち一部の領域に第２の画像を表示させるように表示パネルを制御する制御手段（３２０）と、表示パネルを照明する照明部（２０）とを備え、照明部は、第１及び第２の画像に対応して互いに異なる色の光を出射する第１及び第２の光源（２２０、２３０）と、第１の光源から出射される光を第１の画像の表示領域に出射する第１のレンズ（２５０）と、第２の光源から出射される光を第２の画像の表示領域に出射する第２のレンズ（２４０）と、を有することを特徴とする。
【０００９】
以上により、制御手段は、第１の画像の表示領域のうち一部の領域に第２の画像を表示させるように表示パネルを制御するため、表示パネルは、第１および第２のレンズからの出射される光に基づき、第１および第２のの画像を互いに異なる色で表示することになる。これにより、互いに異なる色で表示される第１および第２の画像とを、同一表示領域に表示させることができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明の表示装置を車両用ヘッドアップ型表示装置に適用することが好ましい。具体的には、請求項２に記載の発明のように、表示パネルおよび照明部は、車両のインストルメントパネルの内側に配設されたものであり、インストルメントパネルの内側に配設されて、表示パネルから出射されて第１及び第２の画像のうち少なくとも一方の画像を示す表示光をインストルメントパネルの開口部（１００ａ）を通して車両のフロントウインドシールドに向けて反射する反射鏡（３０）を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明のように、第１のレンズから出射される光を拡散して第１の画像の表示領域に出射する拡散板（２１０）を有し、第２のレンズが、第２の光源から出射される光を拡散板の開口部（２１１）を通して第２の画像の表示領域に出射するようにしてもよい。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る車両用ヘッドアップ型表示装置の一実施形態を示す。
【００１４】
車両用ヘッドアップ型表示装置は、液晶パネル１０、照明部２０および反射鏡３０を備えている。液晶パネル１０は、照明部２０および凹状反射鏡３０とともに、インストルメントパネル１００の内側に配設されている。液晶パネル１０は、照明部２０から照明されて、画像を示す表示光を出射する。
【００１５】
照明部２０は、液晶パネル１０の裏面側に配置されて、後述するごとく、白色光および緑色光のうちいずれか一方を出射する。また、凹状反射鏡３０は、液晶パネル１０に対して傾斜して配置されているとともに、フロントウインドシールド１０１に対して傾斜して配置されている。さらに、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１の内表面に向けて反射する。
【００１６】
次に、照明部２０の構成について図２〜図５を用いて説明する。
【００１７】
図２は、照明部２０を液晶パネル１０側から視た図、図３は、拡散板を示す図、図４は、図２中Ａ−Ａ断面図、図５は、図２中Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１８】
図２において、照明部２０は、ケース２００、拡散板２１０、緑色発光ダイオード２２０、５個の白色発光ダイオード２３０、凸型レンズ２４０および５個の凸型レンズ２５０を備える。
【００１９】
図２において、ケース２００は、液晶パネル１０の裏面側に配設されたもので、開口部２０１が液晶パネル１０の裏面に向けて配置されている。また、拡散板２１０は、ケース２００内において、液晶パネル１０の裏側に配置されており、拡散板２１０には、図３に示すように、長方形の切り欠き部２１１が下側中央部に形成されている。さらに、拡散板２１０は、各凸型レンズ２５０からそれぞれ出射された光を拡散して拡散光を液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り出射する。
【００２０】
凸型レンズ２４０は、拡散板２１０の切り欠き部２１１内に配設されたもので、出射面の曲率半径が、緑色発光ダイオード２２０から出射される緑色光を直進させるよう設定されている。すなわち、凸型レンズ２４０としては、直進性の強いものが用いられている。このため、凸型レンズ２４０は、緑色光を切り欠き部２１１内を通して液晶パネル１０の長方形状下側中央部に出射する。
【００２１】
各凸型レンズ２５０は、それぞれ、拡散板２１０の裏面側に配設されており、各凸型レンズ２５０は、それぞれの出射面の曲率半径が、凸型レンズ２４０に比べて大きくなっている。このため、各白色発光ダイオード２３０からの白色光を拡散して拡散板２１０の全域に向け出射できる。なお、凸型レンズ２４０および各凸型レンズ２５０は、図示しない支持部材によりケース２００に対して支持されている。
【００２２】
ここで、緑色発光ダイオード２２０および各白色発光ダイオード２３０は、それぞれ、基板２６０に実装されており、基板２６０には、図５に示すように、各発光ダイオード２２０、２３０の個々に対応して、発光ダイオード２２０、２３０の個々からの出射光を凸型レンズ側に反射するリフレクタ２７０、２８０が設けられている。
【００２３】
次に、車両用ヘッドアップ型表示装置の電気回路構成について図６を用いて説明する。
【００２４】
車両用ヘッドアップ型表示装置は、画像処理回路３００、駆動回路３１０、３１１、３１２および制御回路３２０を備える。画像処理回路３００は、カメラ４００により撮像された画像データに対して画像処理を施して画像処理信号を出力する。カメラ４００は、例えば、車両前方を撮像するために設置されている。駆動回路３１０は、液晶パネル１０により画像を表示させる。駆動回路３１２は、緑色発光ダイオード２２０を点灯させる。駆動回路３１１は、各白色発光ダイオード２３０を点灯させる。
【００２５】
制御回路３２０は、マイクロコンピュータ等を備え、駆動回路３１１、３１２を駆動して各発光ダイオード２２０、２３０を点灯させるための処理および画像処理回路３００の出力或いはナビゲータ３３０の出力に基づき駆動回路３１０を制御して液晶パネル１０により画像を表示させるための処理を実行する。ナビゲータ３３０は、目的地までの経路を設定してこの経路を案内するための経路案内データを出力する。
【００２６】
次に、本実施形態の作動について説明する。
【００２７】
先ず、イグニッションスイッチ５００がオンしているとき、制御回路３２０は、バッテリ４１０から給電されて作動する。例えば、カメラ４００が車両前方を撮像して撮像データを出力すると、画像処理回路３００は、カメラ４００からの撮像データに基づき、画像処理データを出力する。これに伴い、制御回路３２０が、画像処理データに基づき、駆動回路３１０を駆動する。このため、駆動回路３１０は、液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り、カメラ４００により撮像された撮像画像を表示させる。
【００２８】
これに加えて、制御回路３２０が、駆動回路３１１を駆動すると、駆動回路３１１は、各白色発光ダイオード２３０を点灯させる。これに伴い、各白色発光ダイオード２３０は、それぞれ、対応する凸型レンズ２５０に白色光を出射するため、各凸型レンズ２５０は、それぞれ、白色光を拡散板２１０の全域に亘り出射する。従って、拡散板２１０は、各凸型レンズ２５０からそれぞれ出射される白色光に基づく拡散光を液晶パネル１０の全ての表示領域に出射する。
【００２９】
このとき、液晶パネル１０は、拡散光に基づき、撮像画像を示す表示光を全ての表示領域から凹状反射鏡３０に出力するので、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１に向けて反射する。これに伴い、フロントウインドシールド１０１には、図７に示すように、撮像画像が白色で表示されることになる。図７は、横断歩道を横断している学童を撮像した画像を示す。
【００３０】
また、ナビゲータ３３０が経路案内データを出力する場合には、制御回路３２０が、カメラ４００による撮像画像に代わる経路案内データに基づき、駆動回路３１０を駆動する。このため、駆動回路３１０は、経路案内データに基づいた経路案内画像を、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の領域に表示させる。
【００３１】
これに加えて、制御回路３２０が、駆動回路３１１代えて駆動回路３１２を駆動するため、駆動回路３１２は、緑色発光ダイオード２２０を点灯させる。これに伴い、緑色発光ダイオード２２０は、凸型レンズ２４０に緑色光を出射するため、凸型レンズ２４０は、緑色光を出射する。
【００３２】
ここで、緑色光は、拡散板２１０の切り欠き部２１１内を通して、液晶パネル１０の下側中央部の領域に入射する。このため、液晶パネル１０は、緑色光に基づき、経路案内画像を示す表示光を下側中央部の領域から凹状反射鏡３０に出力するので、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１に向けて反射する。これに伴い、フロントウインドシールド１０１には、図８に示すように、経路案内画像が、緑色で表示されることになる。図８は、２００メートル前方で左折するように経路案内するための画像を示す。
【００３３】
以上説明したように本実施形態によれば、駆動回路３１０は、カメラ４００による撮像画像を液晶パネル１０の全表示領域に表示させる。また、駆動回路３１０は、撮像画像に代わる経路案内画像を、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の領域に表示させる。このことにより、液晶パネル１０は、カメラ４００による撮像画像（第１の画像）の表示領域のうち一部の表示領域に、経路案内画像（第２の画像）を表示することになる。従って、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一表示領域に表示させることができる。これに伴って、フロントウインドシールド１０１の視認領域において、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一領域に表示させることができる。
【００３４】
また、カメラ４００による撮像画像の表示を夜間に行うとともに、経路案内画像の表示を昼間に行うようにしてもよい。この場合、撮像画像の表示には、大きな輝度を必要としないものの、経路案内画像の表示には、十分な輝度を必要とする。そこで、本実施形態では、経路案内画像の表示に対応する凸型レンズ２４０として、緑色発光ダイオード２２０から出射される緑色光を直進させるものが用いられている。従って、経路案内画像を表示する際に、十分な輝度を確保することができる。
【００３５】
また、カメラ４００による撮像画像の表示は、液晶パネル１０の全表示領域で行うものの、液晶パネル１０の下側中央部には、緑色発光ダイオード２２０が配置されているため、液晶パネル１０の全表示領域に対応するように、白色発光ダイオード２３０を配置することができない。これに対して、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の輝度が、他の領域より低くなることも考えられるものの、拡散板２１０および各凸型レンズ２５０を用いることで、輝度むらの発生を抑制するようにしている。
【００３６】
なお、上記実施形態では、第１および第２の画像として、撮像画像、経路案内画像を用いた例を示したが、撮像画像、経路案内画像に限らず、各種の画像を用いるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、撮像画像、経路案内画像を表示するための表示色として、白色、緑色を用いた例を示したが、白色、緑色以外の表示色を用いるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、互いに異なる色の光を出射する第１および第２の光源として、発光ダイオード２２０、２３０を用いた例を示したが、電球などの各種の光源を用いるようにしてもよい。また、光源としては、発光ダイオードのように自発光で表示色の光を出射するものに限らず、白色光を出射する発光素子（例えば、白色電球）と、この発光素子からの白色光に基づき所望の表示色の光を出射するフィルタとを組み合わせたものを用いるようにしてもよい。また、発光素子とフィルタとは、一体化にする場合に限らず、互いに分離して配置するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、液晶パネル１０の表示領域の全てに白色光を出射するために、拡散板２１０と、各凸型レンズ２５０との双方を用いる例を示したが、拡散板２１０および各凸型レンズ２５０のうち一方だけで、各白色発光ダイオード２３０からそれぞれ出射される白色光を十分に拡散して拡散光を液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り出射することができるのであれば、当該一方だけを用いて、他方を削除するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、液晶パネル１０が、撮像画像および経路案内画像のうち一方を他方に切り換えて表示するようにした例について示したが、撮像画像および経路案内画像の双方を同時に表示するようにしてもよい。
【００４１】
なお、上記実施形態では、凸型レンズ２４０から出射された緑色光を拡散板２１０を通さず液晶パネル１０の下側中央部の表示領域に直接的に出射するために、拡散板２１０に対して、開口部としての切り欠き部２１１を設けるようにした例を示したが、拡散板２１０に対して、切り欠き部２１１に代わる穴部を設けるようにしてもよい。また、切り欠き部２１１の形状を、経路案内画像（第２の画像）によって、変えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ヘッドアップ型表示装置の一実施形態を示す図である。
【図２】照明部の正面図である。
【図３】拡散板を示す図である。
【図４】図２中Ａ−Ａ断面図である。
【図５】図２中Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】車両用ヘッドアップ型表示装置の電気回路構成を示す図である。
【図７】液晶パネルによる表示を示す図である。
【図８】液晶パネルによる表示を示す図である。
【図９】従来の車両用ヘッドアップ型表示装置を示す図である。
【符号の説明】
１０…液晶パネル、２０…照明部、３０…反射鏡、３１０…駆動回路。
３３０…ナビゲータ、４００…カメラ。
【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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