(57)【要約】【課題】表示歪みの抑制と虚像の高拡大を低コストでできるヘッドアップディスプレイ１を提供すること。【解決手段】液晶ディスプレイ１４が表示する画像２１を凹面鏡１１で拡大反射して、液晶ディスプレイ１４の表示可能領域２３の縦横比よりも横長な縦横比の画像２４を移動体のフロントウィンドシールドに虚像で表示するヘッドアップディスプレイ１において、凹面鏡１１が、縦方向の拡大率を横方向の拡大率より小さくしたものであり、液晶ディスプレイ１４が縦方向に引き伸ばした画像２１を表示するようにした。【選択図】        図１
2005003918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部が表示する画像を凹面鏡で拡大反射して、表示部の表示可能領域の縦横比よりも横長な縦横比の画像を移動体のフロントウィンドシールドに虚像で表示するヘッドアップディスプレイにおいて、
凹面鏡が、縦方向の拡大率を横方向の拡大率より小さくしたものであり、表示部が縦方向に引き伸ばした画像を表示するようにしたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイにおいて、表示部で表示する画像が、横方向長さを表示部の表示可能領域の限界長さとし、縦方向長さを等倍率であれば使用しない未使用領域まで広げるようにしたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転情報を運転者に表示するシステムに関し、特に車両、船舶、航空機などフロントウィンドシールドに運転に関わる情報を表示するヘッドアップディスプレイの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表示情報を拡大率の大きい虚像にて車のフロントウィンドシールドに表示するようにした自動車等のヘッドアップディスプレイにおいて、一般に、フロントウィンドシールドは自動車の構造上、上下方向に非対称な湾曲面形状を有する。また、フロントウィンドシールドは左右方向では対称的な湾曲形状を有するが、左右両端部では中央部に比べて大きな湾曲形状を有する。また、凹面鏡は、その湾曲状反射面にて、インストルメントパネルの上下に位置するフロントウィンドシールドの視界領域部及び表示装置の表示面の双方を臨むように位置しているため、凹面鏡の光軸はフロントウィンドシールドの上方への傾斜方向に傾斜している。
これに対し、従来のヘッドアップディスプレイは、凹面鏡に、回転放物凹面鏡の主軸を外した放物反射鏡部を設け、この放物反射鏡部の湾曲面のうち、フロントウィンドシールドの曲率半径の小さい部分に対応する湾曲面部は、大きな曲率半径を有し、フロントウィンドシールドの曲率半径の大きな部分に対応する湾曲面部は、小さな曲率半径を有するようにして、フロントウィンドシールドの各部の曲率半径の違いによる虚像の歪みを補正するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、このような凹面鏡を用いるようにしても、拡大率が大きいと曲率半径がかなり急に小さくなるため、フロントウィンドシールドの非対称な湾曲形状と相まって、表示光のうち凹面鏡の周辺部で反射された表示光部分に起因する虚像の歪みが顕著となる不具合を生じていた。
これに対し、従来のヘッドアップディスプレイは、凹面鏡を、上下方向では上部の曲率半径がその他の部分の曲率半径よりもかなり小さく、左右方向では右側部の曲率半径がその他の部分の曲率半径よりも小さいようにして、拡大率を大きくして歪みを抑制している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２７０７１６号公報（第３−４頁、第９図）
【０００４】
【特許文献２】
特開平２００１−２０８９９９号公報（第４−５頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像の歪みと高拡大率とを凹面鏡でのみ対応する従来のヘッドアップディスプレイにあっては、凹面鏡の湾曲形状が複雑になってしまうため、非常にコストが高くなってしまっていた。よって、コストを重視する車両への搭載が困難になっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、表示歪みの抑制と虚像の高拡大を低コストでできるヘッドアップディスプレイを提供することにある。
【０００７】
【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記載の発明では、表示部が表示する画像を凹面鏡で拡大反射して、表示部の表示可能領域の縦横比よりも横長な縦横比の画像を移動体のフロントウィンドシールドに虚像で表示するヘッドアップディスプレイにおいて、凹面鏡が、縦方向の拡大率を横方向の拡大率より小さくしたものであり、表示部が縦方向に引き伸ばした画像を表示するようにしたことを特徴とする手段とした。
【０００８】
請求項２記載の発明では、表示部で表示する画像が、横方向長さを表示部の表示可能領域の限界長さとし、縦方向長さを等倍率であれば使用しない未使用領域まで広げるようにしたことを特徴とする手段とした。
【０００９】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、表示部に縦に引き伸ばした画像を表示し、それを縦方向の拡大率を横方向の拡大率より小さくした凹面鏡で拡大反射してフロントウィンドシールドに虚像で表示する。像の縦方向は、凹面鏡での拡大率を小さくした分、表示部で縦に引き伸ばして表示させているため、等倍に拡大したのと同じ表示像にできるとともに、表示像の歪みに大きく寄与する縦方向の拡大率を抑えて、表示の歪みを抑制する。
さらに、表示部は、表示部の表示可能領域の縦横比よりも横長な縦横比の画像を用いているため、表示可能領域の範囲で画像を縦に引き伸ばして表示するため、低コストで表示の歪みを抑制できる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、表示部で表示する画像が、横方向長さを表示部の表示可能領域の限界長さとし、縦方向長さを等倍率であれば使用しない未使用領域まで広げるようにして、拡大率を抑制してさらに表示像の歪みを抑制する。また、表示部の画像の縦方向の引き伸ばしは、未使用領域を使用するので、コストをかけずに表示の歪みを抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヘッドアップディスプレイを実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【００１２】
（実施例）
【００１３】
まず、構成を説明する。
図１は実施例のヘッドアップディスプレイの表示像と従来を比較した説明図である。図２は実施例のヘッドアップディスプレイの構成を示す分解図である。図３は実施例のヘッドアップディスプレイの表示部の表示とフロントウィンドシールドの表示像と従来を比較した説明図である。図１〜３における主要符号を説明すると、１はヘッドアップディスプレイ、１１は凹面鏡、１２ａはロアケース、１２ｂはアッパーケース、１２ｃは後部ケース、１３は投影口部、１４は液晶ディスプレイ（表示部）、１５は光拡散体、１６は高輝度ＬＥＤ、１７は基板、１８は取付板、１９ａは放熱体、１９ｂは放熱ファン、２１は液晶ディスプレイの表示部分、２２は液晶ディスプレイの未使用部分（未使用領域）、２３は液晶ディスプレイの表示可能領域、２４はフロントウィンドシールドでの表示像、３１は従来における液晶ディスプレイの表示部分、３２は従来における液晶ディスプレイの未使用部分、３３は従来における液晶ディスプレイの表示可能領域、３４は従来におけるフロントウィンドシールドでの表示像である。
【００１４】
実施例のヘッドアップディスプレイ１は図２に示すように、上面部分及び後部の一部に開口する部分を有するロアケース１２ａを設け、ロアケース１２ａの内部に後部からの光を斜め上方に拡大反射する凹面鏡１１を設ける。
本実施例では、凹面鏡１１の拡大率を縦倍率１．８倍、横倍率２．２倍にしている。
ロアケース１２ａの後部の一部の開口には前後面を開口する後部ケース１２ｃを取り付けるようにする。この後部ケース１２ｃの前面には表示を行う透過型の液晶ディスプレイ１４を設ける。
この液晶ディスプレイ１４は、縦横比が縦９：横１６の広く普及している縦横比率の表示を行うものであり、図３に示すように、本実施例の表示像を縦横同じ比率で表示させると未使用領域ができるものである。本実施例では、図３に示すように、液晶ディスプレイ１４には、縦に引き伸ばした画像２１を表示させる。
【００１５】
液晶ディスプレイ１４の背面には、後方から発光されるＬＥＤの光を伝導して面的に発光させる光拡散体１５を後部ケース１２ｃ内部に配置するように設ける。後部ケース１２ｃの後面には基板１７を設け、基板１７の前面には、高輝度ＬＥＤ１６を縦横に所定の行列となるように整列させて配置するように設ける。さらにこの基板１７の外周側には取付けのための取付板１８を設けるようにする。また、基板１７の背面には後部をフィン形状にした放熱体１９ａを取り付ける。放熱体１９ａの背面には電動でファンが回転する放熱ファン１９ｂを設ける。
【００１６】
次にロアケース１２ａの開口する上面部分には凹面鏡１１で反射した像をフロントウィンドシールドに向かって投影できるように傾斜した開口部分を有するアッパーケース１２ｂを設け、このアッパーケース１２ｂの開口部分には投影像を通し、内部を保護する透明な部材の投影口部１３を設ける。
このヘッドアップディスプレイ１の基板１７には、高輝度ＬＥＤ１６と液晶ディスプレイ１４の制御を行う回路部分を設けるようにする。
【００１７】
次に、作用を説明する。
【００１８】
［表示歪みの抑制と高拡大の両立］
本実施例では、図３（ａ）に示すように、表示像２４を縦横が同じ縮小率で縮小した画像を横幅が表示可能領域限界まで使用するようにし、さらに、縦横が同じ縮小率で表示させると下方に生じる表示は可能だが使用していない領域２２を使用するように画像を縦に引き伸ばした状態で液晶ディスプレイ１４に表示させる。
この液晶ディスプレイ１４の表示像２１は、背面側の高輝度ＬＥＤ１６による投光により、凹面鏡１１に投影される。凹面鏡１１では、縦に１．８倍、横に２．２倍の拡大率で像を拡大反射してフロントウィンドシールドに虚像で表示させる。
【００１９】
表示像２４は、液晶ディスプレイ１４の画像を縦に引き伸ばし、凹面鏡１１の縦の拡大率を横より小さくすることにより横と結果的に同倍率の画像を表示する。
このように凹面鏡１１での拡大率を抑えた表示像２４は図１（ａ）に示すように、図３（ｂ）に示す液晶ディスプレイ１４に縦横同倍率の表示を行ったもの３１を凹面鏡１１で縦横同倍率に拡大してフロントウィンドシールドに表示させた図１（ｂ）と比較して歪みの少ない画像となる。よって、結果的に２．２倍に高拡大しながらも、画像の歪みを抑制する。
【００２０】
［コスト低減作用］
本実施例では、図３（ｂ）に示すように本実施例の表示像を同じ縮小率で表示すると下方に表示が可能だが使用しない領域２２を生じる液晶ディスプレイ１４を用いている。この液晶ディスプレイ１４は、縦横比が縦９：横１６の広く普及しているものを使用しているので、液晶ディスプレイ１４のコストを抑制できる。この液晶ディスプレイ１４の表示が可能な未使用領域２２を使用して、画像を縦に引き伸ばすのでコストをかけずに表示の歪みを抑制することとなる。
さらに、液晶ディスプレイ１４に表示させる際には、表示可能領域２１の横幅を限界まで使うことで、拡大率を抑制して表示の歪みをできるだけ小さくしている。
【００２１】
次に、効果を説明する。
【００２２】
実施例のヘッドアップディスプレイ１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００２３】
（１）液晶ディスプレイ１４が表示する画像を凹面鏡１１で拡大反射して、液晶ディスプレイ１４の表示可能領域２３の縦横比よりも横長な縦横比の画像を移動体のフロントウィンドシールドに虚像で表示するヘッドアップディスプレイ１において、凹面鏡１１が、縦方向の拡大率を横方向の拡大率より小さくしたものであり、液晶ディスプレイ１４が縦方向に引き伸ばした画像２１を表示するようにしたため、低コストで表示の歪みを抑制できる。
【００２４】
（２）液晶ディスプレイ１４で表示する画像が、横方向長さを液晶ディスプレイ１４の表示可能領域の限界長さとし、縦方向長さを等倍率であれば使用しない未使用領域２２まで広げるようにしたため、コストをかけずに表示の歪みをさらに抑制できる。
【００２５】
以上、本発明のヘッドアップディスプレイ１を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００２６】
例えば、実施例では、凹面鏡１１の縦倍率を１．８倍、横倍率を２．２倍にしているが、別の倍率にしてもよく、フロントウィンドシールドと装置の距離、フロントウィンドシールドの湾曲率等で決めればよい。
また、実施例では、液晶ディスプレイ１４の縦横比を縦９：横１６にしていたが、縦４：横３でもよく、コストが低く、表示の大きいものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のヘッドアップディスプレイの表示像と従来を比較した説明図である。
【図２】実施例のヘッドアップディスプレイの構成を示す分解図である。
【図３】実施例のヘッドアップディスプレイの表示部の表示とフロントウィンドシールドの表示像と従来を比較した説明図である。
【符号の説明】
１  ヘッドアップディスプレイ
１１  凹面鏡
１２ａ  ロアケース
１２ｂ  アッパーケース
１２ｃ  後部ケース
１３  投影口部
１４  液晶ディスプレイ
１５  光拡散体
１６  高輝度ＬＥＤ
１７  基板
１８  取付板
１９ａ  放熱体
１９ｂ  放熱ファン
２１  液晶ディスプレイの表示部分
２２  液晶ディスプレイの未使用部分
２３  液晶ディスプレイの表示可能領域
２４  フロントウィンドシールドでの表示像
３１  従来における液晶ディスプレイの表示部分
３２  従来における液晶ディスプレイの未使用部分
３３  従来における液晶ディスプレイの表示可能領域
３４  従来におけるフロントウィンドシールドでの表示像
【図１】
2005003918.tif 000003
【図２】
2005003918.tif 000004
【図３】
2005003918.tif 000005