(57)【要約】【課題】消費電流を低減でき、発熱を抑制でき、無駄なく明るさで強調した表示を行うことが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】画像を表示する液晶ディスプレイ１４の背面から光源により投光して画像を投影するヘッドアップディスプレイ１において、液晶ディスプレイ１４の背面から所定の間隔で表示の大きさに近い範囲に複数の高輝度ＬＥＤ１６を配置し、液晶ディスプレイ１４に表示する表示像の範囲を判断する表示領域判断部１７２を設け、表示領域判断部１７２で判断した表示像の範囲に対応する領域の高輝度ＬＥＤ１６を点灯させる領域点灯部１７３を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する透過型表示部の背面から光源により投光して画像を投影するヘッドアップディスプレイにおいて、
前記透過型表示部の背面から所定の間隔で表示の大きさに近い範囲に複数の小光源を配置し、前記透過型表示部に表示する表示像の範囲を判断する表示領域判断手段を設け、同表示領域判断手段で判断した表示像の範囲に対応する領域の前記小光源を点灯させる領域点灯手段を設け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、表示領域判断手段が、透過型表示部の水平走査線毎に映像信号を入力し、前記映像信号の入力レベルが所定のレベルを超える場合に画像があると判断することを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項３】
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、表示領域判断手段が、透過型表示部に表示させる内容から表示像の範囲を判断することを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載されたヘッドアップディスプレイにおいて、
複数の小光源が高輝度ＬＥＤであり、透過型表示部が液晶ディスプレイであり、液晶ディスプレイの背面側に所定の間隔で液晶ディスプレイの表示範囲に近い大きさの設置板を設け、同設置板に複数行でかつ複数列となるよう整列させて高輝度ＬＥＤを配置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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のフロントガラスなど運転者の前方に情報を画像で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】
従来のヘッドアップディスプレイは、光源となるランプで液晶ディスプレイに投光しミラー及びホログラムで反射・回折させフロントガラス内側のコンバイナに表示するものにおいて、電圧検出回路の検出値に応じてランプを点灯駆動するデューティ比を変えるようにして、ホログラムの製品毎の反射率のバラツキやバッテリ電圧が変動しても一定の明るさで表示するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３９６０７号公報（第３−４頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように透過型ＬＣＤをその背面から冷陰極管照明などの照明器具をバックライトとして用いるものは、近年高輝度化が進んでいるため、消費電流の増加が問題となっていた。透過型ＬＣＤに高輝度の照明器具で照明すると発熱量が高くなりより大きな放熱板が必要になるなど、放熱対策も大変であり、また車載スペースが大きくなる問題を生じていた。
【０００５】
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、消費電流を低減でき、発熱を抑制でき、無駄なく明るさで強調した表示を行うことが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。
【０００６】
【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、画像を表示する透過型表示部の背面から光源により投光して画像を投影するヘッドアップディスプレイにおいて、透過型表示部の背面から所定の間隔で表示の大きさに近い範囲に複数の小光源を配置し、透過型表示部に表示する表示像の範囲を判断する表示領域判断手段を設け、表示領域判断手段で判断した表示像の範囲に対応する領域の小光源を点灯させる領域点灯手段を設けたことを特徴とする手段とした。
【０００７】
請求項２記載の発明では、表示領域判断手段が、透過型表示部の水平走査線毎に映像信号を入力し、映像信号の入力レベルが所定のレベルを超える場合に画像があると判断することを特徴とする手段とした。
【０００８】
請求項３記載の発明では、表示領域判断手段が、透過型表示部に表示させる内容から表示像の範囲を判断することを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項４記載の発明では、複数の小光源が高輝度ＬＥＤであり、透過型表示部が液晶ディスプレイであり、液晶ディスプレイの背面側に所定の間隔で液晶ディスプレイの表示範囲に近い大きさの設置板を設け、設置板に複数行でかつ複数列となるよう整列させて高輝度ＬＥＤを配置するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１０】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、表示領域判断手段が、透過型表示部で表示する表示像の範囲の判断し、領域点灯手段によりその表示範囲に対応する領域の小光源を点灯させる。よって、表示の投影のために必要な領域にのみ投光されるため、消費電流及び発熱を抑えることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、水平走査線毎の映像信号の入力レベルが所定のレベルを超えることは、映像信号に含まれる輝度信号部分と色信号部分が基準レベルを超えていると判断でき、表示する画像があることを示しているため、表示領域判断手段が、画像があると判断する。このようにすれば、既存の透過型表示部で広く使用されている映像信号から判断するため、判断のための回路部分の増加を抑制し、コストを抑制して表示領域の判断を行えるようにできる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、表示内容によって表示範囲が明らかな場合に、その表示内容から表示像の範囲を表示領域判断手段が判断する。この内容を示す情報は透過型表示部に入力される情報から得ることができるので、判断のためだけの回路を増加させずに表示範囲の判断を行うことができる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、液晶ディスプレイの背面側に複数行でかつ複数列となるよう整列させて高輝度ＬＥＤを配置し、表示範囲に該当する高輝度ＬＥＤが発光する。ＬＥＤを用いることにより、高輝度での液晶ディスプレイへの投光を発熱少なく、かつ消費電流少なく行うようにでき、また、コストを抑えることができる。また、高輝度ＬＥＤは複数行複数列に整列させているため、発光させるかどうかの制御判断を容易に行うことができ、適格に画像に対応する部分を発光させることができる。
【００１４】
【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１，２，４に係る発明に対応する第１実施例と、請求項１，３，４に係る発明に対応する第２実施例とに基づいて説明する。
【００１５】
（第１実施例）
【００１６】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のヘッドアップディスプレイの表示画像をバックライトの状態を示す説明図である。図２は第１実施例のヘッドアップディスプレイの液晶ディスプレイ部分の構成を示す図である。図３は第１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４は第１実施例のヘッドアップディスプレイの映像信号の説明図である。図５は第１実施例のヘッドアップディスプレイの駆動回路の説明図である。図６は第１実施例のヘッドアップディスプレイのブロック図である。図７は第１実施例のヘッドアップディスプレイで実行されるバックライト処理の流れを示すフローチャート図である。
図１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（透過型表示部）、１５は光拡散体、１６は高輝度ＬＥＤ（複数の小光源）、１７は基板（設置板）、１７１は映像信号入力部、１７２は表示領域判断部（表示領域判断手段）、１７３は領域点灯部（領域点灯手段）、１７４はＬＥＤ駆動部、１７５は表示内容記憶部、１８は取付板、１９ａは放熱体、１９ｂは放熱ファン、２は駆動回路、３は表示画像、３１は表示部分、４は映像信号、４１はペデスタルレベル（所定のレベル）、４２は同期信号部分、４３は輝度信号部分であり色信号部分となる信号部分である。
【００１７】
第１実施例のヘッドアップディスプレイ１は図２，３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、同ロアケース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。このロアケース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。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。
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、図６に示すような回路を構成する。まず、液晶ディスプレイ１４が映像する画像の映像信号４を入力する映像信号入力部１７１を設け、この映像信号４から表示領域を判断する表示領域判断部１７２を設け、表示領域判断部１７２で判断した領域に対応する領域を点灯する領域点灯部１７３を設け、領域点灯部１７３の制御で高輝度ＬＥＤ１６を点灯させるＬＥＤ駆動部１７４を設ける。このＬＥＤ駆動部１７４の回路としては、図５に示す回路が構成される。
【００１８】
次に、作用を説明する。
【００１９】
［表示に必要な範囲を照明する作用］
図７は第１実施例のヘッドアップディスプレイ１の映像信号入力部１７１、表示領域判断部１７２、領域点灯部１７３、ＬＥＤ駆動部１７４で実行される処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
ステップＳ１０１では、画像入力があるかどうかを判断し、画像入力がある場合にはステップＳ１０４に移行し、画像入力がない場合にはステップＳ１０２に移行する。
【００２１】
ステップＳ１０２では、照明をＯＦＦにする。
【００２２】
ステップＳ１０３では、表示を行う。
【００２３】
ステップＳ１０４では、水平走査線ごとに映像信号４を入力して表示領域を判断する。
【００２４】
ステップＳ１０５では、その水平走査線の表示領域を記憶しておく。
【００２５】
ステップＳ１０６では、水平走査線ごとの判断が１画面分終了したかどうかを判断し、終了したならばステップＳ１０７に移行し、終了していないならばステップＳ１０４に移行する。
【００２６】
［消費電流・発熱抑制作用］
第１実施例のヘッドアップディスプレイ１では、液晶ディスプレイ１４への画像の入力があるとステップＳ１０１で判断すると、映像信号入力部１７１が映像信号４を水平走査線ごとに取り込む。映像信号入力部１７１に取り込んだ映像信号４は、図４に示すように、同期信号部分４２の間に各色に輝度と色の濃さを示す信号部分４３を有する（図４の矩形で示す部分）。この矩形部分４３は、信号の上下の触れ幅を示す。この部分４３が、基準となるペデスタルレベル４１より上方に位置するならば、色あいと輝度があることを示すこととなる。このようにして表示領域判断部１７２で表示の有無を判断する。この信号部分が１つの水平走査線に多数存在する。このような処理を１本分行ったならば、その結果を表示内容記憶部１７５に一時的に記憶しておき、１画面分行って表示領域を判断する。この判断の結果により、領域点灯部１７３がＬＥＤ駆動部１７４を制御して必要な範囲を例えば図１に示すように必要な領域の高輝度ＬＥＤ１６を発光させる。
よって、不必要な部分、例えば真っ暗に表示する部分は表示しないようにでき、高輝度ＬＥＤ１６の消費電流及び発熱を抑制できる。
【００２７】
また、高輝度ＬＥＤ１６は図１に示すように、縦横に整列して配置しているので、どの高輝度ＬＥＤ１６を点灯・消灯させればよいかが容易に判断、制御できる。
【００２８】
［コストを抑制する作用］
第１実施例では、ＮＴＳＣ方式における映像信号４により、画像領域を判断する。ＮＴＳＣ方式は広く普及しているため、特別な回路が増加するのを防いで、コストの増加を抑制する。
【００２９】
次に、効果を説明する。
【００３０】
第１実施例のヘッドアップディスプレイにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３１】
（１）画像を表示する液晶ディスプレイ１４の背面から光源により投光して画像を投影するヘッドアップディスプレイ１において、液晶ディスプレイ１４の背面から所定の間隔で表示の大きさに近い範囲に複数の高輝度ＬＥＤ１６を配置し、液晶ディスプレイ１４に表示する表示像の範囲を判断する表示領域判断部１７２を設け、表示領域判断部１７２で判断した表示像の範囲に対応する領域の高輝度ＬＥＤ１６を点灯させる領域点灯部１７３を設けたため、消費電流及び発熱を抑えることができる。
【００３２】
（２）表示領域判断部１７２が、液晶ディスプレイ１４の水平走査線毎に映像信号４を入力し、映像信号４の入力レベルがペデスタルレベルを超える場合に画像があると判断するため、コストを抑制して表示領域の判断を行えるようにできる。
【００３３】
（４）複数の小光源が高輝度ＬＥＤ１６であり、液晶ディスプレイ１４が液晶ディスプレイ１４であり、液晶ディスプレイ１４の背面側に所定の間隔で液晶ディスプレイ１４の表示範囲に近い大きさの基板１７を設け、設置板に複数行でかつ複数列となるよう整列させて高輝度ＬＥＤ１６を配置するようにしたため、発光させるかどうかの制御判断を容易に行うことができ、適格に画像に対応する部分を発光させることができる。
【００３４】
（第２実施例）
【００３５】
第２実施例は、表示させる内容から表示像の範囲を判断するようにした例である。
【００３６】
すなわち、図８に示すように、液晶ディスプレイ１４に表示させる画像を取り込む画像入力部５１を設け、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５２を設け、画像部分を判断する画像判断部５４を設ける。
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００３７】
次に、作用を説明する。
【００３８】
［表示に必要な範囲を照明する作用］
図９は第２実施例のヘッドアップディスプレイ１の画像入力部５１、Ａ／Ｄ変換部５２、表示内容記憶部１７５、画像判断部５３、領域点灯部１７３、ＬＥＤ駆動部１７４で実行される処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３９】
ステップＳ２０１では、画像入力があるかどうかを判断し、画像入力がある場合にはステップＳ２０４に移行し、画像入力がない場合にはステップＳ２０２に移行する。
【００４０】
ステップＳ２０２では、照明をＯＦＦにする。
【００４１】
ステップＳ２０３では、表示を行う。
【００４２】
ステップＳ２０４では、表示内容から表示領域を判断する。
【００４３】
ステップＳ２０５では、その表示領域を記憶しておく。
【００４４】
ステップＳ２０６では、判断が１画面分終了したかどうかを判断し、終了したならばステップＳ２０７に移行し、終了していないならばステップＳ２０４に移行する。
【００４５】
［コスト抑制作用］
第２実施例では、液晶ディスプレイ１４に入力される表示内容から、表示領域を判断する。例えば、「エアコンの風量を変更する」という表示内容の場合には、どの位置にどのような表示を行うかがあらかじめ決まっている。よって、その表示内容からどのような表示領域となるかを判断することができる。
この判断を液晶ディスプレイ１４に入力される表示内容から判断するため、特別な回路部分を設けることなく、図８に示す部分のみを設けるようにして回路の増加を抑制してコストを抑える。
【００４６】
次に、効果を説明する。
【００４７】
この第２実施例のヘッドアップディスプレイ１にあっては、第１実施例の（１），（２），（４）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４８】
（３）表示領域判断部１７２が、液晶ディスプレイ１４に表示させる内容から表示像の範囲を判断するため、判断のためだけの回路を増加させずに表示範囲の判断を行うことができる。
【００４９】
以上、本発明のヘッドアップディスプレイ１を第１実施例，第２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。
【００５０】
例えば、第１，第２実施例では、小光源として高輝度ＬＥＤ１６を用いたが、単なるＬＥＤでもよく、また他の光源を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のヘッドアップディスプレイの表示画像をバックライトの状態を示す説明図である。
【図２】第１実施例のヘッドアップディスプレイの液晶ディスプレイ部分の構成を示す図である。
【図３】第１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４】第１実施例のヘッドアップディスプレイの映像信号の説明図である。
【図５】第１実施例のヘッドアップディスプレイの駆動回路の説明図である。
【図６】第１実施例のヘッドアップディスプレイのブロック図である。
【図７】第１実施例のヘッドアップディスプレイで実行されるバックライト処理の流れを示すフローチャート図である。
【図８】第２実施例のヘッドアップディスプレイのブロック図である。
【図９】第２実施例のヘッドアップディスプレイの映像信号入力部、表示領域判断部、領域点灯部、ＬＥＤ駆動部で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。
【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
１７１  映像信号入力部
１７２  表示領域判断部
１７３  領域点灯部
１７４  ＬＥＤ駆動部
１７５  表示内容記憶部
１８  取付板
１９ａ  放熱体
１９ｂ  放熱ファン
２  駆動回路
３  表示画像
３１  表示部分
４  映像信号
４１  ペデスタルレベル
４２  同期信号部分
４３  輝度信号部分であり色信号部分となる信号部分
５１  画像入力部
５２  Ａ／Ｄ変換部
５３  画像判断部
【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】
2005001506.tif 000011