(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号の出力装置と、
ヘッドアップディスプレイ装置と、
その出力装置とヘッドアップディスプレイ装置とを接続する可撓性を有するケーブルとを備え、
そのヘッドアップディスプレイ装置は、そのケーブルを介して送られる映像信号に対応する画像表示光を出射する表示器と、その画像表示光の光路を変更することで画像を前方に形成可能かつ前方からの光を透過可能なコンバイナとを有するヘッドアップディスプレイシステムにおいて、
光センサと、この光センサにより検出される周囲光の光量に応じて前記映像信号の輝度信号成分を調整する手段とを有するセンサ装置が、前記ケーブルの中途部に接続され、
その光センサにより検出される周囲光の光量に応じて前記画像の表示輝度が調整され、
前記光センサが、前記出力装置のリモートコントロール装置から出射される制御用信号光の受光センサを兼用することを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項２】
手動操作量に応じて前記映像信号の輝度信号成分を調整する手動輝度調整装置が前記ケーブルの中途部に接続され、
その手動操作量に応じて前記画像の表示輝度が調整される請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車、鉄道車両などの車両においてナビゲーション情報や各種警告情報などを表示するのに利用できるヘッドアップディスプレイシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドアップディスプレイ装置は、画像表示光を反射すると共に前方からの光を透過するコンバイナを用いることで、視線を前方に向けたままで前方の実在物と表示画像を同時に視認させることができる。このようなヘッドアップディスプレイ装置により車両のドライバー等に各種情報を提示する場合、そのコンバイナを透過する外光の明るさの変化に応じて画像の表示輝度を調整し、良好な視認性を確保している。すなわち、画像表示輝度を車両外部が明るいときは上げ、暗いときは下げている。
【０００３】
そのため、自動車のディマーアクティブ信号により検知されるヘッドライトの点灯の有無に基づき外部の明るさを判断して画像表示輝度を調整したり、ヘッドアップディスプレイ装置に内蔵したアンビエントライトセンサと呼ばれる光センサにより検知した光量に対応する車両外部の明るさに応じて画像表示輝度を調整したり、あるいは自動車のドライバーにより手動操作される手動輝度調整装置により画像表示輝度を調整していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ディマーアクティブ信号を利用して画像表示輝度を調整する場合、昼間に事故を避けるためにヘッドライトを点灯するような状況には対応できない。光センサをヘッドアップディスプレイ装置に内蔵する場合、その設置場所の形状や周囲の状況により光センサの向きや配置を必ずしも最適に設定することができず、適切に画像表示輝度を調整できない場合がある。また、光センサをヘッドアップディスプレイ装置に内蔵する場合、その光センサを用いることなく、ディマーアクティブ信号や、車両に予め装備された別の光センサや、手動輝度調整装置のみを用いて画像表示輝度を調整する方式を採用すると、そのヘッドアップディスプレイ装置に内蔵した光センサが無駄になる。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできるヘッドアップディスプレイシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、映像信号の出力装置と、ヘッドアップディスプレイ装置と、その出力装置とヘッドアップディスプレイ装置とを接続する可撓性を有するケーブルとを備え、そのヘッドアップディスプレイ装置は、そのケーブルを介して送られる映像信号に対応する画像表示光を出射する表示器と、その画像表示光の光路を変更することで画像を前方に形成可能かつ前方からの光を透過可能なコンバイナとを有するヘッドアップディスプレイシステムにおいて、光センサと、この光センサにより検出される周囲光の光量に応じて前記映像信号の輝度信号成分を調整する手段とを有するセンサ装置が、前記ケーブルの中途部に接続され、その光センサにより検出される周囲光の光量に応じて前記画像の表示輝度が調整され、前記光センサが、前記出力装置のリモートコントロール装置から出射される制御用信号光の受光センサを兼用することを特徴とする。
本発明においては、手動操作量に応じて前記映像信号の輝度信号成分を調整する手動輝度調整装置が前記ケーブルの中途部に接続され、その手動操作量に応じて前記画像の表示輝度が調整されてもよい。
本発明によれば、ヘッドアップディスプレイ装置とは独立して配置した光センサにより検出される周囲光の光量に応じて、画像の表示輝度を調整できる。そのセンサ装置は可撓性を有するケーブルの中途部に接続されるので、ヘッドアップディスプレイ装置の設置場所の形状や周囲の状況の影響を受けることなく光センサの向きや配置を最適に設定できる。これにより、昼間に事故を避けるためにヘッドライトを点灯するような状況にも対応できる。また、ヘッドアップディスプレイ装置に光センサを内蔵しないので、光センサを用いずに、ディマーアクティブ信号や、車両に予め装備された別の光センサや、ドライバーにより手動操作される手動輝度調整装置を用いて画像表示輝度を調整する場合においても、同一のヘッドアップディスプレイ装置を用いることができ、光センサを無駄にすることなくヘッドアップディスプレイ装置の量産化が可能になる。前記光センサが、前記出力装置のリモートコントロール装置から出射される制御用信号光の受光センサを兼用することにより、部品点数を削減してコストを低減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイシステムを説明する。
図１に示すヘッドアップディスプレイ装置１は、映像信号の出力装置２に可撓性を有するケーブル３を介して接続される。そのケーブル３はヘッドアップディスプレイ装置１と出力装置２に着脱可能とされている。そのヘッドアップディスプレイ装置１は、例えば車両のダッシュボード上に配置され、その出力装置２はダッシュボード上やダッシュボード内部等に設置される。
【０００９】
本実施形態では、その出力装置２はカーナビゲーション装置により構成され、ＧＰＳ受信機等の現在位置検出器やジャイロセンサ等の方位検出器によって構成される位置情報出力装置と、目的地の緯度や経度等の経路設定用情報の入力装置と、コンピュータにより構成される演算装置と、地図情報等の経路設定支援用情報の記憶装置とを有する。この出力装置２は、その位置情報出力装置から入力される車両の現在位置情報と方位情報、その入力装置からの入力情報、その記憶装置に記憶された記憶情報に基づき演算装置により経路誘導情報を演算し、その演算した経路誘導情報に対応する映像信号を上記ケーブル３を介してヘッドアップディスプレイ装置１に送る。
【００１０】
図２に示すように、そのヘッドアップディスプレイ装置１は、中空のハウジング１５と、このハウジング１５に取り付けられるコンバイナ１２と、そのハウジング１５に内蔵される表示器１３およびミラー１８を有する。そのコンバイナ１２はドライバーの前方視野内に配置される。その表示器１３は、上記出力装置２からケーブル３を介して送られる映像信号に対応する画像表示光Ｌを出射するもので、バックライト付液晶ディスプレイやブラウン管ディスプレイ等により構成できる。なお、車両のフロントガラスによりコンバイナを構成してもよい。
【００１１】
その画像表示光Ｌは、図２において１点鎖線で示すように、後方に向かった後に上記ミラー１８により反射されることで前方斜め上方に向かい進行し、そのハウジング１５の上部に形成された開口１５ａを介してコンバイナ１２に至る。そのコンバイナ１２は、その画像表示光Ｌの光路を変更してドライバーの瞳Ｅに導く。そのコンバイナ１２は、例えば、その光路変更面が曲面とされたハーフミラーやホログラム素子等によって構成できる。そのコンバイナ１２の光路変更面とミラー１８の反射面を、それぞれ回転対称非球面における回転対称軸から外れた範囲にある部分で構成することで、歪みの少ない観察対象画像を瞳Ｅから約２ｍ以上遠方に形成することが可能になる。そのコンバイナ１２としてハーフミラーを用いる場合は反射により画像表示光Ｌの光路が変更され、ホログラム素子を用いる場合は回折により画像表示光Ｌの光路が変更される。そのコンバイナ１２による画像表示光Ｌの光路変更により、そのコンバイナ１２の前方位置Ｐに経路誘導情報に対応する観察対象の画像が形成される。そのコンバイナ１２は前方からの光を透過するので、その画像と前方の実在物の双方をドライバーは視認できる。
【００１２】
上記ケーブル３の中途部にセンサ装置２１が接続される。図３に示すように、そのセンサ装置２１は、周囲光を検知する光センサ２１ａと、基板２１ｂ上に形成された輝度調整回路と、外装２１ｃとを有する。その光センサ２１ａとしてフォトトランジスタやＣｄＳを用いた光電変換素子を用いることができる。このセンサ装置２０は、車両に外部から入りこむ外光の光量を検出できる位置、例えば車両のダッシュボード上等に配置される。その輝度調整回路は、その光センサ２１ａが検出する周囲光の光量に応じて上記映像信号の輝度信号成分を調整する。その輝度信号成分が調整された映像信号が上記ケーブル３を介して上記表示器１３に出力されることで、その光センサ２１ａにより検出される周囲光の光量に応じてヘッドアップディスプレイ装置１による画像の表示輝度が調整される。これにより、その画像表示輝度の調整を出力装置２を介することなく行え、出力装置２の負担を軽減できる。その輝度調整方法は任意に定めることができ、例えば光センサ２１ａによる検出光量が閾値以上と閾値未満とで輝度を２段階に切り替えたり、その検出光量に比例して輝度を変化させることができる。
【００１３】
そのカーナビゲーション装置により構成される出力装置２は、リモートコントロール装置３１から出射される変調された近赤外線により構成される制御用信号光により、電源のオン、オフや経路設定用情報の入力等が可能とされている。上記光センサ２１ａは、その制御用信号光の受光センサを兼用するものとされている。この場合、その光センサ２１ａとしては、可視光線のみならず近赤外線にも感度を持つフォトトランジスタを用いることが望ましい。その制御用信号光のセンサ装置２１からの出力成分は復調されることで、光センサ２１ａにより検知される可視光のセンサ装置２１からの出力成分から分離される。
【００１４】
その光センサ２１ａを車両のダッシュボード上のヘッドアップディスプレイ装置１の近傍に配置することで、出力装置２のリモートコントロール装置３１から出射される制御用信号光を、出力装置２からの情報に対応する画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置１に向けて出射することで、その制御用信号光を光センサ２１ａにより受光できる。すなわち、その情報を視認する者にとって自然な方向に制御用信号光を出射すれば、その信号光を光センサ２１ａにより受光できる。
【００１５】
その光センサ２１ａは、車両の前方側からの外光と、運転席側（車両後方側）からの制御用信号光の双方を有効に検出できるように、全方位、あるいは少なくとも水平面から上方における全方位に感度特性を持つのが好ましい。また、図４に示すように、光センサ２１ａを車両の前方側からの外光Ｌ１を直接に受光できるように配置し、フロントガラス５１にバンドパスフィルタやハイパスフィルタといった制御用信号光Ｌ２を構成する近赤外線を選択して透過させる波長選択用フィルタ５２を取り付け、車両後方側からの制御用信号光Ｌ２がフィルタ５２を透過した後にフロントガラスにより反射されることで光センサ２１ａにより受光されるようにしてもよい。
【００１６】
また、手動操作量に応じて前記映像信号の輝度信号成分を調整する手動輝度調整装置４１が上記ケーブル３の中途部に接続される。その手動輝度調整装置４１により輝度信号成分が調整された映像信号がケーブル３を介して上記表示器１３に出力されることで、その手動操作量に応じて上記画像の表示輝度が調整される。その手動輝度調整装置４１は、例えばダイヤル式の回転摘み４１ａを有し、その摘み４１ａの回転操作量に応じて上記画像の表示輝度が調整される。
【００１７】
上記構成によれば、ヘッドアップディスプレイ装置１とは独立して配置した光センサ２１ａにより検出される外光の光量に応じて、あるいは、手動輝度調整装置４１の手動操作量に応じて画像の表示輝度を調整できる。そのセンサ装置２１と手動輝度調整装置４１は可撓性を有するケーブル３の中途部に接続されるので、ヘッドアップディスプレイ装置１の設置場所の形状や周囲の状況の影響を受けることなく光センサ２１ａの向きや配置を最適に設定し、手動輝度調整装置４１を操作に適した位置に配置できる。これにより、昼間に事故を避けるためにヘッドライトを点灯するような状況にも対応できる。また、ヘッドアップディスプレイ装置１による画像の表示輝度を車両外部の明るさに応じて自動調整したり、昼間と夜間とで自動切り替えするだけでなく、手動輝度調整装置４１の操作者の好みの表示輝度への調整が可能になる。また、ヘッドアップディスプレイ装置１に光センサ２１ａを内蔵しないので、画像の表示輝度の調整を光センサ２１ａを用いずに、ディマーアクティブ信号や、車両に予め装備された別の光センサや、手動輝度調整装置のみを用いて画像表示輝度を調整する場合においても、同一のヘッドアップディスプレイ装置１を用いることができ、光センサを無駄にすることなくヘッドアップディスプレイ装置の量産化が可能になる。その光センサ２１ａは出力装置２のリモートコントロール装置３１から出射される制御用信号光の受光センサを兼用するので、部品点数を削減してコストを低減できる。
【００１８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態ではセンサ装置と手動輝度調整装置の双方をケーブルに接続したが、センサ装置のみをケーブルに接続してもよい。また、出力装置は映像信号を出力するものであればカーナビゲーション装置に限定されず、例えばパーソナルコンピュータ等により構成してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、光センサをヘッドアップディスプレイ装置に内蔵することなく周囲の明るさに応じて画像表示輝度を調整でき、光センサの向きや配置を設置場所の形状や状況に応じて任意に設定して画像表示輝度を適切に調節でき、また、その画像を視認する者の好みに応じて任意に画像表示輝度を調整でき、ヘッドアップディスプレイ装置の量産性を向上し、映像信号の出力装置を信号光を介してリモートコントロールする場合に部品点数、コストを削減できるヘッドアップディスプレイシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイシステムの構成説明図
【図２】本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の構成説明図
【図３】本発明の実施形態のセンサ装置の構成説明図
【図４】本発明の実施形態のセンサ装置の配置例の説明図
【符号の説明】
１  ヘッドアップディスプレイ装置
２  出力装置
３  ケーブル
１２  コンバイナ
１３  表示器
２１  センサ装置
２１ａ  光センサ
３１  リモートコントロール装置
４１  手動輝度調整装置
５１  フロントガラス
５２  波長選択用フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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