(57)【要約】  本発明は、運転者の視野内に虚像を表示するように企図されたディスプレイのための画像伝達装置に関する。当該伝達装置は、前記視野内に前記虚像を表示するのに用いることのできる光線を伝達するように構成されると共に、光をガイドするように構成された半反射光学素子（２１）と、光ビームを放出する光源（３０）とを備えている。前記光源（３０）と前記光学素子（２１）とは、光ガイドとして作用する前記光学素子（２１）によって前記ビームが放出されるように互いに相対的に配置されている。
2016505164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者（５）の視野内に虚像（９）を表示するように企図されたディスプレイ（１）のための画像伝達装置であって、
−  前記視野内に前記虚像を表示するのに用いることのできる光線を伝達するように構成されると共に、光をガイドするように構成された半反射光学素子（２１）と、
−  光ビームを放出する光源（３０）と、
を備え、
前記光源（３０）と前記光学素子（２１）とは、光ガイドとして作用する前記光学素子（２１）によって前記ビームが放出されるように互いに相対的に配置されている、伝達装置。
【請求項２】
前記光源（３０）は、少なくとも１つの発光ダイオード（４４）を備えている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光学素子（２１）はプレートである、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記プレート（２１）が半反射性である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記プレート（２１）は、前記光線（１９）を伝達する２つの面（３２，３４）を備え、前記２つの面同士が縁部（３６）によって結合されている、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記縁部（３６）は、前記光ビームのための入射面を形成する第１部分（３８）を備えている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記縁部（３６）は、前記光ビームのための出射面（４０）を形成する第２部分を備えている、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記入射面（３８）は、前記車両のダッシュボード（４２）に面して配置されるように構成されている、請求項６または７記載の装置。
【請求項９】
前記入射面（３８）は、前記プレート（２１）の外形における側面のうちの１つに対応し、前記出射面（４０）は、前記外形におけるその他の側面に対応している、請求項６から８のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光源（３０）は、前記入射面（３８）に沿って配置された複数の発光ダイオード（４４）を備えている、請求項６から９のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
当該装置は、前記ダイオード（４４）へ電力を供給するための可撓性導体（４６）を備えており、前記ダイオード（４４）は、前記可撓性導体（４６）上に配置されている、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の画像伝達装置を備えたディスプレイ（１）。
【請求項１３】
前記光源（３０）を作動させるための手段を備えた、請求項１２記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記作動手段は、前記光源（３０）を交互方式で作動させるように構成されている、請求項１３記載のディスプレイ。
【請求項１５】
当該ディスプレイにおける画像生成装置（３４）を制御するための手段（３３）を備え、前記制御手段（３３）は前記作動手段を制御するように構成されている、請求項１４記載のディスプレイ。
【請求項１６】
前記画像生成装置は、１つまたは複数のレーザーダイオードの設けられた光源を備えている、請求項１５記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の視野内に虚像を表示するように企図されたディスプレイのための画像伝達装置、および当該装置を備え付けたディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイと呼ばれるディスプレイ装置を備えた自動車両が知られている。そのディスプレイ装置は、自動車両や交通の状態に関する情報や、その他の情報を含んでいる虚像を、車両運転者の視野内に表示するのに用いることができる。
【０００３】
特に、虚像を形成する役目をする半反射板を備えたヘッドアップディスプレイが知られている。当該半反射板は、車両のダッシュボードの上に起立するように構成されている。現在、当該半反射板をできるだけ人目に付かないように作る試みがなされている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、この傾向とは逆のアプローチをとるものであり、また、本発明は、運転者の視野内に虚像を表示するように企図されたディスプレイのための画像伝達装置であって、
−  前記視野内に前記虚像を表示するのに用いることのできる光線を伝達するように構成されると共に、光をガイドするように構成された半反射光学素子と、
−  光ビームを放出する光源と、
を備え、
前記光源と前記光学素子とは、光ガイドとして作用する前記光学素子によって前記ビームが放出されるように互いに相対的に配置されている、伝達装置
を提案するものである。
【０００５】
このようにして、前記光学素子は、補完的なやり方で拡充されて、冗長性をもたらしたり、警報を表示したりする役目を果たし得るのである。
【０００６】
本発明の種々の実施形態によれば、別々に、或いは組合わせて考慮され得る下記の特徴を有する：
−  前記光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを備えている、
−  前記光学素子はプレート、特に半反射性プレート（半反射板）である、
−  前記プレートは、前記光線を伝達する２つの面を有し、前記２つの面同士が縁部によって結合されている、
−  前記縁部は、光ビームのための入射面を形成する第１部分を備えている、
−  前記縁部は、光ビームのための出射面を形成する第２部分を備えている、
−  前記縁部は、前記出射面の所に斜角が付けられていている、
−  前記入射面は、車両のダッシュボードに面して配置されるように構成されている、
−  前記入射面は、前記プレートの外形における側面のうちの１つに対応し、前記出射面は、前記外形におけるその他の側面に対応している、
−  前記光源は、前記入射面に沿って配置された複数の発光ダイオードを備えている、
−  前記ダイオードは、互いに異なる色のものである、
−  当該装置は、前記ダイオードへ電力を供給するための可撓性導体を備えている、
−  前記ダイオードは、前記可撓性導体上に配置されている。
【０００７】
本発明はまた、上述したような画像伝達装置を備えたディスプレイに関する。
【０００８】
当該ディスプレイは、光源を作動させるための手段を備えていてもよい。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記作動手段は、前記光源を交互方式で、特に点滅灯と同じやり方で作動させるように構成されている。
【００１０】
当該ディスプレイは、当該ディスプレイにおける画像生成装置を制御するための手段を備え、前記制御手段は前記作動手段を制御するように構成されていてもよい。前記画像生成装置は例えば、１つないし複数のレーザーダイオードの設けられた光源を備えている。
【００１１】
本発明における、これらの、またその他の特徴や利点は、添付図面を参照して与えられる本発明の諸実施形態の下記説明からより完全に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による車両の画像ディスプレイの立面模式図。
【図２】図１のもののようなディスプレイに取り付けられた伝達装置の典型的実施形態の斜視概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明において、類似ないし同一の要素を示すのに同一の参照符号が用いられる。
【００１４】
図１に示すように、本発明は、自動車両の移動経路を観測する車両運転者５の視野内に虚像９を表示するための、ヘッドアップディスプレイとも呼ばれるディスプレイ１に関するものである。
【００１５】
ディスプレイ１は、画像生成装置１１を備えている。当該装置は例えば、それぞれがレーザー式のビームを放出する１つないし複数の光源を有した走査型プロジェクタ３４を備えている。これらの光源は、例えばレーザー光源、典型的にはレーザーダイオードであり、各レーザー光源が単色ビーム、即ち単一の色からなるビームを放出する。
【００１６】
当該装置は、典型的には３つの光源を備えていてよく、当該光源のそれぞれによって個別に放出されるビーム同士を結合（合成）することによって、光ビームを形成するように構成されている。より精確には、使用される光源は、光源毎に互いに色の異なるビームを放出してもよい。それらの色は、例えば赤色、緑色、または青色（ＲＧＢ）である。
【００１７】
光源それぞれの光出力は、１つないし複数のレーザー光源の供給電流を用いて、独立して制御される。所与の光出力において、光ビームの色は、異なるレーザーダイオード同士の間に出力比が設定されるやり方で決定される。例えば、白色光を得るためには、次の配分に従って各光出力の比率が設定されなければならない：緑色ダイオードに対して６０、青色ダイオードに対して３０、および赤色ダイオードに対して１０。光源それぞれの光出力は、光ビームの光出力を調節するように制御されてもよい。
【００１８】
光源それぞれによって放出されるビームは、結合によって共通の光ビームを形成するように、例えば互いに平行に向けられ、同じ方向に反射される。この目的のために、当該装置は、波長範囲に渡って半透明な光学素子、例えばダイクロイックミラー（二色鏡）やコンビネーションプレート（反射透過兼用板）を備えている。その光学素子は、当該光源のそれぞれによって放出されるビームを捕らえ、それらを前記ビームの方向に結合させる。
【００１９】
より一般的には、当該装置は、使用される光源の数に拘わらず、前記１つないし複数のレーザービームから前記光ビームを形成するように構成されている。単一の光源の場合には、光ビームは、使用される単独光源によって放出される光ビームからなる。そして、結果として得られる画像は、その画像を成り立たせている各点それぞれに（当該色の明暗に従って）適用される様々なレベルの光出力で構成される単色画像であることとなる。複数の光源、典型的には上述した３つの光源の場合には、それから前記光ビームを形成するところの前記共通のビームを、画像を確立させるのに用いることができる。それは、当該各光源に対する電力供給の制御の精細さにその分解能が対応する色スペクトルに従ってなされる。
【００２０】
当該装置は、前記各光源への電流供給を制御するための手段を備えていてもよい。上述したように、その手段は光ビームの色の選択を可能とし得る。
【００２１】
前記走査型プロジェクタは更に、例えば、１つないし複数の光源によって放出される光ビームを水平および垂直方向に移動させる役目をする走査生成装置を備えている。その光ビームの移動は（非限定的な例として）特に６０Ｈｚに相当する周波数での走査をもたらすようになされる。走査生成装置は特に、微小電気機械システムを伴った走査鏡（以下、ＭＥＭＳ鏡と称する）を備えている。そのＭＥＭＳ鏡から、１つないし複数の光源によって放出された光ビームが、走査ビーム１０となって反射される。このタイプのＭＥＭＳ鏡は、例えば１ｍｍ２の直径を有している。ＭＥＭＳ鏡は、２つの回転軸線の回りで回転して走査を実行することができる。その走査は、当該装置の散光スクリーン２９における、例えば６０Ｈｚのリフレッシュレート（垂直走査周波数）で実行される。そして前記画像が当該散光器２９上に形成される。或いは、ＭＥＭＳ鏡は、互いの動きが関連付けられる２つの平坦な可動鏡に置き換えられてもよい。これらの鏡のうち一方が水平軸線に沿った走査に用いられ得るのに対して、他方の鏡は垂直軸線に沿った走査に用いられ得る。
【００２２】
画像の形成される散光器２９は、透過型プロジェクションのための複雑な構造を伴った透過型プロジェクションスクリーンであってよい。或いは、それは半透過型であってもよい。それは例えば、ガラス、特に磨りガラスや、ポリカーボネートで出来ている。例として、散光スクリーン２９は射出瞳型のもの（「射出瞳拡大器」）である。それは、より広範な観測の円錐域をもたらすのに用いることができる。それは光ビームの通過する平面内に広がり、この走査ビーム１０によって作り出される画像が、散光スクリーン２９の正面の平面内に形成される。
【００２３】
この散光スクリーンが走査ビーム１０を受ける。そのスクリーンは、ある角セクター（円弧中心角）に渡ってこの走査ビーム１０の分散を作り出すように構成されている。その角セクターは例えば、散光スクリーン２９に当たった瞬間の走査ビーム１０の方向に対して３０°に相当する。この目的のために、非限定的な例によれば、散光スクリーンの片側の面が（走査ビームを分散させる粗面域を有しているという意味において）平坦ではなくなっている。この平坦ではない面は、それを通じてビームが出て行く面、換言すれば画像の形成される面である。
【００２４】
光ビームの進行方向における散光スクリーン２９の下流側で、当該ディスプレイは、少なくとも半反射光学素子２１、および意選択的に、画像の経路上で散光スクリーン２９と当該半反射光学素子２１との間に介設される反射装置２５とを備えている。この図において、画像の経路は矢印によって示されているが、それらは反射装置２５から反射された後、前記半反射光学素子２１を介して表示される。後者の素子は、画像９を、拡大させ、および／または、透過性によって当該半反射光学素子２１の向こう側（特に、ディスプレイの取り付けられる車両のフロントガラスの向こう側）に、当該半反射光学素子２１の助力でもたらされる仮想スクリーンの位置で表示させることを可能とし得る。
【００２５】
この半反射光学素子２１は、透過性であって、かつ少なくとも２０％の反射率を有しているのが有利である。その光学素子２１は、表示画像を見られるようにする強調されたコントラストの利得を得ながら、当該伝達装置を通じて使用者が車両のとる進路を見ることを可能とする。
【００２６】
従って図２に示すように、本発明は、上述したような半反射光学素子２１、即ち前記運転者の視野内に前記虚像を表示するのに用いることのできる光線を伝達するように構成された光学素子２１を備える画像伝達装置にも関する。本発明によれば、当該光学素子２１は、光をガイド（導波）するようにも構成されている。
【００２７】
当該伝達装置は更に、光ビームを放出する光源３０を備えている。当該光源３０と前記光学素子２１とは、光ガイドとして作用する当該光学素子２１によって当該ビームが放出されるように、互いに相対的に配置されてもいる。換言すれば、当該光源３０によって放出された光が、当該光学素子によってガイドされ、当該光学素子２１を介して観測者、特に運転者によって知覚されるのである。
【００２８】
前記光学素子２１は例えば、プレート、特に半反射性プレート（半反射板）である。当該プレートは、虚像９を形成する光線を伝達する２つの面３２，３４を有していてよく、当該面同士が縁部３６によって結合されている。当該縁部３６は、当該伝達装置の前記光源３０によって放出される光ビームのための入射面３８を形成する第１部分を備えている。当該縁部３６はまた、当該光ビームのための出射面４０を形成する第２部分を備えている。換言すれば、この場合、前記光学素子２１は、前記光源３０から受ける光を当該出射面４０の位置で放出するのである。かくして、前記虚像９に含まれる情報に加えて、プレート２１の半反射縁部の照明が運転者に利用可能となっている。
【００２９】
例として前記照明は、適切な色、特に赤色を選択することによって、運転者の注意を危険性へと引き付けるために用いられてもよい。
【００３０】
前記縁部３６は、とりわけ前記出射面４０において、特にザラザラにすることによる磨り加工がされていてもよい。その縁部は、運転者にもっと見えるようにするように斜角が付けられていてもよい。
【００３１】
この場合、前記入射面３８は、車両のダッシュボード４２に面して設置されるように構成されている。
【００３２】
前記入射面３８は、前記プレート２１の外形における側面のうちの１つに対応し、前記出射面４０は、前記外形におけるその他の側面に対応している。この外形が矩形であって、前記入射面３８が当該プレート２１の一方の長辺によって形成され、前記出射面４０がそのプレートにおけるその他の三辺によって形成されていてもよい。
【００３３】
当該伝達装置の前記光源３０は、１つないし複数の発光ダイオード４４、この場合は前記入射面３８に沿って配置された複数のダイオードを備えている。当該１つないし複数のダイオードは、赤色、橙色、および／または別の色であってよい。換言すれば、当該発光ダイオード４４は、より高い光度をもたらすように全て同じ色であってもよく、或いはプレート２１の縁部に対して選択される色彩を変化させるように全て異なる色であってもよい。
【００３４】
この場合、当該伝達装置は、前記ダイオード４４へ電力を供給するための可撓性導体４６を備えており、当該ダイオード４４は当該可撓性導体４６上に配置されている。当該可撓性導体４６は、ダッシュボード４２に取り付けられ、および／または、締付け手段４７によって前記プレート２１に取り付けられてもよい。
【００３５】
従って、当該ディスプレイは、光源３０を作動させるための手段を備えていることが有利である。その手段は、当該光源３０を交互方式で作動させるように構成されていてもよい。それは特に、前記プレート２１の縁部の交互照明による点滅反復機能をもたらすためである。用いられる１つないし複数の発光ダイオード４４は、例えば色が橙色である。
【００３６】
当該ディスプレイの前記画像生成装置１１は、この場合、制御手段３３（図１）を備えている。その制御手段３３は特に、当該ディスプレイの光源への電流供給を制御するための手段を備えている。当該制御手段は、前記伝達装置の光源を作動させるための前記手段をも制御するように構成されていることが有利である。
【００３７】
この場合、前記画像生成装置１１内に光センサ１３が組み込まれている。そのセンサ１３は、前記画像の放出方向１９とは逆の方向、即ち画像生成装置１１に向かう方向の光ビームを受けるように組み込まれている。図１に示すように、この逆方向の光ビームは、当該画像の位置に存在する環境光（外乱光）、例えば環境のバックグラウンド光のレベル、特に前記虚像９を表示することのできる前記半反射光学素子２１や前記フロントガラスによって伝達される環境光に相当するものである。
【図１】
2016505164.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2016505164.tif 000005
2016505164.tif 000006
2016505164.tif 000007
2016505164.tif 000008