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公開番号2025129494
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026157
出願日2024-02-26
発明の名称ヘッドアップデテイプレイ装置およびその制御方法
出願人日本精機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20250829BHJP(光学)
要約【課題】実像と虚像を切り替えて表示する場合に生じる表示像の明るさの変化によって視認者が感じる違和感を低減する。
【解決手段】光源を含むバックライト、光源による照明光を透過させて表示光を生成する表示器、光源の点灯と消灯を制御する制御部を、それぞれ2系統備え、第2の制御部13Bが虚像V2を表示する場合は、第2の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、第1の制御部13Aが実像V1を表示する場合は、第1の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、かつ、第1の表示器11Aの面積当たりの第1の光源の消費電力を、虚像V2を表示する場合の第2の表示器11Bの面積当たりの第2の光源の消費電力よりも大きくする制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
射出口を有し、前記射出口から表示光を透光部材に向けて出射することで前記表示光が表す表示像の虚像および実像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
第１の光源を含む第１のバックライトと、
前記第１の光源の照明光を透過させて第１の表示光を生成する第１の表示器と、
第２の光源を含む第２のバックライトと、
前記第２の光源の照明光を透過させて第２の表示光を生成する第２の表示器と、
一方の面から入射する前記第１の表示光を反射し、他方の面から入射する前記第２の表示光を透過する第１の反射部材と、前記第１の反射部材によって反射された前記第1の表示光、あるいは前記第１の反射部材を透過した前記第２の表示光を反射して前記射出口に導く第２の反射部材と、を含み、前記第１の表示光は、前記第１の反射部材で反射される第１の光路で出射して前記実像を生成し、前記第２の表示光は、前記第１の反射部材を透過して前記第２の反射部材で反射される第２の光路で出射して前記虚像を結像する結像光学系と、
前記第１のバックライト複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第１の制御部と
前記第２のバックライトの複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第２の制御部と、を備え、
前記第２の制御部が前記虚像を表示する場合は、
前記第２の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、
前記第１の制御部が前記実像を表示する場合は、
前記第１の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、かつ、前記第１の表示器の面積当たりの前記第１の光源の消費電力を、前記虚像を表示する場合の前記第２の表示器の面積当たりの前記第２の光源の消費電力よりも大きくする制御を行う、ヘッドアップディスプレイ装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１の制御部は、
前記実像を表示する場合に、前記第２の制御部が前記虚像を表示する場合に比べ、前記第１の光源に流す電流の電流値を増やす制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１の制御装置は、
前記実像を表示する場合に、前記第２の制御部が虚像を表示する場合に比べ、前記第１の光源の点灯数を増やす制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第１の制御部は、
前記実像を表示する場合に、前記第２の制御部が前記虚像を表示する場合に比べ、前記第１の光源に流す電流の電流値を増やすと共に、前記第１の光源の点灯数を増やす制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第１の制御部は、
前記第１の光源の照明光を前記第１の表示器に収束するように照射し、
前記第２の制御部は、
前記第２の光源の照明光を前記第２の表示器へ発散するように照射する、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第１の制御部は、
前記実像を表示する場合に、前記第２の制御部が前記前記虚像を表示する場合に比べ、前記第１の光源が実装される矩形領域からなる光源回路実装基板の長辺方向の外縁側で点灯する前記第１の光源の実装密度を、前記外縁側の内側の領域において点灯する前記第２の光源の実装密度よりも増加させる制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
複数の第１の光源を含む第１のバックライトと、前記第１の光源の照明光を透過させて第１の表示光を生成する第１の表示器と、複数の第２の光源を含む第２のバックライトと、前記第２の光源の照明光を透過させて第２の表示光を生成する第２の表示器と、一方の面から入射する前記第１の表示光を反射し、他方の面から入射する前記第２の表示光を透過する第１の反射部材と、前記第１の反射部材によって反射された前記第1の表示光、あるいは前記第１の反射部材を透過した前記第２の表示光を反射して前記射出口に導く第２の反射部材と、を含み、前記第１の表示光は、前記第１の反射部材で反射される第１の光路で出射して前記実像を生成し、前記第２の表示光は、前記第１の反射部材を透過して前記第２の反射部材で反射される第２の光路で出射して前記虚像を結像する結像光学系と、前記第１のバックライトの複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第１の制御部と、前記第２のバックライトの複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第２の制御部と、を備え、射出口から表示光を透光部材に向けて出射することで前記第１の表示光又は前記第２の表示光が表す表示像の虚像又は実像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置の制御方法であって、
前記第２の制御部が、
前記虚像を表示する場合は、前記第２の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御するステップと、
前記第１の制御部が、
前記実像を表示する場合は、前記第１の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、かつ、前記第１の表示器の面積当たりの前記第１の光源の消費電力を、前記虚像を表示する場合の前記第２の表示器の面積当たりの前記第２の光源の消費電力よりも大きくする制御を行うステップと、を有するヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出口を有し、当該射出口から表示光を透光部材に向けて出射することで、表示光が表す表示像の虚像および実像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置等に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１の図１に、射出口１７を有し、射出口１７から表示光を投光部材ＷＳに向けて射出することで表示光が示す表示像の少なくとも実像ＲＩを視認させるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置１という）が記載されている。このＨＵＤ装置１によれば、第１表示素子を備え、実像ＲＩ用の第１光源１１ａが出射した光を透過させると共に表示光の実像ＲＩを表示する第１表示部１２ａと、少なくとも、第１表示部１２ａに表示された実像ＲＩを表す第１光線Ｌ１を透光部材ＷＳに向けて反射させる反射部１３と、を有し、反射部１３は、第１光線Ｌ１を第２ミラー１３２に向けて反射する第１ミラー１３１と、第１光線Ｌ１を射出口１７に向けて反射する第３ミラー１３３と、を含み、第１ミラー１３１は、第１光線Ｌ１の光路に沿って、第１表示部１２ａよりも射出口１７側で、かつ、透光部材ＷＳ、第２ミラー１３２、及び第ミラー１３３を含む結像光学系の第１光学焦点Ｆ１よりも第１表示部１２ａ側に配置されており、第３ミラー１３３及び第１表示部１２ａは、少なくとも、第３ミラー１３３の高さ方向位置が当該第１表示部１２ａの高さ方向位置より上方となる様に配置されたＨＵＤ装置１が、本出願の出願日の時点で未公開の特許文献１（段落［０００７］参照）に記載されている。
【０００３】
また、特許文献１の図５に、上述したＨＵＤ装置１において、虚像ＶＩと実像ＲＩとを切り替えて表示する構成が示されている。図５によれば、図１に示す構成に加え、第２表示素子を備え、虚像ＶＩ用の第２光源１１ｂが出射した光を透過させると共に表示像の虚像ＶＩを表示する第２表示部１２ｂを更に有し、例えば、ハーフミラーで構成された第２ミラー１３２は、第２表示部１２ｂに表示された虚像ＶＩを表す第２光線Ｌ２を透過し、第３ミラー１３３は、第２光線Ｌ２をウンイドウシールドＷＳに向けて反射し、第２表示部１２ｂは、第２光線Ｌ２の光路に沿って、ウインドウシールドＷＳ、第２ミラー１３２、及び第３ミラー１３３を含む結像光学系の第２光学焦点Ｆ２の位置よりも射出口１７側に配置されており、表示像の虚像ＶＩを乗員ＤＲに視認させることができる。したがって、虚像ＶＩと実像ＲＩとを切り替えて表示するＨＵＤ装置１を実現することができる（段落［００３８］、［００３９］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特願２０２３－２１３４６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術によれば、第１ミラー１３１、第２ミラー１３２（ハーフミラー）、第３ミラー１３３を含む結像光学系の光路（第１光線Ｌ１，第２光線Ｌ２）を変化させることにより、表示像を実像ＲＩと虚像ＶＩに切り替えて表示している。実像表示用のレンズ等の照明光学系と虚像表示用のレンズ等の照明光学系はそれぞれ専用に設計され、実像表示用のバックライトの光源は第１表示部１２ａへ収束するように照明光を照射し、虚像表示用のバックライトの光源は第２表示部１２ｂへ発散するように照明光を照射することから、実像表示が虚像表示に比べて表示光が暗くなることが分かっている。したがって、表示像を実像から虚像に、あるいは虚像から実像に切り替えて表示した場合、表示像の明るさに変化が生じ、視認者である乗員に違和感を与える（感じさせる）ことがある。
【０００６】
このため、本発明の目的は、実像と虚像を切り替えて表示する場合に生じる表示像の明るさの変化によって視認者が感じる違和感を低減することができる、ヘッドアップディスプレイ装置、等を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【０００９】
本発明に従う第１の態様は、射出口を有し、前記射出口から表示光を透光部材に向けて出射することで前記表示光が表す表示像の虚像および実像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、第１の光源を含む第１のバックライトと、前記第１の光源の照明光を透過させて第１の表示光を生成する第１の表示器と、第２の光源を含む第２のバックライトと、前記第２の光源の照明光を透過させて第２の表示光を生成する第２の表示器と、一方の面から入射する前記第１の表示光を反射し、他方の面から入射する前記第２の表示光を透過する第１の反射部材と、前記第１の反射部材によって反射された前記第1の表示光、あるいは前記第１の反射部材を透過した前記第２の表示光を反射して前記射出口に導く第２の反射部材と、を含み、前記第１の表示光は、前記第１の反射部材で反射される第１の光路で出射して前記実像を生成し、前記第２の表示光は、前記第１の反射部材を透過して前記第２の反射部材で反射される第２の光路で出射して前記虚像を結像する結像光学系と、前記第１のバックライト複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第１の制御部と、前記第２のバックライトの複数の光源のそれぞれの点灯と消灯を制御する第２の制御部と、を備え、前記第２の制御部が前記虚像を表示する場合は、前記第２の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、前記第１の制御部が前記実像を表示する場合は、前記第１の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、かつ、前記第１の表示器の面積当たりの前記第１の光源の消費電力を、前記虚像を表示する場合の前記第２の表示器の面積当たりの前記第２の光源の消費電力よりも大きくする制御を行う。
【００１０】
第１の態様では、実像表示のための第１のバックライトの第１の光源が出射した照明光を第１の反射部材で反射させ、第２の反射部材を介して透光部材に向けて出射する（第１の光路）と共に、第１の表示光である実像を生成する第１の表示器と、虚像表示のための第２のバックライトの第２の光源が出射した照明光を第１の反射部材で透過させ、第２の反射部材を介して透光部材に向けて出射する（第２の光路）と共に、第２の表示光である虚像を生成する第２の表示器を備え、第２の制御部が虚像を表示する場合は、第２の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、第１の制御部が実像を表示する場合は、第１の光源のうち少なくとも一部が点灯するように制御し、かつ、第１の表示器の面積当たりの第１の光源の消費電力を、虚像を表示する場合の第２の表示器の面積当たりの第２の光源の消費電力よりも大きくする制御を行う構成とした。
（【００１１】以降は省略されています）

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