JP7332449B2 - ヘッドアップディスプレイモジュール、ヘッドアップディスプレイシステム及び移動体 - Google Patents
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Description
本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステム1は、図1に示すように、ヘッドアップディスプレイモジュール3と、反射光学素子4とを含んで構成される。反射光学素子4は第2光学素子である。ヘッドアップディスプレイシステム1は、以下にHUD(Head Up Display)システム1と表記される。ヘッドアップディスプレイモジュール3は、以下にHUDモジュール3と表記される。HUDシステム1は、移動体20に搭載されてよい。移動体20に搭載されたHUDシステム1は、移動体20に搭乗する利用者30に対して、画像を表示する。HUDシステム1が投影する画像は、第1画像と称される。
HUDモジュール3は、コントローラ5と、表示装置6と、ミラー7と、駆動装置8と、第1入力部9とを備える。ミラー7は、第1光学素子である。以下に、HUDモジュール3の各部の構成が説明される。
E:Vd=(n×VHp):Vg 式(1)
Vd:VBp=(Vdv+Vg):(2×n×VHp) 式(2)
虚像バリアピッチVBpは、第2虚像V2として投影された複数の減光領域12bのu軸方向に対応するx軸方向の配置間隔である。虚像ギャップVgは、第2虚像V2と第1虚像V1との間の距離である。適視距離Vdは、利用者30の左眼31l及び右眼31rそれぞれの位置と視差光学素子12の虚像である第2虚像V2との間の距離である。眼間距離Eは、左眼31lと右眼31rとの間の距離である。眼間距離Eは、例えば、産業技術総合研究所の研究によって算出された値である61.1mm~64.4mmであってよい。VHpは、複数のサブピクセルの虚像の水平方向の長さである。VHpは、第1虚像V1における1つのサブピクセルの虚像の、x軸方向に対応する方向の長さである。
反射光学素子4は、第1画像を少なくとも部分的に反射するように構成された光学部材である。反射光学素子4は、HUDモジュール3から射出された第1画像の画像光を、利用者30の視域32に向けて反射させるように構成される。車両である移動体20に搭載されたHUDシステム1は、車両のウインドシールドを反射光学素子4として兼用してよい。
次に、コントローラ5による第1画像の表示方法を説明する。コントローラ5は、第1入力部9から入力された移動体20の速度に応じて駆動装置8を駆動させることができるように構成される。コントローラ5は、移動体20の速度に応じて第1表示パネル11に表示する表示画像の位置を制御することができるように構成される。コントローラ5は、駆動装置8を駆動してミラー7の向き及び位置を変えることにより、第1画像表示領域52の位置を変更することができる。
複数の画像を表示することが可能な、本開示に係るHUDシステム1Aが、図9に示される。HUDシステム1Aは、HUDモジュール3Aと反射光学素子4とを含む。HUDシステム1AのHUDモジュール3Aは、図1に示したHUDモジュール3の構成要素に加え、第2表示パネル41を含む。この場合、反射光学素子4は、ミラー7で反射された第1画像の画像光に加え、第2表示パネル41から出射した第2画像の画像光を、利用者30に向けて反射するように構成される。このようにすることにより、第1表示パネル11と第2表示パネル41の双方に表示された画像を、利用者30の視野内に虚像として視認可能に投影することができる。第2表示パネル41に表示される画像は、利用者30に第3虚像V3として視認される。
3、3A ヘッドアップディスプレイモジュール(HUDモジュール)
4 反射光学素子(第2光学素子)
4a 第1反射領域
4b 第2反射領域
5 コントローラ
6 表示装置
7 ミラー(第1光学素子)
8 駆動装置
9 第1入力部
10 照射器
11 第1表示パネル
12 視差光学素子
13 検出装置
14 第2入力部
15 カバーガラス
20 移動体
21 ECU
30 利用者
31L 左眼
31R 右眼
32 視域
41 第2表示パネル
42 ステージ
51 第1画像
52 第1画像表示領域
53 第1表示コンテンツ
54 第2表示コンテンツ
55 第2画像表示領域
A アクティブエリア
P 画素
Pg サブピクセル群
V1 第1虚像
V2 第2虚像
V3 第3虚像
VaL 左可視領域
VbL 左減光領域
VaR 右可視領域
VbR 右減光領域
Claims (12)
- 移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイモジュールであって、
第1画像を表示するように構成された第1表示パネルと、
前記第1表示パネルから出射した前記第1画像の画像光を反射するように構成された第1光学素子と、
前記第1光学素子を駆動し、前記第1画像の画像光を反射する方向を変更するように構成された駆動装置と、
前記移動体の速度の入力を受けるように構成される第1入力部と、
前記駆動装置を前記速度に応じて駆動し、且つ、前記第1表示パネルに表示する表示画像を制御するように構成されたコントローラと、
視差光学素子と
を備え、
前記第1表示パネルは、前記第1画像として視差画像を表示可能に構成され、前記視差光学素子は、前記視差画像の画像光の伝播方向を規定することにより前記第1画像の視域を実質的に規定し、前記コントローラは、前記速度に応じて前記第1表示パネルに表示する視差画像の視差量を変更するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記速度が速くなるほど前記第1光学素子の前記画像光を反射する方向がより大きく上向きとなるように前記駆動装置を制御するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項1または2に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記速度が遅くなるほど前記第1光学素子の前記画像光を反射する方向がより小さく上向きとなるように前記駆動装置を制御するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項1から3の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
利用者の眼の位置を位置情報として取得可能に構成された第2入力部を含み、
前記コントローラは、前記駆動装置を前記速度及び前記位置情報に応じて駆動するように構成されている、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項4に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記位置情報に含まれる前記利用者の眼の高さに応じて前記駆動装置を駆動して、前記画像光を反射する方向の下限となる角度を変更するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項4または5に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記位置情報に含まれる前記利用者の眼の高さに応じて前記駆動装置を駆動して、前記画像光を反射する方向の上限となる角度を変更するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項4から6の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記位置情報に含まれる前記利用者の眼の高さ及び前記速度に応じて、前記駆動装置を駆動するように構成されている、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 請求項4から7の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
前記コントローラは、前記位置情報に含まれる前記利用者の眼の高さに応じて、前記速度の変化に対する前記画像光を反射する方向の変化量を変えて前記駆動装置を駆動するように構成されている、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイモジュールであって、第1画像を表示するように構成された第1表示パネルと、前記第1表示パネルから出射した前記第1画像の画像光を反射するように構成された第1光学素子と、前記第1光学素子を駆動し、前記第1画像の画像光を反射する方向を変更するように構成された駆動装置と、前記移動体の速度の入力を受けるように構成される第1入力部と、前記駆動装置を前記速度に応じて駆動し、且つ、前記第1表示パネルに表示する表示画像を制御するように構成されたコントローラとを備える、ヘッドアップディスプレイモジュールと、
前記第1光学素子で反射された前記第1画像の画像光を、利用者に向けて反射するように構成された第2光学素子と、
視差光学素子と
を備え、
前記第1表示パネルは、前記第1画像として視差画像を表示可能に構成され、前記視差光学素子は、前記視差画像の画像光の伝播方向を規定することにより前記第1画像の視域を実質的に規定し、前記コントローラは、前記速度に応じて前記第1表示パネルに表示する視差画像の視差量を変更するように構成されるヘッドアップディスプレイシステム。 - 請求項1から8の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイモジュールであって、
第2表示パネルをさらに備え、
前記コントローラは、表示すべき複数の表示コンテンツを有する場合、前記速度が所定値未満のとき、前記第2表示パネルに少なくとも一部の前記表示コンテンツを表示させ、前記速度が前記所定値以上のとき、前記第1表示パネルに全ての前記表示コンテンツを表示させるように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュール。 - 移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイモジュールであって、第1画像を表示するように構成された第1表示パネルと、前記第1表示パネルから出射した前記第1画像の画像光を反射するように構成された第1光学素子と、前記第1光学素子を駆動し、前記第1画像の画像光を反射する方向を変更するように構成された駆動装置と、前記移動体の速度の入力を受けるように構成される第1入力部と、前記駆動装置を前記速度に応じて駆動し、且つ、前記第1表示パネルに表示する表示画像を制御するように構成されたコントローラと、視差光学素子と、第2表示パネルとを備え、前記第1表示パネルは、前記第1画像として視差画像を表示可能に構成され、前記視差光学素子は、前記視差画像の画像光の伝播方向を規定することにより前記第1画像の視域を実質的に規定し、前記コントローラは、前記速度に応じて前記第1表示パネルに表示する視差画像の視差量を変更するように構成され、前記コントローラは、表示すべき複数の表示コンテンツを有する場合、前記速度が所定値未満のとき、前記第2表示パネルに少なくとも一部の前記表示コンテンツを表示させ、前記速度が前記所定値以上のとき、前記第1表示パネルに全ての前記表示コンテンツを表示させるように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュールと、
前記第1光学素子で反射された前記第1画像の画像光、及び、前記第2表示パネルから出射した第2画像の画像光を、利用者に向けて反射するように構成された第2光学素子と
を備えるヘッドアップディスプレイシステム。 - 第1画像を表示するように構成された第1表示パネルと、前記第1表示パネルから出射した前記第1画像の画像光を反射するように構成された第1光学素子と、前記第1光学素子を駆動し、前記第1画像の画像光を反射する方向を変更するように構成された駆動装置と、速度の入力を受けるように構成される第1入力部と、前記駆動装置を前記速度に応じて駆動し、且つ、前記第1表示パネルに表示する表示画像を制御するように構成されたコントローラと、視差光学素子とを備え、前記第1表示パネルは、前記第1画像として視差画像を表示可能に構成され、前記視差光学素子は、前記視差画像の画像光の伝播方向を規定することにより前記第1画像の視域を実質的に規定し、前記コントローラは、前記速度に応じて前記第1表示パネルに表示する視差画像の視差量を変更するように構成される、ヘッドアップディスプレイモジュールと、前記第1光学素子で反射された前記第1画像の画像光を、利用者に向けて反射するように構成された第2光学素子とを含むヘッドアップディスプレイシステム
を備える移動体。
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