本發(fā)明涉及使虛像成像于駕駛者的前方而顯示所需的信息的車輛用平視顯示裝置。

背景技術(shù)：

近來，在車輛的前窗玻璃上投影顯示圖像而使虛像成像于駕駛者的前方，從而即使在駕駛中，也能夠不使視線從前方偏移地視覺識別顯示圖像的車輛用平視顯示裝置已被實用化。

在這種車輛用平視顯示裝置中，因為將虛像顯示于曲面狀的前窗玻璃上，所以所顯示的虛像產(chǎn)生變形。因此，專利文獻(xiàn)1中，通過調(diào)整用于投影虛像的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)來降低虛像的變形。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第5370427號公報

發(fā)明所要解決的課題

但是，專利文獻(xiàn)1的車輛用平視顯示裝置中，雖然能夠較容易地降低單眼觀察時的顯示圖像的變形，但使左右各眼所觀察到的虛像的變形均降低，生成在兩眼觀察時變形少的虛像是困難的。因此，例如，在前窗玻璃的曲率大的區(qū)域(曲率半徑小的曲面區(qū)域)所顯示的虛像中，在兩眼觀察時殘留有變形，從而視覺識別性惡化。

在這種車輛用平視顯示裝置中，如果欲要提高顯示圖像的放大率而實現(xiàn)成像距離的遠(yuǎn)方化的話，顯示區(qū)域必然會與前窗玻璃的曲面區(qū)域重合。該情況下，由于前窗玻璃的曲面性所引起的顯示圖像的變形，特別是左眼看到的虛像的變形和右眼看到的虛像的變形的差增大，從而在兩眼觀察所生成的虛像時，顯示圖像的品質(zhì)的惡化變得顯著。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這種以往的問題點而做出的，其目的在于，通過顯示所顯示的虛像的變形的狀態(tài)、特別是與左右各眼觀察到的虛像的變形的差相對應(yīng)的形式的信息，從而與兩眼觀察時的虛像的變形的差無關(guān)地顯示更容易觀察到的虛像。

用于解決課題的技術(shù)方案

為了解決所述課題，本發(fā)明提供一種車輛用平視顯示裝置，將設(shè)置于車輛的儀表板內(nèi)的圖像顯示部的顯示圖像從所述儀表板的開口部朝向透光性部件投影并由所述透光性部件反射而將在視野范圍內(nèi)能夠視覺識別的文字信息和符號信息虛像顯示，其中，在從所述視野范圍觀察所述透光性部件時，所述文字信息顯示于虛像顯示的兩眼視差小于規(guī)定值的區(qū)域。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置，通過上述的結(jié)構(gòu)，在從視野范圍進(jìn)行觀察時，被要求為高顯示品質(zhì)的文字信息顯示于所要顯示的虛像的兩眼視差小的區(qū)域，由此，可以根據(jù)虛像的兩眼視差(左右眼觀察到的虛像的變形的差)，將顯示信息配置在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

附圖說明

圖1是具備有作為本發(fā)明一個實施方式的實施例1的車輛用平視顯示裝置的儀表板的縱剖視圖。

圖2是表示在實施例1中為了量化顯示于平視顯示裝置的虛像的變形而進(jìn)行投影的投影圖案的形態(tài)的圖。

圖3是對測量車輛用平視顯示裝置所顯示的虛像的變形的裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。

圖4是表示用圖3所示的裝置觀測到的虛像的一例的圖，圖4(a)是表示從相當(dāng)于駕駛者的左眼的位置觀測到的虛像的一例的圖，圖4(b)是表示從相當(dāng)于駕駛者的右眼的位置觀測到的虛像的一例的圖。

圖5是表示將圖3所示的裝置所拍攝到的各圖像相互重合的狀態(tài)的圖。

圖6是表示對平視顯示裝置的整個顯示區(qū)域測量出由左右眼看到的各虛像的兩眼視差(變形的差)的大小的結(jié)果的一例的圖。

圖7是表示顯示于平視顯示裝置的文字信息和符號信息的一例的圖。

圖8是表示顯示于圖6所示的平視顯示裝置的顯示范圍的文字信息和符號信息的配置的一例的圖。

圖9是將作為本發(fā)明一個實施方式的實施例2的車輛用平視顯示裝置所顯示的虛像顯示的一例與駕駛者的視野重合而顯示的圖。

具體實施方式

實施例1

以下，參照附圖對本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置的具體的實施方式進(jìn)行說明。

圖1是表示作為本發(fā)明一個實施方式的車輛用平視顯示裝置21的構(gòu)造的縱剖視圖。首先，使用圖1對車輛用平視顯示裝置21的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

[車輛用平視顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的說明]

如圖1的縱剖視圖所示，在汽車等車輛10的車廂的前部設(shè)置有車廂前壁面板1和前窗玻璃2(透光性部件)。而且，在前窗玻璃2的下側(cè)，以遮蓋車廂前壁面板1的方式設(shè)置有儀表板3。

在該儀表板3的內(nèi)部，以位于車廂前壁面板1的車輛10的后方側(cè)(圖1的紙面右側(cè))的方式配設(shè)有向車寬方向(圖1的紙面正交方向)延伸的車身強(qiáng)度部件4。在該車身強(qiáng)度部件4的下部設(shè)置有用于安裝轉(zhuǎn)向柱5的、未圖示的轉(zhuǎn)向柱托架。該轉(zhuǎn)向柱托架(未圖示)被分成位于車輛10的前方側(cè)的轉(zhuǎn)向柱下托架7和位于車輛10的后方側(cè)的轉(zhuǎn)向柱上托架8。而且，轉(zhuǎn)向柱5和轉(zhuǎn)向柱下托架7及轉(zhuǎn)向柱上托架8之間分別通過未圖示的螺栓、螺母等緊固件緊固固定。

在儀表板3的內(nèi)部(的上側(cè))，從車輛10的前方側(cè)依次還設(shè)置有空調(diào)管路11、12、線束13(電線束)、儀表裝置14等。另外，在儀表板3上，一體或分體地設(shè)置有覆蓋儀表裝置14的上部的儀表罩15。而且，在轉(zhuǎn)向柱5的、從儀表板3向車輛10的后方側(cè)突出的部分安裝有轉(zhuǎn)向柱罩16。此外，儀表板3的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)要素的配置部位根據(jù)車輛而不同，因此，上述的結(jié)構(gòu)是其一例。

在此，車廂前壁面板1設(shè)置于前窗玻璃2(透光性部件)的下側(cè)，由分隔車廂和發(fā)動機(jī)艙之間的隔板等構(gòu)成。車身強(qiáng)度部件4為金屬制或輕合金制的非圓形截面(例如，矩形截面)的部件?？照{(diào)管路11是為了防止車窗起霧而用于對前窗玻璃2吹出空調(diào)用空氣的通道(除霜通道)。另外，空調(diào)管路12是用于朝向乘員吹出空調(diào)用空氣的通道(通風(fēng)通道)。

在這樣構(gòu)成的儀表板3的內(nèi)部的間隙、具體而言，在上述的轉(zhuǎn)向柱下托架7的上部的、空調(diào)管路11和線束13之間的位置安裝有車輛用平視顯示裝置21。而且，車輛用平視顯示裝置21的上方的儀表板3切除而與前窗玻璃2(透光性部件)之間形成有開口部29，該開口部29使從車輛用平視顯示裝置21射出而用于成像虛像的光束51通過。

車輛用平視顯示裝置21由外殼22、防塵罩27、飾板罩(finisher cover)30、以及立壁部28構(gòu)成。外殼22內(nèi)包有為了形成虛像而所需的顯示部和成像光學(xué)系統(tǒng)；防塵罩27以閉塞外殼22的方式設(shè)置；飾板罩30設(shè)置于防塵罩27的上方；立壁部28作為飾板罩30的一部分構(gòu)成并從防塵罩27的車輛10的前方側(cè)端部附近貫穿車輛10的左右方向而朝向上方立設(shè)。

接著，對車輛用平視顯示裝置21的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在構(gòu)成車輛用平視顯示裝置21的外殼22的內(nèi)部具備有：顯示圖像或影像等的由液晶面板構(gòu)成的圖像顯示部23a、從背面對圖像顯示部23a進(jìn)行照明的由多個LED構(gòu)成的照明部23b、使顯示于該圖像顯示部23a的圖像沿著箭頭L反射并用于將其導(dǎo)向前窗玻璃2的方向而投影的光路形成零件25、26、上述的防塵罩27、以及上述的立壁部28。

上述的光路形成零件25、26由將顯示于上述的圖像顯示部23a的圖像朝向前窗玻璃2的方向?qū)虻姆瓷溏R(單個或多個平面鏡或凸面鏡(光路形成零件25)和凹面鏡(光路形成零件26)構(gòu)成。此外，形成光路形成零件25、26的光學(xué)零件的個數(shù)、種類不限于上述的結(jié)構(gòu)，可以使用適當(dāng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)的光學(xué)零件。

此外，圖像顯示部23a不僅僅是液晶面板，用微鏡掃描從LED射出的光而生成顯示圖像的DLP方式、或掃描從激光光源射出的光而生成顯示圖像的激光方式也可。只是，在使用DLP方式或激光方式時，除光路形成零件25、26之外，還需要投影顯示圖像的屏幕。

從圖像顯示部23a射出并通過了開口部29的光束51由前窗玻璃2(透光性部件)反射而作為反射光束52向駕駛者的眼球91的方向反射。如果將該反射光束52延長到前窗玻璃2的車外側(cè)的話，駕駛者則認(rèn)識到顯示于圖像顯示部23a的圖像在包含距前窗玻璃2規(guī)定距離前方的點P₀的位置作為虛像53來成像的情況。此外，雖然駕駛者的眼球91的位置因人而異，但可知通常存在于被稱作視野范圍P的規(guī)定的區(qū)域內(nèi)的情況。車輛用平視顯示裝置21被設(shè)計為可以從該視野范圍P內(nèi)視覺識別虛像53。

[虛像的變形的測量方法的說明]

接著，使用圖2～圖5說明由車輛用平視顯示裝置21顯示的虛像53的變形的測量方法。

圖2是表示為了量化顯示于車輛用平視顯示裝置21的虛像的變形而將其顯示于圖像顯示部23a并投影到前窗玻璃2的投影圖案24的形態(tài)的圖。如圖2所示，投影圖案24形成為縱橫延伸的多條線段相互正交而具有多個交點的格子狀。在圖2所示例子中，投影圖案24按照從左至右、從上至下的順序具有81個格子點K1、…、K9、…、K73、…、K81。此外，形成投影圖案24的格子點的數(shù)量并不限于如圖2所示的81個，使用具有適當(dāng)決定的數(shù)量的格子點的投影圖案24也可。此外，投影圖案24并不限于圖2所示的圖案，除格子狀的圖案外，使用縱橫規(guī)則排列成點狀的圖案也可。

圖3是表示測量顯示于車輛用平視顯示裝置21的虛像的變形的裝置的結(jié)構(gòu)的圖。該裝置為：由置于駕駛者的左眼位置的拍攝部70a和置于駕駛者的右眼位置的拍攝部70b分別拍攝投影于屏幕60的投影圖案24，在圖像處理部72中將所拍攝的兩張?zhí)撓窈铣蔀橐粡垐D像，算出兩張?zhí)撓竦奈恢貌?，在顯示部74中確認(rèn)其結(jié)果的裝置。即，拍攝部70a和拍攝部70b均被設(shè)置于視野范圍P的內(nèi)部。

利用圖3的裝置來拍攝例如圖4所示的、由拍攝部70a拍攝的包含虛像53l的圖像I_L(x、y)和由拍攝部70b拍攝的包含虛像53r的圖像I_R(x、y)。

然后，在圖像處理部72中，將虛像53l和虛像53r在規(guī)定的位置重合而得到圖5所示的圖像I(x、y)。然后，基于該圖像I(x、y)求出虛像53l和虛像53r的位置差。例如，基于圖5所示的位置差θ1和位置差θ2來將兩眼視差(變形的差θ)數(shù)值化。

圖6是在車輛用平視顯示裝置21的顯示區(qū)域34的內(nèi)部表示出所測量出的由左右各眼觀察到的虛像的兩眼視差(變形的差θ)的結(jié)果的一例的圖。

圖6所示的縱9個、橫9個的方格表示顯示區(qū)域34(參照圖3)，在各個方格中存儲有表示圖2所示的投影圖案24的各格子點K1～K81的兩眼視差(變形的差θ)的濃淡值。即，圖5中表示的是，越是黑色濃的方格變形的差θ越小，越是白色濃的方格變形的差θ越大。

圖6所示的例子中，在車輛用平視顯示裝置21的顯示區(qū)域34中的與車輛的行駛車道對應(yīng)的中央附近的區(qū)域形成變形的差θ小的區(qū)域80a。而且，在與行駛車道端部或相反車道對應(yīng)的左下的區(qū)域形成變形的差θ大的區(qū)域80b，在與路肩對應(yīng)的右上的區(qū)域形成變形的差θ大的區(qū)域80c。

該區(qū)域80a、80b、80c的分布根據(jù)前窗玻璃2的形狀、光路形成零件25、26的規(guī)格、外殼22和前窗玻璃2的設(shè)計等而不同。即，在由圖3的裝置結(jié)構(gòu)得到的圖6的分布中，在前窗玻璃2的曲率比規(guī)定的曲率大的左下的區(qū)域和外殼22與前窗玻璃2的距離比顯示區(qū)域34內(nèi)的其它區(qū)域大的右上的區(qū)域的變形的差θ增大。另外，在顯示區(qū)域34中，在可視為前窗玻璃2較為平坦的中央附近的區(qū)域的變形的差θ減小。

在此，為了使以后的說明簡化，將變形的差θ小的區(qū)域80a稱作第一區(qū)域。另外，將顯示區(qū)域34整體稱作第二區(qū)域。

此外，圖6所示的變形的差θ的分布可以通過與圖2所示的投影圖案24的格子點的數(shù)量相對應(yīng)的位置分辨率得到。因此，如果使用具有更多的格子點的投影圖案24，則能夠得到具有更細(xì)微的位置分辨率的變形的差θ的分布。

[與虛像的變形相對應(yīng)的顯示內(nèi)容的配置方法的說明]

圖7是表示顯示于車輛用平視顯示裝置21的顯示內(nèi)容的一例的圖。如圖7所示，在車輛用平視顯示裝置21顯示大體分為兩類的信息。一類是通過文字傳遞信息的文字信息96，另一類是通過符號傳遞信息的符號信息98。

文字信息96有例如車速信息82、距離信息84、音頻信息86等。這些文字信息96均是通過數(shù)值、文字來傳遞信息的信息。即，文字信息96因為文字本身具有意思，所以有必要以高的顯示品質(zhì)來顯示，以使防止以誤讀的方式讀取的情況。因此，在作為虛像53來顯示文字信息96時，顯示于左眼看到的虛像53l和右眼看到的虛像53r的變形的差θ(兩眼視差)比規(guī)定值θth小的區(qū)域內(nèi)為好。假如在左眼看到的虛像53l和右眼看到的虛像53r的變形的差θ(兩眼視差)為規(guī)定值θth以上的區(qū)域顯示文字信息96的話，則出現(xiàn)變形或模糊，因此，可能會發(fā)生誤識別數(shù)字或文字的問題。

即，文字信息96顯示于車輛用平視顯示裝置21的顯示區(qū)域34(第二區(qū)域)中的、變形的差θ小于規(guī)定值θth的區(qū)域、即第一區(qū)域80a。

另一方面，符號信息98有例如標(biāo)識信息88、路徑信息90、音頻信息92、車輛信息94等。這些符號信息98均是通過符號(圖標(biāo))來傳遞信息的信息。這樣的圖標(biāo)均是一般化的圖標(biāo)，以駕駛者能夠一眼就能夠讀取其意思的方式進(jìn)行設(shè)計。而且，這些符號信息98顯示于左眼看到的虛像53l和右眼看到的虛像53r的變形的差θ大于規(guī)定值θth的區(qū)域，即使產(chǎn)生一些變形、模糊，也不會導(dǎo)致極端的判讀性的惡化。即，符號信息98可顯示于車輛用平視顯示裝置21的顯示區(qū)域34(第二區(qū)域)中的、任意的部位。

圖8是表示基于這樣的考慮方法來進(jìn)行顯示內(nèi)容的分區(qū)的例子的圖。

如圖8所示，在顯示區(qū)域34中，在圖6中說明的變形的差θ小于規(guī)定值θth的區(qū)域即第一區(qū)域80a顯示文字信息96(車速信息82、距離信息84、音頻信息86等)。另一方面，在包含變形的差θ為規(guī)定值θth以上的區(qū)域、即包含區(qū)域80b、80c的顯示區(qū)域34(第二區(qū)域)顯示符號信息98(標(biāo)識信息88、路徑信息90、音頻信息92、車輛信息94等)。

當(dāng)然，雖然在第一區(qū)域80a能夠顯示全部的信息為好，但在需要變形的差θ大的區(qū)域80b、80c也顯示虛像53的情況下，通過在區(qū)域80b、80c顯示符號信息98來能夠?qū)崿F(xiàn)顯示區(qū)域34內(nèi)不會導(dǎo)致視覺識別性惡化的、可靠的顯示信息的配置(分區(qū)(zoning))。

以下，參照附圖對本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置的具體的第二實施方式進(jìn)行說明。

實施例2

圖9是表示通過搭載有實施例1中說明的車輛用平視顯示裝置21的車輛10實際地進(jìn)行虛像顯示的例子的圖。此外，圖9是表示在車輛用平視顯示裝置21中所進(jìn)行虛像顯示的顯示區(qū)域34與駕駛者的視野100重合顯示的圖。

如圖9所示，顯示區(qū)域34的中央位于與車輛10的行駛車道102重疊的位置，在此處顯示作為文字信息96的車速信息82、距離信息84。而且，在顯示區(qū)域34的周邊顯示符號信息98。在圖9的例子中，在與行駛車道102的端部對應(yīng)的位置顯示標(biāo)識信息88，在與路肩104對應(yīng)的位置顯示音頻信息92。進(jìn)而，在顯示區(qū)域34的上緣部顯示路徑信息90。

通過這樣配置(分區(qū))文字信息96和符號信息98，能夠使虛像顯示的文字信息96和符號信息98同時具有高的視覺識別性。即，如實施例1中所進(jìn)行的說明那樣，顯示區(qū)域34的中央附近因為虛像的變形、模糊減小，所以通過在該區(qū)域顯示文字信息96，能夠使文字信息具有高的視覺識別性。另外，通過在虛像的變形、模糊增大的、顯示區(qū)域34的周邊顯示變形或模糊帶來的視覺識別性的惡化小的符號信息98，能夠確保符號信息98的視覺識別性。

如以上所說明那樣，根據(jù)實施例1的車輛用平視顯示裝置21，在將設(shè)置于車輛10的儀表板3內(nèi)的圖像顯示部23a的顯示圖像從儀表板3的開口部29朝向前窗玻璃2(透光性部件)投影并由前窗玻璃2反射而將在視野范圍P內(nèi)能夠視覺識別的文字信息96和符號信息98虛像顯示時，在從視野范圍P觀察前窗玻璃2時，文字信息96顯示于虛像顯示的變形的差θ(兩眼視差)小于規(guī)定值的第一區(qū)域80a，因此，不會導(dǎo)致變形或模糊所引起的文字信息96的視覺識別性的惡化，能夠確保高的視覺識別性。

另外，與變形的差θ(兩眼視差)的大小無關(guān)地，在投影了投影光的顯示區(qū)域34顯示符號信息98。因此，因為在產(chǎn)生超過規(guī)定值θth的變形的差θ(兩眼視差)的區(qū)域80b、80c顯示假如即使產(chǎn)生超過規(guī)定值θth的變形的差θ也視覺識別性的惡化少的符號信息98，所以可以不取決于所顯示的信息的種類而降低虛像53的變形的差θ(兩眼視差)導(dǎo)致的視覺識別性的惡化。因此，在車輛用平視顯示裝置21的顯示區(qū)域34中能夠進(jìn)行不會導(dǎo)致視覺識別性的惡化的、可靠的顯示信息的配置(分區(qū))。

而且，根據(jù)實施例1的車輛用平視顯示裝置21，因為第一區(qū)域80a是前窗玻璃2(透光性部件)的平坦的區(qū)域，所以能夠通過在虛像顯示的變形的差θ(兩眼視差)小的區(qū)域顯示文字信息96來確保文字信息的高的視覺識別性。

進(jìn)而，根據(jù)實施例1的車輛用平視顯示裝置21，因為第一區(qū)域80a是從視野范圍P觀察時與車輛10的行駛車道對應(yīng)的區(qū)域，所以能夠通過在駕駛中的視覺識別頻率高的區(qū)域顯示文字信息來確保文字信息的高的視覺識別性。

進(jìn)而，根據(jù)實施例2的車輛用平視顯示裝置21，在虛像53的變形、模糊小的顯示區(qū)域34的中央顯示變形、模糊導(dǎo)致的視覺識別性的惡化大的文字信息96(車速信息82、距離信息84)，在虛像53的變形、模糊變大的顯示區(qū)域34的周邊顯示變形、模糊導(dǎo)致的視覺識別性的惡化小的符號信息98(標(biāo)識信息88、路徑信息90、音頻信息92)，因此，能夠?qū)⑽淖中畔?6和符號信息98均以高的視覺識別性進(jìn)行虛像顯示。

此外，實施例1中，雖然對使用車輛10的前窗玻璃2作為透光性部件的例子進(jìn)行了說明，但作為透光性部件，除前窗玻璃2之外，也可以使用與前窗玻璃2分別設(shè)置的具有透光性的反射面板(分體型組合部件)。

以上，通過附圖詳述了本發(fā)明的實施例，但實施例只不過是本發(fā)明的示例，因此，本發(fā)明并不限于實施例的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，只要不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍的設(shè)計的變更等，也包含在本發(fā)明中。

對關(guān)聯(lián)申請的相互參照

本申請基于2014年9月18日在日本國專利局申請的特愿2014-190165主張優(yōu)先權(quán)，其全部的公開完全通過參照而被編入本說明書中。

符號說明

2····前窗玻璃(透光性部件)

21···車輛用平視顯示裝置

34···顯示區(qū)域(第二區(qū)域)

80a··第一區(qū)域

80b、80c··區(qū)域

53···虛像

96···文字信息

98···符號信息