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JP2018173437A - Head-up display - Google Patents

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JP2018173437A
JP2018173437A JP2017069452A JP2017069452A JP2018173437A JP 2018173437 A JP2018173437 A JP 2018173437A JP 2017069452 A JP2017069452 A JP 2017069452A JP 2017069452 A JP2017069452 A JP 2017069452A JP 2018173437 A JP2018173437 A JP 2018173437A
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JP
Japan
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image
display
light
half mirror
unit
Prior art date
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JP2017069452A
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Japanese (ja)
Inventor
健 川合
Takeshi Kawai
健 川合
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Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to reduce a change in color balance of a virtual image even when a half mirror is rotated.SOLUTION: A half mirror 40 reflects first display light 110 of a first image 12 and transmits second display light 120 of a second image to form a first virtual image 210 of the first image 12 and a second virtual image 220 of the second image 22. A display control part 73 adjusts the color balance of the first image 12 and the color balance of the second image 22 according to the rotation of the half mirror 40.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、虚像を表示するヘッドアップディスプレイに関するものである。   The present invention relates to a head-up display that displays a virtual image.

特許文献1に開示されるヘッドアップディスプレイは、第1の画像を表示する第1の表示部と、第2の画像を表示する第2の表示部と、第1の画像の光を反射し、かつ第2の画像の光を透過するハーフミラーと、ハーフミラーからの光を投射する投射部と、を備え、第1の画像の虚像である第1の虚像と、第2の画像の虚像である第2の虚像と、を視認させる。   The head-up display disclosed in Patent Document 1 reflects a first display unit that displays a first image, a second display unit that displays a second image, and light of the first image, And a first mirror that is a virtual image of the first image, and a virtual image of the second image, each of which includes a half mirror that transmits the light of the second image and a projection unit that projects the light from the half mirror. A certain second virtual image is visually recognized.

ヘッドアップディスプレイは、外光が表示部に向かわせないようにする場合や第1の虚像が結像される位置を変えたい場合等にハーフミラーを回転させることがある。   The head-up display may rotate the half mirror when the external light is not directed to the display unit or when it is desired to change the position where the first virtual image is formed.

特開2008−003355号公報JP 2008-003355 A

しかしながら、ハーフミラーの透過率・反射率の波長特性は、光の入射角度に応じて変化するため、光の入射角度が変化すると、光の波長毎に透過率・反射率が変化し、視認される虚像のカラーバランスが崩れてしまうといった問題があった。   However, the wavelength characteristics of the transmittance and reflectance of the half mirror change according to the incident angle of light. Therefore, when the incident angle of light changes, the transmittance / reflectance changes for each wavelength of light and is visually recognized. There was a problem that the color balance of the virtual image was lost.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ハーフミラーを回転させた場合であっても、虚像のカラーバランスの変化を抑制することができるヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a head-up display capable of suppressing a change in color balance of a virtual image even when a half mirror is rotated. .

本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明のヘッドアップディスプレイは、ハーフミラーが第1の画像を反射し、第2の画像を透過することで、第1の画像の第1の虚像と、第2の画像の第2の虚像とを重ねて表示し、ハーフミラーの回転に応じて、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを調整することで、ハーフミラーの角度変化により生じる虚像のカラーバランスの変化を抑制する、ことをその要旨とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
In the head-up display of the present invention, the half mirror reflects the first image and transmits the second image, so that the first virtual image of the first image and the second virtual image of the second image The color balance of the virtual image caused by the angle change of the half mirror is suppressed by adjusting the color balance of the first image and the color balance of the second image according to the rotation of the half mirror. This is the gist.

本発明の第1の態様におけるヘッドアップディスプレイは、第1の画像データに基づき第1の画像を表示する第1の表示部と、第2の画像データに基づき第2の画像を表示する第2の表示部と、前記第1の表示部からの前記第1の画像に基づく第1の表示光の光軸上であり、かつ前記第2の表示部からの前記第2の画像に基づく第2の表示光の光軸上に配置され、光を反射および透過させるハーフミラーと、前記ハーフミラーが反射した第1の表示光および前記ハーフミラーが透過した第2の表示光を被投影部材に向けて投射することで、前記第1の画像の第1の虚像と前記第2の画像の第2の虚像とを結像させる投射部と、前記ハーフミラーの角度を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータによる前記ハーフミラーの角度変化に応じて変化する前記第1の虚像のカラーバランスの変化量および前記第2の虚像のカラーバランスの変化量が小さくなるように、前記第1の画像のカラーバランスおよび前記第2の画像のカラーバランスを補正する表示制御部と、を備えている。   The head-up display according to the first aspect of the present invention includes a first display unit that displays the first image based on the first image data, and a second display that displays the second image based on the second image data. On the optical axis of the first display light based on the first image from the first display unit and based on the second image from the second display unit A half mirror that is disposed on the optical axis of the display light and reflects and transmits the light, and the first display light that is reflected by the half mirror and the second display light that is transmitted by the half mirror are directed toward the projection member. By projecting the first virtual image of the first image and the second virtual image of the second image, an actuator for changing the angle of the half mirror, and the actuator For angle change of the half mirror The color balance of the first image and the color balance of the second image are reduced so that the amount of change in the color balance of the first virtual image and the amount of change in the color balance of the second virtual image that are changed at the same time are reduced. And a display control unit that corrects.

このように構成されたヘッドアップディスプレイによれば、ハーフミラーが回転することでハーフミラーの透過率・反射率の入射角依存性により発生する第1の虚像のカラーバランスの変化および第2の虚像のカラーバランスの変化を考慮し、表示制御部が、ハーフミラーの角度変化により弱くなってしまう色を強くした画像を表示する、または/およびハーフミラーの角度変化により強くなってしまう色を弱くした画像を、第1の表示部および第2の表示部に表示させることになる。この結果、当該ヘッドアップディスプレイは、ハーフミラーを回転させた場合であっても、虚像のカラーバランスの変化を抑制することができる。   According to the head-up display configured as described above, the change in the color balance of the first virtual image and the second virtual image that are generated due to the incident angle dependence of the transmittance and reflectance of the half mirror due to the rotation of the half mirror. Considering the change in color balance, the display control unit displays an image with a stronger color that becomes weaker due to a change in the angle of the half mirror, and / or weakens a color that becomes stronger due to a change in the angle of the half mirror. The image is displayed on the first display unit and the second display unit. As a result, the head-up display can suppress the change in the color balance of the virtual image even when the half mirror is rotated.

また、第1の態様に従属する第2の態様におけるヘッドアップディスプレイのように、表示制御部は、第1の画像データおよび第2の画像データを補正することで、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを補正してもよい。具体的に言うと、表示制御部は、画像データに含まれる各色(例えば、赤、緑、青)の階調を、ハーフミラーの回転に応じて変更することで画像のカラーバランスを補正する。これにより、画像データ上の変更のみで容易に画像のカラーバランスを調整することができる。   Further, like the head-up display in the second aspect subordinate to the first aspect, the display control unit corrects the first image data and the second image data, thereby correcting the color balance of the first image. The color balance of the second image may be corrected. Specifically, the display control unit corrects the color balance of the image by changing the gradation of each color (for example, red, green, and blue) included in the image data according to the rotation of the half mirror. Thus, the color balance of the image can be easily adjusted only by changing the image data.

また、第1の態様または第2の態様に従属する第3の態様におけるヘッドアップディスプレイのように、第1の表示部および第2の表示部は、複数色の色光を出射する光源と、光源から出射される色光を変調することで第1の画像および第2の画像を表示する空間光変調素子と、により構成され、表示制御部は、光源が出射する複数色の色光の光強度をそれぞれ調整することで、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを補正してもよい。具体的に言うと、表示制御部が、ハーフミラーの角度変化により弱くなってしまう色の色光を出射する光源の出力を増加させ、または/およびハーフミラーの角度変化により強くなってしまう色の色光を出射する光源の出力を減少させることになる。これにより、画像データでカラーバランスを調整する場合と比べて、カラーバランスを広い範囲で調整することができる。   Moreover, like the head-up display in the 3rd aspect subordinate to a 1st aspect or a 2nd aspect, a 1st display part and a 2nd display part are a light source which radiate | emits color light of multiple colors, and a light source And a spatial light modulation element that displays the first image and the second image by modulating the color light emitted from the light source, and the display control unit sets the light intensities of the multiple colors of color light emitted from the light source, respectively. By adjusting, the color balance of the first image and the color balance of the second image may be corrected. Specifically, the display control unit increases the output of the light source that emits the color light that is weakened by the angle change of the half mirror, and / or the color light of the color that becomes strong by the angle change of the half mirror. The output of the light source that emits light is reduced. As a result, the color balance can be adjusted in a wider range than when the color balance is adjusted with the image data.

また、第3の態様に従属する第4の態様におけるヘッドアップディスプレイのように、光源の温度を検出する温度検出部をさらに備え、表示制御部は、温度検出部が検出した温度に応じて、光源が出射する色光の光強度を補正してもよい。これにより、光源の温度が変化し、光の出力強度が変化したり、光の波長シフトが生じたりした場合でも、より正確に虚像のカラーバランスを調整することが可能となる。   Moreover, like the head-up display in the 4th aspect subordinate to a 3rd aspect, it further comprises the temperature detection part which detects the temperature of a light source, and a display control part is based on the temperature which the temperature detection part detected, The light intensity of the color light emitted from the light source may be corrected. This makes it possible to adjust the color balance of the virtual image more accurately even when the temperature of the light source changes, the light output intensity changes, or the light wavelength shift occurs.

また、第1乃至第4の態様のいずれかに従属する第5の態様のヘッドアップディスプレイのように、ハーフミラーで透過した第1の表示光の光軸上であり、かつハーフミラーで反射した第2の表示光の光軸上に配置され、透過された第1の表示光および反射された第2の表示光の光強度を検出可能な光強度検出部をさらに備え、光強度検出部が検出した光強度に応じて、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを補正してもよい。このように、光強度検出部を配置することで、虚像表示に使用されない、第1の表示光の透過光および第2の表示光の反射光の光強度検出ができ、この使用されない方の光の光強度から虚像表示に使用される光の光強度を推測することが可能となる。この結果、ハーフミラーで実際に透過・反射された後の光強度を検出することができるため、実際のハーフミラーの透過率・反射率の波長特性に応じてより正確に第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスの補正が可能となる。表示制御部は、第1の表示部または第2の表示部のみ表示を行う期間を設けることで、光強度検出部は、第1の表示光の透過光または第2の表示光の反射光の光強度のみを検出することが可能であり、一方の光強度の検出結果に基づき、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを補正してもよい。また、表示制御部は、第1の表示光の透過光および第2の表示光の反射光の総光強度に基づき、第1の画像のカラーバランスおよび第2の画像のカラーバランスを補正してもよい。   Further, like the head-up display of the fifth aspect subordinate to any of the first to fourth aspects, it is on the optical axis of the first display light transmitted by the half mirror and reflected by the half mirror. A light intensity detection unit arranged on the optical axis of the second display light and capable of detecting the light intensity of the transmitted first display light and the reflected second display light; The color balance of the first image and the color balance of the second image may be corrected according to the detected light intensity. As described above, by arranging the light intensity detection unit, it is possible to detect the light intensity of the transmitted light of the first display light and the reflected light of the second display light, which is not used for virtual image display. It becomes possible to infer the light intensity of light used for virtual image display from the light intensity. As a result, the light intensity after being actually transmitted and reflected by the half mirror can be detected, so that the color of the first image can be more accurately determined according to the wavelength characteristics of the transmittance and reflectance of the actual half mirror. The balance and the color balance of the second image can be corrected. The display control unit provides a period for displaying only the first display unit or the second display unit, and the light intensity detection unit transmits the transmitted light of the first display light or the reflected light of the second display light. Only the light intensity can be detected, and the color balance of the first image and the color balance of the second image may be corrected based on the detection result of one light intensity. The display control unit corrects the color balance of the first image and the color balance of the second image based on the total light intensity of the transmitted light of the first display light and the reflected light of the second display light. Also good.

以下に説明する実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられ、当業者は、本発明が以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。   The embodiments described below are used to easily understand the present invention, and those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.

図1は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ(以下、HUD)1の構成を示す図である。HUD1は、例えば、第1の表示部10、第2の表示部20、凹面ミラー(投射部)30と、ハーフミラー40と、折り返しミラー50と、アクチュエータ60、制御部70、光強度検出部80、及びこれらを収納する筐体90と、から構成される。HUD1は、表示光100を、例えば、車両のフロントウインドシールドである被投影部材2に投影することで、視点3から見た被投影部材2を介した位置に虚像200を結像する。具体的に、本実施形態のHUD1は、第1の表示部10から出射される第1の表示光110と、第2の表示部20から出射される第2の表示光120と、を被投影部材2に投影することで、第1の表示光110に基づく第1の虚像210と、第2の表示光120に基づく第2の虚像220とを結像する。HUD1は、一般的に車両のダッシュボードの中に収納されるが、全部または一部がダッシュボードの外部に配置されてもよい。HUD1(制御部70)は、車両に搭載される車載LAN(Local Area Network)などからなるバス4に接続され、このバス4から車両情報または画像データの一部もしくは全部を入力することができる。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a head-up display (hereinafter, HUD) 1 according to an embodiment of the present invention. The HUD 1 includes, for example, a first display unit 10, a second display unit 20, a concave mirror (projection unit) 30, a half mirror 40, a folding mirror 50, an actuator 60, a control unit 70, and a light intensity detection unit 80. , And a housing 90 for storing them. The HUD 1 forms the virtual image 200 at a position through the projection member 2 viewed from the viewpoint 3 by projecting the display light 100 onto the projection member 2 that is a front windshield of the vehicle, for example. Specifically, the HUD 1 of the present embodiment projects the first display light 110 emitted from the first display unit 10 and the second display light 120 emitted from the second display unit 20. By projecting onto the member 2, a first virtual image 210 based on the first display light 110 and a second virtual image 220 based on the second display light 120 are formed. The HUD 1 is generally housed in the dashboard of the vehicle, but all or part of the HUD 1 may be disposed outside the dashboard. The HUD 1 (control unit 70) is connected to a bus 4 including an in-vehicle LAN (Local Area Network) mounted on a vehicle, and can input a part or all of vehicle information or image data from the bus 4.

第1の表示部10は、例えば、DMDやLCoSなどの反射型表示デバイスを用いたプロジェクタなどからなる第1の投影部11と、第1の投影部11からの投影光を受光して第1の画像12を表示し、この第1の画像12を示す第1の表示光110を折り返しミラー50に向けて出射する第1のスクリーン(第1の表示面)13と、から主に構成される。第1の表示部10は、後述する制御部70から入力する第1の画像データD1に基づき、第1のスクリーン13に第1の画像12を表示する。第1の画像12は、視認者に視認させる画像要素14を含み、画像要素14を表示する領域以外は明度の低い黒表示とされる。なお、第1の表示部10は、第1の画像12を表示する位置を第1のスクリーン13上で変更することで、視認者が視認する第1の画像12に基づく第1の虚像210の位置を変更することができる。   The first display unit 10 receives, for example, a first projection unit 11 including a projector using a reflective display device such as DMD or LCoS, and projection light from the first projection unit 11 and receives the first projection unit 11. And a first screen (first display surface) 13 that emits first display light 110 indicating the first image 12 toward the folding mirror 50. . The first display unit 10 displays the first image 12 on the first screen 13 based on first image data D1 input from the control unit 70 described later. The first image 12 includes an image element 14 that is visually recognized by a viewer, and is displayed in black with low brightness except for an area where the image element 14 is displayed. In addition, the 1st display part 10 changes the position which displays the 1st image 12 on the 1st screen 13, The 1st virtual image 210 based on the 1st image 12 which a viewer visually recognizes is displayed. The position can be changed.

第2の表示部20は、前述の第1の表示部10と同様に、例えば、DMDやLCoSなどの反射型表示デバイスを用いたプロジェクタなどからなる第2の投影部21と、第2の投影部21からの投影光を受光して第2の画像22を表示し、この第2の画像22を示す第2の表示光120を後述するハーフミラー40に向けて出射する第2のスクリーン23と、から主に構成される。第1の表示部10は、後述する制御部70から入力する第2の画像データD2に基づき、第2のスクリーン23に第2の画像22を表示する。第2の画像22は、視点3に視認させる画像要素24を含み、画像要素24を表示する領域以外は明度の低い黒表示とされる。第2の表示部20は、第2の画像22を表示する位置を第2のスクリーン23上で変更することで、視認者が視認する第2の画像22に基づく第2の虚像220の位置を変更することができる。   Similarly to the first display unit 10 described above, the second display unit 20 includes, for example, a second projection unit 21 including a projector using a reflective display device such as DMD or LCoS, and a second projection. A second screen 23 that receives the projection light from the unit 21 to display the second image 22 and emits the second display light 120 indicating the second image 22 toward a half mirror 40 described later; , Mainly composed of. The first display unit 10 displays the second image 22 on the second screen 23 based on second image data D2 input from the control unit 70 described later. The second image 22 includes an image element 24 that is visually recognized by the viewpoint 3, and is displayed in black with low brightness except for an area where the image element 24 is displayed. The second display unit 20 changes the position at which the second image 22 is displayed on the second screen 23, so that the position of the second virtual image 220 based on the second image 22 visually recognized by the viewer is displayed. Can be changed.

凹面ミラー30は、例えば、第1の表示部10及び第2の表示部20から出射された第1の表示光110及び第2の表示光120の光路上に傾いて配置され、第1の表示部10、第2の表示部20から出射された第1の表示光110、第2の表示光120を、被投影部材2に向けて反射する。また、前述した第1の表示部10の第1のスクリーン13及び第2の表示部20の第2のスクリーン23は、凹面ミラー30の焦点距離より凹面ミラー30側に配置される。なお、より詳細に述べると、第1の表示部10の第1のスクリーン13及び第2の表示部20は、凹面ミラー30とフロントウインドシールド(透過反射部)2との光学特性を組み合わせた際の焦点距離よりも凹面ミラー30側に配置される。これにより、第1のスクリーン13に表示される第1の画像12が第1の虚像210として結像され、第2のスクリーン23に表示される第2の画像22が、第2の虚像220として結像される。   The concave mirror 30 is, for example, disposed on the optical path of the first display light 110 and the second display light 120 emitted from the first display unit 10 and the second display unit 20, and is arranged in the first display. The first display light 110 and the second display light 120 emitted from the unit 10 and the second display unit 20 are reflected toward the projection target member 2. The first screen 13 of the first display unit 10 and the second screen 23 of the second display unit 20 described above are arranged closer to the concave mirror 30 than the focal length of the concave mirror 30. More specifically, when the first screen 13 and the second display unit 20 of the first display unit 10 combine the optical characteristics of the concave mirror 30 and the front windshield (transmission reflection unit) 2, Is disposed closer to the concave mirror 30 than the focal length. As a result, the first image 12 displayed on the first screen 13 is formed as the first virtual image 210, and the second image 22 displayed on the second screen 23 is formed as the second virtual image 220. Imaged.

また、凹面ミラー30は、前述した第1の表示部10の第1のスクリーン(第1の表示面)12から凹面ミラー30までの第1の表示光110の光路長が、第2の表示部20の第2のスクリーン(第2の表示面)22から凹面ミラー30までの第2の表示光120の光路長より長くなるように配置される。これにより、第1の虚像210は、視認者から見て、第2の虚像220より離れた位置に結像される。なお、凹面ミラー30は、典型的には、第1の画像12(第2の画像22)を拡大し、第1の虚像210(第2の虚像220)として結像させる拡大機能、被投影部材2の曲面により生ずる第1の虚像210、第2の虚像220の歪みを補正し、歪みのない虚像を視認させる歪み補正機能、第1の虚像210、第2の虚像220を視認者から所定の距離だけ離れた位置で結像させる結像位置調整機能を有する。なお、凹面ミラー30の機能を、複数のミラーで構成してもよい。また、凹面ミラー30は、屈折光学素子や回折光学素子で置き換えられてもよく、反射光学素子、屈折光学素子、回折光学素子などを組み合わせ光学ユニットに置き換えられてもよい。   In addition, the concave mirror 30 is configured such that the optical path length of the first display light 110 from the first screen (first display surface) 12 of the first display unit 10 to the concave mirror 30 is the second display unit. The second display light 120 is arranged so as to be longer than the optical path length of the second display light 120 from the 20 second screen (second display surface) 22 to the concave mirror 30. Thereby, the first virtual image 210 is formed at a position distant from the second virtual image 220 as viewed from the viewer. Note that the concave mirror 30 typically enlarges the first image 12 (second image 22) and forms a first virtual image 210 (second virtual image 220). The distortion correction function for correcting the distortion of the first virtual image 210 and the second virtual image 220 generated by the curved surface 2 and visually recognizing the virtual image without distortion, the first virtual image 210 and the second virtual image 220 are given from the viewer An image forming position adjusting function for forming images at positions separated by a distance is provided. The function of the concave mirror 30 may be constituted by a plurality of mirrors. The concave mirror 30 may be replaced with a refractive optical element or a diffractive optical element, or a reflective optical element, a refractive optical element, a diffractive optical element, or the like may be replaced with a combined optical unit.

ハーフミラー40は、例えば、透光性の基板の一方の表面に金属反射膜あるいは誘電体多層膜などの半透過反射層を形成される。ハーフミラー40は、折り返しミラー50により反射された第1の表示部10からの第1の表示光110を凹面ミラー30に向けて反射し、第2の表示部20からの第2の表示光120を凹面ミラー30側に透過する。   In the half mirror 40, for example, a transflective layer such as a metal reflective film or a dielectric multilayer film is formed on one surface of a translucent substrate. The half mirror 40 reflects the first display light 110 from the first display unit 10 reflected by the folding mirror 50 toward the concave mirror 30, and the second display light 120 from the second display unit 20. Is transmitted to the concave mirror 30 side.

折り返しミラー(リレー光学部)50は、例えば、平板状の平面鏡で形成され、第1の表示部10からハーフミラー40に向かう第1の表示光110の光路上に傾いて配置され、第1の表示部10から出射された第1の表示光110をハーフミラー40に向けて反射する。折り返しミラー50は、第1の表示部10からの第1の表示光110を折り返す(反射する)ことで、第1の表示光110の光路をコンパクトに抑えることができる。なお、折り返しミラー50は、平面ではなく、曲面を有していてもよい。また、本発明のリレー光学部50は、第1の表示部10からハーフミラー40へ向かう第1の表示光110の光路上に配置され、第1の表示光110をリレーするものであり、レンズなどの屈折光学系であってもよい。なお、本発明において、リレー光学部50は、省略されてもよい。   The folding mirror (relay optical unit) 50 is formed of, for example, a flat plate-shaped mirror, and is disposed to be inclined on the optical path of the first display light 110 from the first display unit 10 toward the half mirror 40. The first display light 110 emitted from the display unit 10 is reflected toward the half mirror 40. The folding mirror 50 can suppress the optical path of the first display light 110 in a compact manner by folding back (reflecting) the first display light 110 from the first display unit 10. Note that the folding mirror 50 may have a curved surface instead of a flat surface. The relay optical unit 50 of the present invention is disposed on the optical path of the first display light 110 from the first display unit 10 toward the half mirror 40, and relays the first display light 110. A refractive optical system such as In the present invention, the relay optical unit 50 may be omitted.

アクチュエータ60は、例えば、ステッピングモータやDCモータなどから構成され、ハーフミラー40の角度を変化させることで、第1の虚像210と第2の虚像220との相対的な位置関係を変更する、または第1のスクリーン13に入射した外光300の反射光が視点3に向かわないようにする。   The actuator 60 is composed of, for example, a stepping motor or a DC motor, and changes the relative positional relationship between the first virtual image 210 and the second virtual image 220 by changing the angle of the half mirror 40, or The reflected light of the external light 300 incident on the first screen 13 is not directed toward the viewpoint 3.

図2は、制御部70の概略構成例を示す。図2に示されるように、制御部70は、例えば、インターフェース71、記憶部72、表示制御部73および角度制御部74を含む。インターフェース71は、バス4に接続される入出力通信インターフェースで構成され、記憶部72は、例えばROMで構成され、表示制御部73は、例えば単数または複数のCPUやRAMで構成される。例えば、インターフェース71は、バス4を介して、後述する画像データDを取得することができ、記憶部72は、入力した画像データDに基づいて第1の画像データD1と第2の画像データD2を生成するためのデータを記憶することができ、表示制御部73は、記憶部72からのデータを読み取り、所定の動作を実行することで、第1の画像データD1と第2の画像データD2を生成し、第1の投影部11と第2の投影部21とを制御する。   FIG. 2 shows a schematic configuration example of the control unit 70. As shown in FIG. 2, the control unit 70 includes, for example, an interface 71, a storage unit 72, a display control unit 73, and an angle control unit 74. The interface 71 is configured by an input / output communication interface connected to the bus 4, the storage unit 72 is configured by, for example, a ROM, and the display control unit 73 is configured by, for example, one or a plurality of CPUs and RAMs. For example, the interface 71 can acquire image data D, which will be described later, via the bus 4, and the storage unit 72 stores the first image data D1 and the second image data D2 based on the input image data D. The display control unit 73 reads the data from the storage unit 72 and executes a predetermined operation, whereby the first image data D1 and the second image data D2 are stored. And the first projection unit 11 and the second projection unit 21 are controlled.

また、制御部70は、前述したように、アクチュエータ60を制御するための角度制御部74としての機能を有していてもよい。記憶部72は、車両ECU5や図示しない操作部からの入力信号に応じてハーフミラー40の角度を調整するための駆動データTと、ハーフミラー40の角度に対応付けられ、第1の表示部10が表示する第1の画像12のカラーバランスを補正すための第1補正データC1と、同じくハーフミラー40の角度に対応付けられ、第2の表示部20が表示する第2の画像22のカラーバランスを補正するための第2補正データC2と、を記憶することができ、角度制御部74は、駆動データTによりアクチュエータ60を制御し、表示制御部73は、ハーフミラー40の角度に応じた第1補正データC1と第2補正データC2により、第1の表示部10が表示する第1の画像12のカラーバランスと第2の表示部20が表示する第2の画像22のカラーバランスとを調整する。なお、本実施形態においては、第1の表示部10と第2の表示部20とを制御する制御部70が、アクチュエータを制御するための角度制御部74としての機能も有するが、角度制御部74は、第1の表示部10と第2の表示部20とを制御する制御部70と別に設けられていてもよい。   Moreover, the control part 70 may have a function as the angle control part 74 for controlling the actuator 60 as mentioned above. The storage unit 72 is associated with drive data T for adjusting the angle of the half mirror 40 according to an input signal from the vehicle ECU 5 or an operation unit (not shown), and the angle of the half mirror 40, and the first display unit 10. The first correction data C1 for correcting the color balance of the first image 12 displayed by, and the color of the second image 22 displayed by the second display unit 20, which is also associated with the angle of the half mirror 40. The second correction data C2 for correcting the balance can be stored, the angle control unit 74 controls the actuator 60 based on the drive data T, and the display control unit 73 corresponds to the angle of the half mirror 40. Based on the first correction data C1 and the second correction data C2, the color balance of the first image 12 displayed on the first display unit 10 and the second image 22 displayed on the second display unit 20 are displayed. To adjust the color balance. In the present embodiment, the control unit 70 that controls the first display unit 10 and the second display unit 20 also has a function as the angle control unit 74 for controlling the actuator. 74 may be provided separately from the control unit 70 that controls the first display unit 10 and the second display unit 20.

光強度検出部80は、波長が380[nm]〜780[nm]の可視光波長領域の光のうち、590[nm]〜720[nm]の赤色、480[nm]〜600[nm]の緑色、400[nm]〜540[nm]の青色それぞれ分けて光強度を検出可能なカラーセンサで構成される。光強度検出部80は、ハーフミラー40で透過した第1の表示光110の光軸上であり、かつハーフミラー40で反射した第2の表示光120の光軸上であり、透過された第1の表示光110および反射された第2の表示光120を入射可能な位置に配置される。   The light intensity detection unit 80 includes red light of 590 [nm] to 720 [nm], 480 [nm] to 600 [nm] of light in the visible light wavelength region with wavelengths of 380 [nm] to 780 [nm]. It is composed of color sensors capable of detecting light intensity separately for green and 400 [nm] to 540 [nm]. The light intensity detector 80 is on the optical axis of the first display light 110 transmitted by the half mirror 40 and on the optical axis of the second display light 120 reflected by the half mirror 40, and transmitted through the first display light 110. The first display light 110 and the reflected second display light 120 are arranged at a position where they can be incident.

図3は、本実施形態のHUD1の動作の例を示すフローチャートである。HUD1は、例えば、車両が起動されたとき、又は、車両の電子機器に電力が供給されたとき、又は、車両の起動または車両の電子機器の電力供給から所定時間経過したときに以下に説明する処理を開始する。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the HUD 1 of the present embodiment. The HUD 1 will be described below, for example, when the vehicle is activated, when electric power is supplied to the electronic device of the vehicle, or when a predetermined time has elapsed since the activation of the vehicle or power supply of the electronic device of the vehicle. Start processing.

ステップS1では、制御部70は、インターフェース71を介して車両ECU5や前記操作部からハーフミラー40を回転させる契機となる信号を入力したかを判定し、前記信号を入力した場合(ステップS1でYes)、ステップS2に移行する。   In step S1, the control unit 70 determines whether a signal that triggers the rotation of the half mirror 40 is input from the vehicle ECU 5 or the operation unit via the interface 71, and when the signal is input (Yes in step S1). ), The process proceeds to step S2.

ステップS2では、角度制御部73は、ステップS1で入力した前記信号に応じた駆動データTを記憶部72から読み出し、この駆動データTに基づいてアクチュエータ60を駆動することで、ハーフミラー40の角度を調整する。   In step S <b> 2, the angle control unit 73 reads the drive data T corresponding to the signal input in step S <b> 1 from the storage unit 72 and drives the actuator 60 based on the drive data T, thereby the angle of the half mirror 40. Adjust.

ステップS3では、表示制御部72は、ステップS2で設定したハーフミラー40の角度に応じた第1補正データC1と第2補正データC2を読み出し、第1の表示部10が表示する第1の画像12のカラーバランスと第2の表示部20が表示する第2の画像22のカラーバランスとを調整する。具体的には、表示制御部72は、第1補正データC1に基づいて、第1の画像データD1の階調を補正し、第2補正データC2に基づいて、第2の画像データD2の階調を補正することで、第1の画像12のカラーバランスと第2の画像22のカラーバランスとを調整する。ただし、第1の表示部10と第2の表示部20とが、赤色、緑色、青色の色光を出射する図示しない光源を有し、その光源が出射する色光を空間光変調素子で偏向する場合、前記光源が出射する赤色、緑色、青色の出力バランスを、第1補正データC1,第2補正データC2に基づいて、補正することで、第1の画像12のカラーバランスと第2の画像22のカラーバランスとを調整してもよい。   In step S3, the display control unit 72 reads the first correction data C1 and the second correction data C2 corresponding to the angle of the half mirror 40 set in step S2, and the first image displayed by the first display unit 10 is displayed. 12 color balances and the color balance of the second image 22 displayed by the second display unit 20 are adjusted. Specifically, the display control unit 72 corrects the gradation of the first image data D1 based on the first correction data C1, and the level of the second image data D2 based on the second correction data C2. By correcting the tone, the color balance of the first image 12 and the color balance of the second image 22 are adjusted. However, when the first display unit 10 and the second display unit 20 have a light source (not shown) that emits red, green, and blue color light, and the color light emitted from the light source is deflected by the spatial light modulator. By correcting the output balance of red, green, and blue emitted from the light source based on the first correction data C1 and the second correction data C2, the color balance of the first image 12 and the second image 22 are corrected. You may adjust the color balance.

ステップS2とステップS3は、順番が逆でもよく、同時に実行されてもよい。なお、同時に実行される場合、表示制御部72は、ハーフミラー40の角度変化に合わせて、徐々に第1の画像12のカラーバランスと第2の画像22のカラーバランスとを調整していってもよい。   Steps S2 and S3 may be executed in reverse order or simultaneously. When executed simultaneously, the display control unit 72 gradually adjusts the color balance of the first image 12 and the color balance of the second image 22 in accordance with the angle change of the half mirror 40. Also good.

ステップS4では、光強度検出部80が、ハーフミラー40を透過した第1の表示光110の光強度または/およびハーフミラー40を反射した第2の表示光120の光強度を検出する。   In step S <b> 4, the light intensity detection unit 80 detects the light intensity of the first display light 110 transmitted through the half mirror 40 and / or the light intensity of the second display light 120 reflected from the half mirror 40.

ステップS5では、表示制御部72は、ステップS4で検出した光強度に基づいて、第1の画像12のカラーバランスが適切であるか、および第2の画像22のカラーバランスが適切であるかを判定し、カラーバランスが適切でない場合(ステップS5でNo)、ステップS6で第1の画像12のカラーバランスと第2の画像22のカラーバランスとを再度調整する。   In step S5, the display control unit 72 determines whether the color balance of the first image 12 is appropriate and the color balance of the second image 22 is appropriate based on the light intensity detected in step S4. If the color balance is not appropriate (No in step S5), the color balance of the first image 12 and the color balance of the second image 22 are adjusted again in step S6.

ステップS4乃至ステップS6について詳述する。第1の表示光110は、ハーフミラー40に入射すると、ハーフミラー40で反射されて投射部30に向かう第1の虚像210の生成に用いられる光と、ハーフミラー40で透過されて投射部30に向かわない第1の虚像210の生成に用いられない光と、に分割される。第2の表示光120も同様に、ハーフミラー40に入射すると、ハーフミラー40で透過されて投射部30に向かう第2の虚像220の生成に用いられる光と、ハーフミラー40で反射されて投射部30に向かわない第2の虚像220の生成に用いられない光と、に分割される。記憶部72は、ハーフミラー40の角度毎に、光強度検出部80で検出される赤色の光強度、緑色の光強度、青色の光強度を対応付けた角度−光強度特性を予め記憶しており、表示制御部72は、光強度検出部80で検出された実際の赤色の光強度、緑色の光強度、青色の光強度と、記憶部72に記憶された角度−光強度特性に基づく赤色の光強度、緑色の光強度、青色の光強度と、を比較し、光強度が足りない場合は、その色の光強度が増加するように、第1の画像12のカラーバランスと第2の画像22のカラーバランスとを再度調整する。   Steps S4 to S6 will be described in detail. When the first display light 110 is incident on the half mirror 40, the first display light 110 is reflected by the half mirror 40 and used to generate the first virtual image 210 toward the projection unit 30. The first display light 110 is transmitted by the half mirror 40 and is projected by the projection unit 30. And the light that is not used to generate the first virtual image 210 that is not directed to. Similarly, when the second display light 120 is incident on the half mirror 40, the light transmitted through the half mirror 40 and used to generate the second virtual image 220 toward the projection unit 30 is reflected by the half mirror 40 and projected. And light that is not used to generate the second virtual image 220 that does not face the unit 30. The storage unit 72 stores in advance angle-light intensity characteristics in which the red light intensity, the green light intensity, and the blue light intensity detected by the light intensity detection unit 80 are associated with each angle of the half mirror 40. The display control unit 72 is based on the actual red light intensity, green light intensity, and blue light intensity detected by the light intensity detection unit 80, and the red color based on the angle-light intensity characteristics stored in the storage unit 72. The light intensity of the first image 12 is compared with the second light intensity so that the light intensity of the color increases if the light intensity is insufficient. The color balance of the image 22 is adjusted again.

[変形例]
なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形例の一例を記す。
[Modification]
In addition, this invention is not limited by the above embodiment and drawing. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention. Below, an example of a modification is described.

上記実施形態では、第1の虚像210を生成する第1の表示部10と、第2の虚像220を生成する第2の表示部20とを設けていたが、単体の表示部により、第1の表示面13と第2の表示面23それぞれに画像を表示する構成としてもよい。この変形例におけるHUD1では、表示制御部73は、単体の表示部に、第1の表示面13に表示する第1の画像12に基づく第1の画像データD1と第2の表示面23に表示する第2の画像22に基づく第2の画像データD2とを別々に出力してもよく、第1の画像データD1と第2の画像データD2とを含む画像データDを出力してもよい。   In the above-described embodiment, the first display unit 10 that generates the first virtual image 210 and the second display unit 20 that generates the second virtual image 220 are provided. An image may be displayed on each of the display surface 13 and the second display surface 23. In the HUD 1 in this modification, the display control unit 73 displays the first image data D1 based on the first image 12 displayed on the first display surface 13 and the second display surface 23 on a single display unit. The second image data D2 based on the second image 22 may be output separately, or the image data D including the first image data D1 and the second image data D2 may be output.

また、上記実施形態のHUD1は、外部である車両ECU5から画像データDを入力していたが、車両ECU5や車両に設けられた図示しないセンサや車載機器から車両情報などの各種情報を、インターフェース71で取得し、表示制御部73がこれら各種情報から画像データDを生成してもよい。   Further, although the HUD 1 of the above embodiment has received the image data D from the external vehicle ECU 5, various information such as vehicle information from the vehicle ECU 5, a sensor (not shown) provided in the vehicle, or in-vehicle equipment is sent to the interface 71. The display control unit 73 may generate the image data D from these various types of information.

また、第1の表示部10は、例えば、液晶表示素子などの透過型表示パネルや、有機EL素子などの自発光表示パネルや、レーザー光を走査する走査型表示装置などを適用してもよい。   Further, for example, a transmissive display panel such as a liquid crystal display element, a self-luminous display panel such as an organic EL element, a scanning display device that scans with laser light, or the like may be applied to the first display unit 10. .

本発明の実施形態におけるヘッドアップディスプレイの構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the head-up display in embodiment of this invention. 上記実施形態のヘッドアップディスプレイのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the head-up display of the said embodiment. 上記実施形態のヘッドアップディスプレイが実行する処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process which the head up display of the said embodiment performs.

1…HUD
2…被投影部材
3…視点
4…バス
5…車両ECU
10…第1の表示部
11…第1の投影部
12…第1の画像
12a…角度
13…第1のスクリーン(第1の表示面)
14…画像要素
20…第2の表示部
21…第2の投影部
22…第2の画像
23…第2のスクリーン(第2の表示面)
24…画像要素
30…凹面ミラー(投射部)
40…ハーフミラー
50…折り返しミラー(リレー光学部)
50a…角度
60…アクチュエータ
70…制御部
71…インターフェース
72…記憶部
73…表示制御部
74…角度制御部
80…光強度検出部
90…筐体
100…表示光
110…第1の表示光
120…第2の表示光
200…虚像
210…第1の虚像
220…第2の虚像
D…画像データ
D1…第1の画像データ
D2…第2の画像データ
1 ... HUD
2 ... Projected member 3 ... View point 4 ... Bus 5 ... Vehicle ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st display part 11 ... 1st projection part 12 ... 1st image 12a ... Angle 13 ... 1st screen (1st display surface)
14 ... Image element 20 ... Second display unit 21 ... Second projection unit 22 ... Second image 23 ... Second screen (second display surface)
24: Image element 30: Concave mirror (projection unit)
40 ... Half mirror 50 ... Folding mirror (relay optical unit)
50a ... Angle 60 ... Actuator 70 ... Control unit 71 ... Interface 72 ... Storage unit 73 ... Display control unit 74 ... Angle control unit 80 ... Light intensity detection unit 90 ... Housing 100 ... Display light 110 ... First display light 120 ... Second display light 200 ... Virtual image 210 ... First virtual image 220 ... Second virtual image D ... Image data D1 ... First image data D2 ... Second image data

Claims (5)

第1の画像データに基づき第1の画像を表示する第1の表示部と、
第2の画像データに基づき第2の画像を表示する第2の表示部と、
前記第1の表示部からの前記第1の画像に基づく第1の表示光の光軸上であり、かつ前記第2の表示部からの前記第2の画像に基づく第2の表示光の光軸上に配置され、光を反射および透過させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーが反射した前記第1の表示光および前記ハーフミラーが透過した前記第2の表示光を被投影部材に向けて投射することで、前記第1の画像の第1の虚像と前記第2の画像の第2の虚像とを結像させる投射部と、
前記ハーフミラーの角度を変化させるアクチュエータと、
前記アクチュエータによる前記ハーフミラーの角度変化に応じて変化する前記第1の虚像のカラーバランスの変化量および前記第2の虚像のカラーバランスの変化量が小さくなるように、前記第1の画像のカラーバランスおよび前記第2の画像のカラーバランスを補正する表示制御部と、を備える、
ヘッドアップディスプレイ。
A first display unit for displaying a first image based on the first image data;
A second display unit that displays a second image based on the second image data;
Light of second display light on the optical axis of the first display light based on the first image from the first display unit and based on the second image from the second display unit A half mirror arranged on the axis to reflect and transmit light;
By projecting the first display light reflected by the half mirror and the second display light transmitted by the half mirror toward the projection target member, the first virtual image of the first image and the first display light are projected. A projection unit that forms a second virtual image of the two images;
An actuator for changing the angle of the half mirror;
The color of the first image is reduced so that the amount of change in the color balance of the first virtual image and the amount of change in the color balance of the second virtual image that change according to the angle change of the half mirror by the actuator is small. A display control unit for correcting the balance and the color balance of the second image,
Head-up display.
前記表示制御部は、前記第1の画像データおよび前記第2の画像データを補正することで、前記第1の画像のカラーバランスおよび前記第2の画像のカラーバランスを補正する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。
The display control unit corrects the color balance of the first image and the color balance of the second image by correcting the first image data and the second image data;
The head-up display according to claim 1.
前記第1の表示部および前記第2の表示部は、複数色の色光を出射する光源と、前記光源から出射される前記色光を変調することで前記第1の画像および前記第2の画像を表示する空間光変調素子と、により構成され、
前記表示制御部は、前記光源が出射する前記色光の光強度を調整することで、前記第1の画像のカラーバランスおよび前記第2の画像のカラーバランスを補正する、
請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ。
The first display unit and the second display unit are a light source that emits color light of a plurality of colors, and the first image and the second image by modulating the color light emitted from the light source. A spatial light modulation element for displaying, and
The display control unit corrects the color balance of the first image and the color balance of the second image by adjusting the light intensity of the color light emitted from the light source.
The head-up display according to claim 1 or 2.
前記光源の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記温度検出部が検出した温度に応じて、前記光源が出射する前記色光の光強度を補正する、
請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ。
A temperature detection unit for detecting the temperature of the light source;
The display control unit corrects the light intensity of the color light emitted from the light source according to the temperature detected by the temperature detection unit.
The head-up display according to claim 3.
前記ハーフミラーで透過した前記第1の表示光の光軸上であり、かつ前記ハーフミラーで反射した前記第2の表示光の光軸上に配置され、前記透過された前記第1の表示光および前記反射された前記第2の表示光の光強度を検出可能な光強度検出部をさらに備え、
前記光強度検出部が検出した前記光強度に応じて、前記第1の画像のカラーバランスおよび前記第2の画像のカラーバランスを補正する、
請求項1乃至4のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
On the optical axis of the first display light transmitted by the half mirror and on the optical axis of the second display light reflected by the half mirror, the transmitted first display light And a light intensity detector capable of detecting the light intensity of the reflected second display light,
Correcting the color balance of the first image and the color balance of the second image according to the light intensity detected by the light intensity detector;
The head-up display according to any one of claims 1 to 4.
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