JPH06115381A

JPH06115381A - ヘッドアップディスプレイにおける虚像のコントロール方法及び虚像のコントロール装置

Info

Publication number: JPH06115381A
Application number: JP4297893A
Authority: JP
Inventors: Masuyuki Komoto; 益行香本
Original assignee: Y N S KK
Current assignee: Y N S KK
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は自動車等のフロントガラスをコンバ
イナとして使用するヘッドアップディスプレイにおける
虚像のコントロール方法及び虚像のコントロール装置に
関するものであり、虚像の遠近視点調節と大小調節とを
車速の関係で便利に成し得るようにすることを目的とす
る。【構成】凹面鏡をターニングミラーとして用い、該凹
面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、物点とし
ての表示器を、手動又は自動もしくはこれらの組み合わ
せによって移動させる虚像のコントロール方法と表示器
移動手段を設けた虚像のコントロール装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車等のフロントガラ
スをコンバイナとして使用するヘッドアップディスプレ
イにおける虚像のコントロール方法及び虚像のコントロ
ール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵ
Ｄと称す）は、飛行機操縦者や自動車運転者が、視線を
インストルメントボードに移すというわき見を除去する
ため、計器板の表示を前方の視野の一部に重ねて表示し
ようとする装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＨＵＤの開発は、色収
差の除去、虚像の歪除去、鮮明な虚像の結像等目覚まし
い発展をとげている。しかし、これらは、物点の実像を
いかにリアルにそしてさらには明度を下げることなく操
縦者や運転者に視感させるかの技術、すなわち虚像の質
の向上を目指すものと言える。そして、コンバイナに写
る鮮明な虚像は常に遠視点の虚像であることも事実であ
る。むしろ、遠視点の虚像こそが飛行機操縦者や自動車
運転者にとって好都合のように感じる固定観念が参入障
壁となって、遠近視点の虚像の役割は軽視され、虚像の
質に重点をおいて技術開発競争のしのぎを削っている。
本発明は、遠近視点の虚像の役割に着目して、ＨＵＤに
その機能を附加することとを目的とし、従来の虚像が単
に遠方にあるだけという欠点を除去しようとするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記の欠
点を除去するため、凹面鏡をターニングミラーとして用
い、該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、
車速に応じて表示の飛距離を自動でコントロールするこ
とを特徴とするヘッドアップディスプレイにおける虚像
のコントロール方法と、凹面鏡をターニングミラーとし
て用い、該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内におい
て、運転車の好みによって、任意な表示飛距離を送りネ
ジ、ラックとピニオン又はモータを使い手動操作により
移動させることを特徴とする虚像のコントロール装置
と、凹面鏡をターニングミラーとして用い、該凹面鏡の
虚の像点を出現させる範囲内において、車速に応じて表
示の飛距離を自動でコントロールすることと、個人差に
よっては車速に応じた飛距離を手動操作により変更でき
ることを特徴とするとする虚像のコントロール装置とを
それぞれ提供しようとするものである。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１及び図２について、（構成）球面鏡の光軸光線については、次の数式がすで
にわかっている。ｐ＝反射鏡の極から物点までの距離ｑ＝反射鏡の極から像点までの距離ｒ＝球の半径像点＝焦点この関係に基づき、凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲
内で物点としての表示器を移動させることにより、出現
する虚像の焦点距離とその大きさをコントロールする原
理を図１及び図２に示す。図１及び図２に示すように、
凹面鏡（１）が虚の像点を出現させる範囲内で、表示器
（６）の表示内容（２）を移動させて、コンバイナ
（３）が反射する虚像の焦点距離とその大きさをコント
ロールするものである。図１において、凹面鏡の球の半
径を５とすると、焦点は極（５）から２．５の距離にあ
る。焦点距離２．５までの範囲を虚の像点を出現させる
範囲とし、又、焦点距離２．５を超える範囲を正の像点
を出現させる範囲とする。前述の数式に極（５）から物
点（表示器）までの距離１を代入すると、像点は−１．
５となることがわかる。又、距離１．５を代入したとき
は、像点は−３．７５であり、距離２を代入したとき
は、像点は−１０となる。像点の値が負となったときが
虚の像点である。（作用）表示内容（２）を図２に示す位置に配置させる
ものとする。該表示内容（２）の位置は凹面鏡（１）の
焦点距離ｆの範囲内であるところのＡ点であるとする。
Ａ点に表示内容（２）が配置されると、凹面鏡（１）が
虚の像を出現させる範囲であるので、虚の像点はＣ点と
なる。Ｃ点において表示内容（２）の虚像が現れること
となる。該表示内容（２）の虚像は凹面鏡（１）で拡大
され、コンバイナ（３）に反射されてアイ・ポイント
（４）に入ることとなるが、人間の目は表示内容（２）
があたかもＣ点に存在するかのようによう視覚するので
ある。表示内容（２）を図２で示すように、Ａ点からＢ
点に移動させるとする。Ｂ点は依然として凹面鏡の焦点
ｆの範囲内であるので、虚の像点はＤ点となる。前述の
Ｃ点の虚像に比べると像は遠方となり大となる。極
（５）に表示内容（２）が近づくほど凹面鏡（１）の作
用で現れる虚像が大きくなるからである。図２に示す表
示内容（２）のＢ点は、Ａ点より極（５）から遠い。従
って、Ｂ点の方がＡ点よりも大型の虚像をコンバイナ
（３）が写し出すことになる。コンバイナ（３）からの
虚像を見る運転者にとって、高速運転の時には見るポイ
ントも遠視点となり、表示内容（２）が遠方にある方が
都合が良く、又、低速運転時は見るポイントも近視点な
ので表示内容（２）は近くにある方が都合が良い。図２
に示すように、表示器（６）がＡ点にある場合には、表
示内容（２）は近視点にあり、かつ、表示内容（２）は
小型となる。又、表示器（６）がＢ点にある場合には、
表示内容（２）は遠視点にあり、かつ、表示内容（２）
は大型となる。

【０００６】図３乃至図６について、（構成）図３はインストルメントクレスタ（７）から車
内側に突出するつまみ（８）とウォームギヤ（９）とを
ロッド（１０）で連結し、該ウォームギヤ（９）をラッ
ク（１１）のピニオンギヤ（１２）と噛み合わせたもの
である。ラック（１１）の上部には表示器（６）を設置
する。表示器（６）のバックに光源を設置する。尚、表
示器とは液晶を使用したＬＣＤ等のことである。図４は
表示器（６）の移動をノブ（１３）のスライド操作で行
えるようにした一実施例である。図５は表示器（６）の
移動をステッピングモータ（１４）で行えるようにした
一実施例である。ステッピングモータ（１４）の駆動軸
に螺旋棒（１５）を設置し、該螺旋棒（１５）を正逆回
転させて、表示器（６）を取り付けたデッキ（１６）を
ネジ送りする構成である。ステッピングモータ（１４）
用の入力パルス信号はモータ制御回路で行う。モータ制
御回路には可変スイッチを接続する。上記構成により、
車速に応じてステッピングモータ（１４）を動作させ
て、表示器（６）を移動させる完全自動制御か又は、こ
れにマニュアル制御可能なスイッチを附加しても良い。
図６は表示器（６）、凹面鏡（１）及びコンバイナ
（３）の位置関係を示すものである。図では凹面鏡
（１）とコンバイナ（３）の間にフレネルレンズ（１
７）を介在させている。（作用）図３の場合、つまみ（８）の回転はロッド（１
０）によってウォームギヤ（９）から、ピニオンギヤ
（１２）に伝達され、ピニオンギヤ（１２）は表示器
（６）が設置するラック（１１）を直線運動させること
となる。図４の場合、表示器（６）とノブ（１３）とは
直接連杆によって結合されており、ノブ（１３）をスラ
イドさせた方向と距離分だけ表示器（６）も連動するこ
ととなる。つまみ（８）やノブ（１３）を操作して、表
示器（６）を凹面鏡（１）に近づけると、コンバイナ
（３）に写っている虚像は次第に小さくなり、かつ、近
視点となる。つまみ（８）やノブ（１３）を操作して、
表示器（６）を凹面鏡（１）から遠ざけると、コンバイ
ナ（３）に写っている虚像は次第に大きくなり、かつ、
遠視点となる。図５の場合、表示器（６）を取り付けた
デッキ（１６）が、ステッピングモータ（１４）の作動
によってネジ送りされて、表示器（６）は位置を移動す
ることができる。車速の変化は可変スイッチにより感知
し、該可変スイッチと接続するモータ制御回路が、その
車速に応じた入力パルス信号を発してステッピングモー
タ（１４）を動作させるのである。ステッピングモータ
（１４）は、車速が上昇すると表示器（６）を凹面鏡
（１）から遠ざけるように動作させるものとし、逆に車
速が落ちると表示器（６）を凹面鏡（１）に近づけるよ
うに動作させるものとする。

【０００７】

【発明の効果】高速走行の時には、遠くを注視し、低速
走行時には周囲の状況を良く観察しながら前方を注視し
防衛運転を行うのが常である。本発明によれば、ヘッド
アップディスプレイ装置におけるコンバイナ上の虚像
を、遠視点固定から、遠近視点の調節が行えるので、低
速走行時においてもコンバイナ上の虚像を目に負担を掛
けないで使用することができる。低速走行時にコンバイ
ナ上の虚像を近視点に調節した場合、虚像は小型となる
ので、周囲の状況を良く観察するのに好都合となる。逆
に高速走行時にコンバイナ上の虚像を遠視点に調節した
場合、虚像は大型となるので、計測機器のデータの虚像
が大きく現れドライバーに安全走行を促し好都合であ
る。車の速度上昇に伴って、ドライバーの視点は条件反
射的に遠くに移行するものである。本発明が開示したよ
うに、車速に応じてステッピングモータを動作させる
と、ドライバーの条件反射的な視点の移行に添うように
コンバイナ上の虚像をも遠視点に自動調節でき、速度に
順応しているドライバーの目にそのままコンバイナ上の
虚像を投入できることとなる。さらに、この自動制御に
マニュアル操作スイッチを設けると、上記の遠近視点制
御が親切過ぎると感じる者に対して、その者に適した虚
像の視点距離を自由に設定できることとなるという数々
の多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】凹面鏡の原理を示す側面図。

【図２】本発明の原理を示す側面図。

【図３】本発明の一実施例を示す側面図。

【図４】本発明の一実施例を示す側面図。

【図５】本発明の一実施例を示す側面図。

【図６】本発明の一実施例を示す側面図。

【符号の説明】

１凹面鏡２表示内容３コンバイナ４アイ・ポイント５極６表示器７インストルメントクレスタ８つまみ９ウォームギヤ１０ロッド１１ラック１２ピニオンギヤ１３ノブ１４ステッピングモータ１５螺旋棒１６デッキ１７フレネルレンズ１８フロントガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡をターニングミラーとして用い、
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、車速
に応じて表示の飛距離を自動でコントロールすることを
特徴とするヘッドアップディスプレイにおける虚像のコ
ントロール方法
【請求項２】凹面鏡をターニングミラーとして用い、
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、運転
車の好みによって、任意な表示飛距離を送りネジ、ラッ
クとピニオン又はモータを使い手動操作により移動させ
ることを特徴とする虚像のコントロール装置
【請求項３】凹面鏡をターニングミラーとして用い、
該凹面鏡の虚の像点を出現させる範囲内において、車速
に応じて表示の飛距離を自動でコントロールすること
と、個人差によっては車速に応じた飛距離を手動操作に
より変更できることを特徴とするとする虚像のコントロ
ール装置