平視顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠搭載于移動體，且生成供移動體的乘客視認(rèn)的各種影像的平視顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為對車輛等移動體的乘客提供路徑引導(dǎo)、障礙物的警告等駕駛信息的信息提供機構(gòu)，使用各種機構(gòu)。例如，基于設(shè)置于移動體的液晶顯示器的顯示、從揚聲器輸出的聲音等。而且，近年來，作為一個這樣的信息提供機構(gòu)，具有平視顯示裝置(以下，稱為HUD) ο
[0003]此處，例如相對于作為移動體特別是車輛而設(shè)置的HUD如日本特開2009 — 150947號公報所記載的那樣，能夠在從車輛的乘客觀察車輛的車窗(例如前車窗)的前方，與前方視場的前景重疊，將駕駛信息(例如，速度顯示、路徑引導(dǎo)顯示等)作為虛像生成。其結(jié)果，乘客在視認(rèn)駕駛信息時能夠盡量少進行視線移動，從而能夠更加減少駕駛時的負(fù)擔(dān)。
[0004]專利文獻1:日本特開2009 - 150947號公報(第5 — 6頁，圖1)
[0005]此處，為了進一步減少車輛的乘客的駕駛時的負(fù)擔(dān)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定生成虛像的位置(更具體而言從乘客至虛像的距離)是重要的。例如，為了生成對于障礙物的警告的虛像，優(yōu)選在該障礙物實際存在的位置生成虛像。另外，在生成引導(dǎo)道路的右左轉(zhuǎn)彎的虛像的情況下，優(yōu)選在右左轉(zhuǎn)彎的地點生成虛像。
[0006]另外，在上述專利文獻1的技術(shù)中，公開有構(gòu)成為使成為投射來自投影儀的影像的對象的屏幕的位置能夠沿著光路前后移動，從而對生成虛像的位置進行調(diào)整的情況。
[0007]然而，在上述專利文獻1的技術(shù)中作為投影儀的光源使用激光源。此處，公知有在將激光源作為投影儀的光源使用的情況下，由于散射光彼此干涉而產(chǎn)生斑點噪聲。因此，為了抑制斑點噪聲的產(chǎn)生，需要預(yù)先將投影儀的投射透鏡與屏幕的位置關(guān)系最佳化來設(shè)計。然而，上述專利文獻1的技術(shù)中具有使屏幕移動的(即，從投射透鏡至屏幕的距離可變)結(jié)構(gòu)，因此作為斑點噪聲的減少單元使用例如微透鏡陣列，在使屏幕移動時也產(chǎn)生斑點噪聲。
[0008]因此，可以考慮取代激光源將沒有產(chǎn)生斑點噪聲的擔(dān)憂的LED光源用于投影儀，但LED光源的投影儀存在以下的那樣的問題。S卩，對于激光源的投影儀而言，通過激光制成點單位的像，使這些像經(jīng)由MEMS鏡等在屏幕上組合由此將最終的整體像描繪于屏幕，與此相對地，LED光源的投影儀通過投影儀制成整體像，通過投射透鏡將制成的整體像放大并投射由此在屏幕顯示影像。因此，為了使鮮明的影像顯示于屏幕，需要使投影儀的透鏡的焦點在屏幕的位置準(zhǔn)確地對焦。
[0009]但是，例如如圖16所示，若為了將從乘客至虛像的距離朝遠方變更，使屏幕101移動至投射透鏡102側(cè)，則投射透鏡102的焦點在移動前的屏幕101的位置對焦，因此在固定了投射透鏡102的位置的狀態(tài)下相對于移動后的屏幕101產(chǎn)生焦點的偏移。其結(jié)果，產(chǎn)生無法使鮮明的影像顯示于屏幕101的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是為了消除上述以往的問題點而完成的，目的在于提供能夠?qū)⒏咂焚|(zhì)的影像作為虛像生成的平視顯示裝置。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的平視顯示裝置(1)的特征在于，具有:屏幕(20、21);投影儀，其使用使影像投射于上述屏幕的投射透鏡(16、17);虛像生成單元(11、12)，其根據(jù)投射于上述屏幕的上述影像生成使用戶視認(rèn)的上述影像的虛像；虛像位置決定單元
(31)，其決定生成上述虛像的位置；以及移動單元(31)，其使上述投射透鏡以及上述屏幕沿著光路(52)在前后方向移動，上述移動單元基于由上述虛像位置決定單元決定的位置，使上述投射透鏡以及上述屏幕沿著上述光路移動。
[0012]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的平視顯示裝置，使投射透鏡以及屏幕沿著光路分別移動，因此通過使屏幕移動能夠?qū)挠脩糁潦褂脩粢曊J(rèn)的虛像的距離進行調(diào)整，另一方面在使屏幕移動的情況下也能夠使從投射透鏡投射的影像在屏幕上對焦，因此能夠?qū)⒏咂焚|(zhì)的影像作為虛像生成。
【附圖說明】
[0013]圖1是示出本實施方式的HUD朝車輛的設(shè)置方式的圖。
[0014]圖2是示出本實施方式的HUD的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0015]圖3是示出投影儀具備的第一投射透鏡以及第二投射透鏡的圖。
[0016]圖4是示出第二投射透鏡的移動方式的圖。
[0017]圖5是分別示出第一屏幕與第二屏幕的圖。
[0018]圖6是示出投影儀相對于第一屏幕與第二屏幕的影像的投射方式的圖。
[0019]圖7是示出第二屏幕朝相對于光路的前后方向的移動方式的圖。
[0020]圖8是分別示出通過投射于第一屏幕與第二屏幕的影像而生成的虛像的圖。
[0021]圖9是示出第一屏幕以及第二屏幕朝相對于光路的交叉方向的移動方式的圖。
[0022]圖10是示出使第一屏幕與第二屏幕沿上下方向移動的情況的投影儀的影像的投射方式的圖。
[0023]圖11是示出本實施方式的HUD的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024]圖12是本實施方式的虛像生成處理程序的流程圖。
[0025]圖13是不出位置設(shè)定表的一個例子的圖。
[0026]圖14是示出使第二屏幕移動的情況的第二屏幕與第二投射透鏡的位置關(guān)系的圖。
[0027]圖15是示出能夠從車輛的乘客視認(rèn)的虛像的一個例子的圖。
[0028]圖16是對以往技術(shù)的問題點進行了說明的圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖對本發(fā)明的平視顯示裝置具體化的一實施方式詳細(xì)地進行說明。
[0030]首先，關(guān)于本實施方式的平視顯示裝置(以下，稱為HUD)1的結(jié)構(gòu)，使用圖1進行說明。圖1是示出本實施方式的HUD1朝車輛2的設(shè)置方式的圖。
[0031]如圖1所示，HUD1設(shè)置于車輛2的儀表盤3內(nèi)部，具有在內(nèi)部投射來自投影儀4、投影儀4的影像的屏幕5。而且，構(gòu)成為使投射于屏幕5的影像經(jīng)由如后述那樣HUD1所具備的鏡、菲涅爾透鏡，進一步反射于駕駛席的前方的前車窗6而使車輛2的乘客7視認(rèn)。另夕卜，作為投射于屏幕5的影像，有關(guān)于車輛2的信息、為了乘客7的駕駛的支援而使用的各種信息。例如有針對障礙物(其他車輛、行人)的警告、導(dǎo)航裝置所設(shè)定的引導(dǎo)路徑、基于引導(dǎo)路徑的引導(dǎo)信息(示出右左轉(zhuǎn)彎方向的箭頭等)、當(dāng)前車速、引導(dǎo)標(biāo)志、地圖圖像、交通信息、新聞、天氣預(yù)報、時刻、連接的智能手機的畫面、電視節(jié)目等。
[0032]另外，在本實施方式的HUD1中，構(gòu)成為，在前車窗6反射而乘客7視認(rèn)了投射于屏幕5的影像的情況下，乘客7將在不是前車窗6的位置而是前車窗6的前面的遠方的位置投射于屏幕5的影像作為虛像8視認(rèn)。另外，乘客7能夠視認(rèn)的虛像8是投射于屏幕5的影像，但經(jīng)由鏡因此上下方向反轉(zhuǎn)。另外，由于經(jīng)由菲涅爾透鏡尺寸也變更。
[0033]此處，針對生成虛像8的位置、更具體而言從乘客7至虛像8的距離(以下，稱為生成距離)L，通過HUD1所具備的鏡、菲涅爾透鏡的形狀、位置、屏幕5相對于光路的位置等能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。特別是，在本實施方式中如后述那樣以使屏幕5的位置沿著光路而能夠沿前后方向移動的方式構(gòu)成。其結(jié)果，能夠適當(dāng)?shù)刈兏删嚯xL。例如能夠使生成距離L在2.5m?20m之間變更。
[0034]接下來，使用圖2對HUD1更具體的結(jié)構(gòu)進行說明。圖2是示出本實施方式的HUD1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]如圖2所示，HUD1基本上由投影儀4、屏幕5、反射鏡10、鏡11、菲涅爾透鏡12、控制電路部13、以及CAN接口 14構(gòu)成。
[0036]此處，投影儀4是作為光源使用了 LED光源的影像投射裝置，例如為DLP投影儀。另外，作為投影儀4也可以使用液晶投影儀、LC0S投影儀。另外，投影儀4具備用于投射影像的投射透鏡15，在本實施方式中，投射透鏡15由第一投射透鏡16和第二投射透鏡17兩個投射透鏡構(gòu)成，并構(gòu)成為能夠分別投射不同的影像。此處，圖3是示出了投影儀4所具備的第一投射透鏡16以及第二投射透鏡17的圖。
[0037]如圖3所示，第一投射透鏡16以及第二投射透鏡17具有將一個圓形狀的透鏡在上下方向分割的分割形狀。而且，處于下方的第二投射透鏡17構(gòu)成為，能夠沿著光路在前后方向移動。另一方面，第一投射透鏡16的位置固定。具體而言，通過使處于第二投射透鏡17的背面?zhèn)鹊耐哥R驅(qū)動馬達18驅(qū)動，能夠如圖4所示使第二投射透鏡17沿著光路在前后方向移動。特別是，在本實施方式中，構(gòu)成為，如后述那樣在使屏幕5沿著光路在前后方向移動的情況下，為了使從第二投射透鏡17投射的影像的焦點與移動后的屏幕5的位置一致，第二投射透鏡17也隨著移動。
[0038]另外，透鏡驅(qū)動馬達18由步進馬達構(gòu)成。而且，HUD1基于從控制電路部13發(fā)送的脈沖信號控制透鏡驅(qū)動馬達18，能夠?qū)⒌诙渡渫哥R17的位置相對于設(shè)定位置適當(dāng)?shù)囟ㄎ弧?br>[0039]另外，屏幕5是供從投影儀4投射的影像投射的被投射介質(zhì)，使用例如菲涅爾屏幕、擴散型屏幕等。另外，在本實施方式中屏幕5由第一屏幕20和第二屏幕21兩個屏幕構(gòu)成。此處，圖5是分別示出第一屏幕20與第二屏幕21的圖。
[0040]如圖5所示，第一屏幕20具有在上方投射影像的被投射區(qū)域22，如圖6所示，顯示從投影儀4的第一投射透鏡16投射的影像。另一方面，第二屏幕21具有在下方投射影像的被投射區(qū)域23，如圖6所示，顯示從投影儀4的第二投射透鏡17投射的影像。而且，第一屏幕20與第二屏幕21以不與圖2以及圖6所示被投射區(qū)域22、23重疊的方式沿著光路在前后方向以規(guī)定間隔