車両用表示装置
【課題】 複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能な車両用表示装置を提供する。
【解決手段】所定の画像を表示する表示デバイス１１０と、表示デバイス１１０に表示された前記画像を投射する投射光学系１２０と、投射光学系１２０から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーン１３０、１４０と、を有する車両用表示装置１００であって、表示デバイス１１０から各スクリーン１３０、１４０への各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする。
【解決手段】所定の画像を表示する表示デバイス１１０と、表示デバイス１１０に表示された前記画像を投射する投射光学系１２０と、投射光学系１２０から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーン１３０、１４０と、を有する車両用表示装置１００であって、表示デバイス１１０から各スクリーン１３０、１４０への各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車速、エンジン回転数、水温、残燃料、走行距離や地図情報、誘導情報、車両周辺画像さらにはオーディオ情報等の車両に関する種々の情報（以下、車両情報とも言う）を車両のウインドシールドやコンバイナ等の投影部材に表示するようにしたいわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を、インストルメントパネル内に設けられたメーターディスプレイと併設した車両用表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示される車両用表示装置は、１つの表示素子（表示デバイス）を有し、該表示素子の表示面における一方の表示エリア内の表示情報をメーターディスプレイを構成するスクリーンに投射し、他方の表示エリア内の表示情報をＨＵＤを構成するウインドシールドあるいはその内側に設けられるコンバイナに導くように構成したものであり、コンパクトで安価な車両用表示装置を提供可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９６２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単に１つの表示デバイスの画像を分割して複数個所で表示する構成においては、表示される各画像の解像度に差異が生じたり、各画像の境界に輝度ムラが生じたり、各画像の歪みに差異が生じたりして表示品位の向上の点で更なる改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題に着目してなされたものであり、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能な車両用表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題を解決するために、所定の画像を表示する表示デバイスと、前記表示デバイスに表示された前記画像を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーンと、を有する車両用表示装置であって、前記表示デバイスから前記各スクリーンまでの各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする。
【０００８】
また、前記各スクリーンの少なくとも１つが平面状でないことを特徴とする。
【０００９】
また、前記画像は、前記各スクリーンに対応した各表示領域の間に非表示領域を有することを特徴とする。
【００１０】
また、所定の画像データを前記表示デバイスに出力する表示制御手段を備え、
前記表示デバイスは、前記画像データに基づいて前記画像を表示し、
前記表示制御手段は、前記画像データの前記各スクリーンでの表示歪みを補正する画像データ補正部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記各スクリーンとして、ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーンと、前記ステアリングホイールの外側から視認されるように配置された第２のスクリーンと、前記画像を透過してウインドシールドあるいはこのウインドシールドの内側に配設された投影部材に導く第３のスクリーンと、の少なくとも２つを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態である車両用表示装置の概観を示す図。
【図２】同上車両用表示装置の電気的構成を示す図。
【図３】同上車両用表示装置における画像を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態である車両用表示装置の概観を示す図。
【図５】同上車両用表示装置の電気的構成を示す図。
【図６】同上車両用表示装置における画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２を用いて第１の実施形態である車両用表示装置１００の全体構成を説明する。図１は車両用表示装置１００の概観を示す図である。図２は車両用表示装置１００の電気的構成を示す図である。図１に示すように、車両用表示装置１００は、車両のインパネＰ内部に配設され、後述する表示デバイス１１０が形成する後述する画像２００を分割してインパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１に配置される後述する第１のスクリーン１３０と第２の開口部Ｐ２から視認される第２のスクリーン１４０とにそれぞれ投影して第１、第２の表示像Ｖ１、Ｖ２をそれぞれ表示するものである。
【００１６】
車両用表示装置１００は、表示デバイス１１０と、投射光学系１２０と、第１のスクリーン１３０と、第２のスクリーン１４０と、第１の平面ミラー１５０と、第２の平面ミラー１６０と、表示制御手段１７０と、記憶手段１８０と、から主に構成される。
【００１７】
表示デバイス１１０は、図示しない照明光学系からの光を受けて画像を形成し、この画像を表示光Ｌ１として投射光学系１２０に出射するものであり、例えばＴＦＴ液晶などの透過型表示デバイスや、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）やＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの反射型表示デバイスからなる。表示デバイス１１０は、表示制御手段１７０から出力される画像データに基づいて画像２００を形成する。
【００１８】
投射光学系１２０は、表示デバイス１１０から出射される表示光Ｌ１のうち画像２００の後述する第１の表示領域２０１からの光を第１の平面ミラー１５０を介して第１のスクリーン１３０に向けて投射し、表示光Ｌ１のうち画像２００の後述する第２の表示領域２０１からの光を第１の平面ミラー１５０及び第２の平面ミラー１６０を介して第２のスクリーン１４０に向けて投射するものであり、本実施形態においては、投射レンズ１２１と自由曲面ミラー１２２とから構成されている。
投射レンズ１２１は、表示デバイス１１０の画像２００を拡大し、第１のスクリーン１３０及び第２のスクリーン１４０に結像させるものであり、ガラスや樹脂材料からなる１枚以上のレンズから構成される。
自由曲面ミラー１２２は、投射レンズ１２１との組み合わせによって表示デバイス１１０の画像２００を拡大し、第１のスクリーン１３０及び第２のスクリーン１４０に結像させるものであり、樹脂材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００１９】
第１のスクリーン１３０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を透過して第１の表示像Ｖ１を表示する透過型のスクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第１のスクリーン１３０は、インパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１に配置されており、図示しないステアリングホイールの内側から運転者に視認される。なお、図中のＳは前記ステアリングホイールの範囲（直径）を示すものである。また、第１のスクリーン１３０は、インパネＰの表面形状に応じて上下方向に傾斜し、また、上下左右方向に湾曲しており、平面状でない曲面状のスクリーンである。
【００２０】
第２のスクリーン１４０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を反射して第２の表示像Ｖ２を表示する反射型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に投影光の入射・反射の方向を定めるレンズ層、着色層、拡散層などを形成してなる。第２のスクリーン１４０は、インパネＰに設けられる第２の開口部Ｐ２に対応する位置に配置され、第２の開口部Ｐ２を通して前記ステアリングホイールの外側（上方）から運転者に視認される。なお、第２の開口部Ｐ２には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ３が配設される。
【００２１】
第１の平面ミラー１５０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を第１のスクリーン１３０の方向及び第２の平面ミラー１６０の方向に反射する平面ミラーであり、ガラス材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００２２】
第２の平面ミラー１６０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を第２のスクリーン１４０の方向に反射する平面ミラーであり、その構成は第１の平面ミラー１５０と同様である。
【００２３】
図２に示すように、表示制御手段１７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータから構成される。表示制御手段１７０は、車両に搭載される各種センサやＥＣＵ（Electronic Control Unit）、またはナビゲーション装置などの車載機器から各種車両情報を取得し、この車両情報に基づいて記憶手段１８０から画像データを取得し、この画像データを表示デバイス１１０へ出力して表示デバイス１１０の表示制御処理をするものである。また、表示制御手段１７０は、所定の切換信号に応じて、記憶手段１８０からの前記画像データを補正する画像データ補正部１７１を有する。
【００２４】
記憶手段１８０は、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリからなり、表示デバイス１１０にて表示する画像２００を示す前記画像データを記憶する。
【００２５】
以上の各部によって車両用表示装置１００が構成されている。
車両用表示装置１００は、表示デバイス１１０から第１、第２のスクリーン１３０、１４０への各投射距離Ｄａ、Ｄｂがそれぞれ略等しくなるように各部が配置されている（Ｄａ≒Ｄｂ）。なお、第１のスクリーン１３０への投射距離Ｄａは投射レンズ１２１から自由曲面ミラー１２２の中心までの投射距離Ｄ１と自由曲面ミラー１２２の中心から第１の平面ミラー１５０までの投射距離Ｄ２と第１の平面ミラー１５０から第１のスクリーン１３０の中心までの投射距離Ｄ３との合計であり（Ｄａ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）、第２のスクリーン１４０への投射距離Ｄｂは投射距離Ｄ１と投射距離Ｄ２と第１の平面ミラー１５０から第２の平面ミラー１６０までの投射距離Ｄ４と第２の平面ミラー１５０から第２のスクリーン１４０までの投射距離Ｄ５との合計である（Ｄｂ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ４＋Ｄ５）。すなわち、本実施形態においては、投射距離Ｄ３と、投射距離Ｄ４と投射距離Ｄ５との合計（Ｄ４＋Ｄ５）と、が略等しくなる（Ｄ３≒Ｄ４＋Ｄ５）ように第１のスクリーン１３０、第２のスクリーン１４０、第１の平面ミラー１５０及び第２の平面ミラー１６０をそれぞれ配置することで上述の条件を満たすことができる。なお、各投射距離Ｄａ、Ｄｂは各表示像Ｖ１、Ｖ２の解像度の違いが運転者に視認されない程度に近似させれば良い。
かかる構成によれば、第１、第２のスクリーン１３０、１４０に表示される第１、第２の表示像Ｖ１、Ｖ２の表示の繊細さ（解像度）を同等とすることができ、表示品位を向上させることができる。
【００２６】
次に、表示制御手段１７０による前記画像データ及びその補正について説明する。図３は前記画像データに基づいて形成された画像２００を示す図であり、図３（ａ）は補正前の前記画像データに基づく画像２００を、図３（ｂ）は補正後の前記画像データに基づく画像２００をそれぞれ示している。
画像２００は、図３（ａ）に示すように、第１のスクリーン１３０に対応し第１の表示像Ｖ１を構成する画像が描画される第１の表示領域２０１と、第２のスクリーン１４０に対応し第２の表示像Ｖ２を構成する画像が描画される第２の表示領域２０２と、第１の表示領域２０１と第２の表示領域２０２との間に設けられ、何ら画像が描画されない（黒表示となる）非表示領域２０３と、によって構成されている。第１の表示領域２０１と第２の表示領域２０２との間に非表示領域２０３を設けることによって、第１のスクリーン１３０に向かう光と第２のスクリーン１４０に向かう光との境目で生じる輝度ムラが視認されなくなり、表示品位を向上させることができる。
【００２７】
本実施形態においては、平面状でない第１のスクリーン１３０の表示面の湾曲や傾斜によって第１の表示像Ｖ１に表示歪みが生じる。補正後の前記画像データに基づく画像２００は、図３（ｂ）に示すように、この第１のスクリーン１３０における表示歪みを抑制するべく、画像データ補正部１７１によって第１の表示領域２０１を予め表示歪みとは逆に歪められたものである。この補正による前記画像データの歪み量は第１のスクリーン１３０の配置、形状に応じて規定値に定められていてもよいし、スイッチ等で数段階に調整可能としてもよい。補正後の画像２００において、第１の表示領域２０１は略台形状となり、左右の辺が湾曲している。また、第１の表示領域２０１の左右側方に非表示領域２０３が形成されている。このように、前記画像データの第１のスクリーン１３０での表示歪みを補正することによって、第１のスクリーン１３０の配置や形状に自由度を持たせるとともに表示品位を向上させることができる。なお、第２のスクリーン１４０に表示歪みが生じる場合には、前記画像データに第２の表示領域２０２を表示歪みの逆に歪ませる補正がなされる。
【００２８】
次に、図４から図６を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。
【００２９】
図４及び図５を用いて第２の実施形態である車両用表示装置３００の全体構成を説明する。図４は車両用表示装置３００の概観を示す図である。図５は車両用表示装置３００の電気的構成を示す図である。図４に示すように、車両用表示装置３００は、車両のインパネＰ内部に配設され、後述する表示デバイス３１０が形成する後述する画像４００を分割してインパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１１に配置される後述する第１のスクリーン３３０と第２の開口部Ｐ１２から視認される第２のスクリーン３４０とウインドシールドＷを介して第３の開口部Ｐ１３から視認される第３のスクリーン３５０とにそれぞれ投影して第１、第２、第３の表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３をそれぞれ表示するものである。
【００３０】
車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０と、投射光学系３２０と、第１のスクリーン３３０と、第２のスクリーン３４０と、第３のスクリーン３５０と、第１の平面ミラー３６０と、第２の平面ミラー３７０と、表示制御手段３８０と、記憶手段３９０と、から主に構成される。
【００３１】
表示デバイス３１０は、図示しない照明光学系からの光を受けて画像を形成し、この画像を表示光Ｌ１１として投射光学系３２０に出射するものであり、例えばＴＦＴ液晶などの透過型表示デバイスや、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）やＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの反射型表示デバイスからなる。表示デバイス３１０は、表示制御手段３８０から出力される画像データに基づいて画像４００を形成する。
【００３２】
投射光学系３２０は、表示デバイス３１０から出射される表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第１の表示領域４０１からの光を第１の平面ミラー３６０を介して第１のスクリーン３３０に向けて投射し、表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第２の表示領域４０２からの光を第２のスクリーン３４０に向けて投射し、表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第３の表示領域４０３からの光を第３のスクリーン３５０に向けて投射するものであり、本実施形態においては、投射レンズ３２１と自由曲面ミラー３２２とから構成されている。
投射レンズ３２１は、表示デバイス３１０の画像４００を拡大し、第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０及び第３のスクリーン３５０に結像させるものであり、ガラスや樹脂材料からなる１枚以上のレンズから構成される。
自由曲面ミラー３２２は、投射レンズ３２１との組み合わせによって表示デバイス３１０の画像４００を拡大し、第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０及び第３のスクリーン３５０に結像させるものであり、樹脂材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００３３】
第１のスクリーン３３０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を透過して第１の表示像Ｖ１１を表示する透過型のスクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第１のスクリーン３３０は、インパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１１に配置されており、図示しないステアリングホイールの内側から運転者に視認される。なお、図中のＳは前記ステアリングホイールの範囲（直径）を示すものである。また、第１のスクリーン３３０は、インパネＰの表面形状に応じて上下方向に傾斜し、また、上下左右方向に湾曲しており、平面状でない曲面状のスクリーンである。
【００３４】
第２のスクリーン３４０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を反射して第２の表示像Ｖ１２を表示する反射型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に投影光の入射・反射の方向を定めるレンズ層、着色層、拡散層などを形成してなる。第２のスクリーン３４０は、インパネＰに設けられる第２の開口部Ｐ１２に対応する位置に配置され、第２の開口部Ｐ１２を通して前記ステアリングホイールの外側（上方）から運転者に視認される。なお、第２の開口部Ｐ１２には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ１４が配設される。
【００３５】
第３のスクリーン３５０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を透過して第３の表示像Ｖ１３を表示する透過型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第３のスクリーン３５０は第２のスクリーン３４０と同一の垂線上に位置するように第２のスクリーン３４０の下方に配置される。第３のスクリーン３５０は、ウインドシールドＷ及び第二の平面ミラー３７０を介し、インパネＰに設けられる第三の開口部Ｐ１３を通して運転者に視認される。すなわち、第３のスクリーン３５０を透過した第三の表示像Ｖ１３を示す表示光Ｌ１１は、さらに第２の平面ミラー３７０を介してウインドシールドＷに導かれ、ウインドシールドＷを反射した表示光Ｌ１１が運転者の目に投影されて仮想光路Ｌ１２上に第三の表示像Ｖ１３が虚像表示される。なお、第３の開口部Ｐ１３には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ１５が配設される。また、ウインドシールドＷの内側に表示光Ｌ１１を良好に反射させる専用のコンバイナ（投影部材）を配設し、このコンバイナに表示光Ｌ１１を投射してもよい。
【００３６】
第１の平面ミラー３６０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を第１のスクリーン３３０の方向に反射する平面ミラーであり、ガラス材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００３７】
第２の平面ミラー３７０は、第三のスクリーン３５０からの表示光Ｌ１１をウインドシールドＷの方向に反射する平面ミラーであり、その構成は第１の平面ミラー１５０と同様である。
【００３８】
図５に示すように、表示制御手段３８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータから構成される。表示制御手段３８０は、車両に搭載される各種センサやＥＣＵ（Electronic Control Unit）、またはナビゲーション装置などの車載機器から各種車両情報を取得し、この車両情報に基づいて記憶手段３９０から画像データを取得し、前記画像データを表示デバイス３１０へ出力して表示デバイス３１０の表示制御処理をするものである。また、表示制御手段３８０は、所定の切換信号に応じて、記憶手段３９０からの前記画像データを補正する画像データ補正部３８１を有する。
【００３９】
記憶手段３９０は、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリからなり、表示デバイス３１０にて表示する画像４００を示す前記画像データを記憶する。
【００４０】
以上の各部によって車両用表示装置３００が構成されている。
車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０から第１、第２、第３のスクリーン３３０、３４０、３５０への各投射距離Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅがそれぞれ略等しくなるように各部が配置されている（Ｄｃ≒Ｄｄ≒Ｄｅ）。なお、第１のスクリーン３３０への投射距離Ｄｃは投射レンズ３２１から自由曲面ミラー３２２の中心までの投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第１の平面ミラー３６０までの投射距離Ｄ１２と第１の平面ミラー３６０から第１のスクリーン３３０の中心までの投射距離Ｄ１３との合計であり（Ｄｃ＝Ｄ１１＋Ｄ１２＋Ｄ１３）、第２のスクリーン３４０への投射距離Ｄｄは投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第２、第３のスクリーン３４０、３５０までの投射距離Ｄ１４との合計であり（Ｄｄ＝Ｄ１１＋Ｄ１４）、第３のスクリーン３５０への投射距離Ｄｅは投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第２、第３のスクリーン３４０、３５０までの投射距離Ｄ１４との合計である（Ｄｅ＝Ｄ１１＋Ｄ１４）。すなわち、本実施形態においては、投射距離Ｄ１２と投射距離Ｄ１３（Ｄ１２＋Ｄ１３）との合計と、投射距離Ｄ１４と、が略等しくなる（Ｄ１２＋Ｄ１３≒Ｄ１４）ように第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０、第３のスクリーン３５０及び第１の平面ミラー３６０をそれぞれ配置することで上述の条件を満たすことができる。なお、各投射距離Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅは各表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３の解像度の違いが運転者に視認されない程度に近似させればよい。
かかる構成によれば、第１、第２、第３のスクリーン３３０、３４０、３５０に表示される第１、第２、第３の表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３の表示の繊細さ（解像度）を同等とすることができ、表示品位を向上させることができる。
【００４１】
次に、表示制御手段３８０による前記画像データ及びその補正について説明する。図６は前記画像データに基づいて形成された画像４００を示す図であり、図６（ａ）は補正前の前記画像データに基づく画像４００を、図６（ｂ）は補正後の前記画像データに基づく画像４００をそれぞれ示している。
画像４００は、図６（ａ）に示すように、画像４００の下部領域であり第１のスクリーン３３０に対応し第１の表示像Ｖ１１を構成する画像が描画される第１の表示領域４０１と、画像４００の上部領域であり第２のスクリーン３４０に対応し第２の表示像Ｖ１２を構成する画像が描画される第２の表示領域４０２と、画像４００の中央部領域であり第３のスクリーン３５０に対応し第３の表示像Ｖ１３を構成する画像が描画される第３の表示領域４０３と、第１の表示領域４０１と第３の表示領域４０３との間及び第２の表示領域４０２と第３の表示領域４０３との間にそれぞれ設けられ、何ら画像が描画されない（黒表示となる）非表示領域４０４と、によって構成されている。第１、第２、第３の表示領域４０１、４０２、４０３の各領域間に非表示領域４０４を設けることによって、第１のスクリーン３３０に向かう光と第２のスクリーン３４０に向かう光と第３のスクリーン３５０に向かう光との境目で生じる輝度ムラが視認されなくなり、表示品位を向上させることができる。
【００４２】
本実施形態においては、平面状でない第１のスクリーン３３０の表示面の湾曲や傾斜によって第１の表示像Ｖ１１に表示歪みが生じる。補正後の前記画像データに基づく画像４００は、図６（ｂ）に示すように、この第１のスクリーン３３０における表示歪みを抑制するべく、画像データ補正部３８１によって第１の表示領域４０１を予め表示歪みとは逆に歪められたものである。この補正による前記画像データの歪み量は第１のスクリーン３３０の配置、形状に応じて規定値に定められていてもよいし、スイッチ等で数段階に調整可能としてもよい。補正後の画像４００において、第１の表示領域４０１は略台形状となり、左右の辺が湾曲している。また、第１の表示領域４０１の左右側方に非表示領域４０４が形成されている。このように、前記画像データの第１のスクリーン３３０での表示歪みを補正することによって、第１のスクリーン３３０の配置や形状に自由度を持たせるとともに表示品位を向上させることができる。なお、第２、第３のスクリーン３４０、３５０に表示歪みが生じる場合には、前記画像データに第２、第３の表示領域４０２、４０３を表示歪みの逆に歪ませる補正がなされる。
【００４３】
また、車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０に形成される画像４００を分割して投射されるスクリーンとして、前記ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーン３３０と、前記ステアリングホイールの外側（特に上方）から視認されるように配置された第２のスクリーン３４０と、画像４００を透過してウインドシールドＷあるいはこのウインドシールドＷの内側に配設された前記コンバイナに導く第３のスクリーン３４０と、を備えるものである。かかる構成により、前記ステアリングホイール内側で視認されるインストルメントパネル、前記ステアリングホイールの上方で視認されるオーバーダッシュボードディスプレイ、及びウインドシールドＷ上で表示像（虚像）を視認するヘッドアップディスプレイの運転者の視点移動距離の異なる上下方向３段階の表示部に各種車両情報を表示することができ、情報の重要度や緊急度に応じて最適な表示部に情報を表示することが可能であり、表示の視認性や運転の安全性を向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。例えば本発明における複数のスクリーンは４個所以上に配置されるものであってもよく、平面状でないスクリーンが複数備えられるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、車両用表示装置に関し、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置に好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１００、３００ 車両用表示装置
１１０、３１０ 表示デバイス
１２０、３２０ 投射光学系
１２１、３２１ 投射レンズ
１２２、３２２ 自由曲面ミラー
１３０、３３０ 第１のスクリーン
１４０、３４０ 第２のスクリーン
１５０、３６０ 第１の平面ミラー
１６０、３７０ 第２の平面ミラー
１７０、３８０ 表示制御手段
１７１、３８１ 画像データ補正部
１８０、３９０ 記憶手段
２００、４００ 画像
２０１、４０１ 第１の表示領域
２０２、４０２ 第２の表示領域
２０３、４０４ 非表示領域
３５０ 第３のスクリーン
４０３ 第３の表示領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車速、エンジン回転数、水温、残燃料、走行距離や地図情報、誘導情報、車両周辺画像さらにはオーディオ情報等の車両に関する種々の情報（以下、車両情報とも言う）を車両のウインドシールドやコンバイナ等の投影部材に表示するようにしたいわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を、インストルメントパネル内に設けられたメーターディスプレイと併設した車両用表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示される車両用表示装置は、１つの表示素子（表示デバイス）を有し、該表示素子の表示面における一方の表示エリア内の表示情報をメーターディスプレイを構成するスクリーンに投射し、他方の表示エリア内の表示情報をＨＵＤを構成するウインドシールドあるいはその内側に設けられるコンバイナに導くように構成したものであり、コンパクトで安価な車両用表示装置を提供可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９６２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単に１つの表示デバイスの画像を分割して複数個所で表示する構成においては、表示される各画像の解像度に差異が生じたり、各画像の境界に輝度ムラが生じたり、各画像の歪みに差異が生じたりして表示品位の向上の点で更なる改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題に着目してなされたものであり、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能な車両用表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題を解決するために、所定の画像を表示する表示デバイスと、前記表示デバイスに表示された前記画像を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーンと、を有する車両用表示装置であって、前記表示デバイスから前記各スクリーンまでの各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする。
【０００８】
また、前記各スクリーンの少なくとも１つが平面状でないことを特徴とする。
【０００９】
また、前記画像は、前記各スクリーンに対応した各表示領域の間に非表示領域を有することを特徴とする。
【００１０】
また、所定の画像データを前記表示デバイスに出力する表示制御手段を備え、
前記表示デバイスは、前記画像データに基づいて前記画像を表示し、
前記表示制御手段は、前記画像データの前記各スクリーンでの表示歪みを補正する画像データ補正部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記各スクリーンとして、ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーンと、前記ステアリングホイールの外側から視認されるように配置された第２のスクリーンと、前記画像を透過してウインドシールドあるいはこのウインドシールドの内側に配設された投影部材に導く第３のスクリーンと、の少なくとも２つを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態である車両用表示装置の概観を示す図。
【図２】同上車両用表示装置の電気的構成を示す図。
【図３】同上車両用表示装置における画像を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態である車両用表示装置の概観を示す図。
【図５】同上車両用表示装置の電気的構成を示す図。
【図６】同上車両用表示装置における画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２を用いて第１の実施形態である車両用表示装置１００の全体構成を説明する。図１は車両用表示装置１００の概観を示す図である。図２は車両用表示装置１００の電気的構成を示す図である。図１に示すように、車両用表示装置１００は、車両のインパネＰ内部に配設され、後述する表示デバイス１１０が形成する後述する画像２００を分割してインパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１に配置される後述する第１のスクリーン１３０と第２の開口部Ｐ２から視認される第２のスクリーン１４０とにそれぞれ投影して第１、第２の表示像Ｖ１、Ｖ２をそれぞれ表示するものである。
【００１６】
車両用表示装置１００は、表示デバイス１１０と、投射光学系１２０と、第１のスクリーン１３０と、第２のスクリーン１４０と、第１の平面ミラー１５０と、第２の平面ミラー１６０と、表示制御手段１７０と、記憶手段１８０と、から主に構成される。
【００１７】
表示デバイス１１０は、図示しない照明光学系からの光を受けて画像を形成し、この画像を表示光Ｌ１として投射光学系１２０に出射するものであり、例えばＴＦＴ液晶などの透過型表示デバイスや、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）やＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの反射型表示デバイスからなる。表示デバイス１１０は、表示制御手段１７０から出力される画像データに基づいて画像２００を形成する。
【００１８】
投射光学系１２０は、表示デバイス１１０から出射される表示光Ｌ１のうち画像２００の後述する第１の表示領域２０１からの光を第１の平面ミラー１５０を介して第１のスクリーン１３０に向けて投射し、表示光Ｌ１のうち画像２００の後述する第２の表示領域２０１からの光を第１の平面ミラー１５０及び第２の平面ミラー１６０を介して第２のスクリーン１４０に向けて投射するものであり、本実施形態においては、投射レンズ１２１と自由曲面ミラー１２２とから構成されている。
投射レンズ１２１は、表示デバイス１１０の画像２００を拡大し、第１のスクリーン１３０及び第２のスクリーン１４０に結像させるものであり、ガラスや樹脂材料からなる１枚以上のレンズから構成される。
自由曲面ミラー１２２は、投射レンズ１２１との組み合わせによって表示デバイス１１０の画像２００を拡大し、第１のスクリーン１３０及び第２のスクリーン１４０に結像させるものであり、樹脂材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００１９】
第１のスクリーン１３０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を透過して第１の表示像Ｖ１を表示する透過型のスクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第１のスクリーン１３０は、インパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１に配置されており、図示しないステアリングホイールの内側から運転者に視認される。なお、図中のＳは前記ステアリングホイールの範囲（直径）を示すものである。また、第１のスクリーン１３０は、インパネＰの表面形状に応じて上下方向に傾斜し、また、上下左右方向に湾曲しており、平面状でない曲面状のスクリーンである。
【００２０】
第２のスクリーン１４０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を反射して第２の表示像Ｖ２を表示する反射型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に投影光の入射・反射の方向を定めるレンズ層、着色層、拡散層などを形成してなる。第２のスクリーン１４０は、インパネＰに設けられる第２の開口部Ｐ２に対応する位置に配置され、第２の開口部Ｐ２を通して前記ステアリングホイールの外側（上方）から運転者に視認される。なお、第２の開口部Ｐ２には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ３が配設される。
【００２１】
第１の平面ミラー１５０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を第１のスクリーン１３０の方向及び第２の平面ミラー１６０の方向に反射する平面ミラーであり、ガラス材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００２２】
第２の平面ミラー１６０は、投射光学系１２０からの表示光Ｌ１を第２のスクリーン１４０の方向に反射する平面ミラーであり、その構成は第１の平面ミラー１５０と同様である。
【００２３】
図２に示すように、表示制御手段１７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータから構成される。表示制御手段１７０は、車両に搭載される各種センサやＥＣＵ（Electronic Control Unit）、またはナビゲーション装置などの車載機器から各種車両情報を取得し、この車両情報に基づいて記憶手段１８０から画像データを取得し、この画像データを表示デバイス１１０へ出力して表示デバイス１１０の表示制御処理をするものである。また、表示制御手段１７０は、所定の切換信号に応じて、記憶手段１８０からの前記画像データを補正する画像データ補正部１７１を有する。
【００２４】
記憶手段１８０は、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリからなり、表示デバイス１１０にて表示する画像２００を示す前記画像データを記憶する。
【００２５】
以上の各部によって車両用表示装置１００が構成されている。
車両用表示装置１００は、表示デバイス１１０から第１、第２のスクリーン１３０、１４０への各投射距離Ｄａ、Ｄｂがそれぞれ略等しくなるように各部が配置されている（Ｄａ≒Ｄｂ）。なお、第１のスクリーン１３０への投射距離Ｄａは投射レンズ１２１から自由曲面ミラー１２２の中心までの投射距離Ｄ１と自由曲面ミラー１２２の中心から第１の平面ミラー１５０までの投射距離Ｄ２と第１の平面ミラー１５０から第１のスクリーン１３０の中心までの投射距離Ｄ３との合計であり（Ｄａ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）、第２のスクリーン１４０への投射距離Ｄｂは投射距離Ｄ１と投射距離Ｄ２と第１の平面ミラー１５０から第２の平面ミラー１６０までの投射距離Ｄ４と第２の平面ミラー１５０から第２のスクリーン１４０までの投射距離Ｄ５との合計である（Ｄｂ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ４＋Ｄ５）。すなわち、本実施形態においては、投射距離Ｄ３と、投射距離Ｄ４と投射距離Ｄ５との合計（Ｄ４＋Ｄ５）と、が略等しくなる（Ｄ３≒Ｄ４＋Ｄ５）ように第１のスクリーン１３０、第２のスクリーン１４０、第１の平面ミラー１５０及び第２の平面ミラー１６０をそれぞれ配置することで上述の条件を満たすことができる。なお、各投射距離Ｄａ、Ｄｂは各表示像Ｖ１、Ｖ２の解像度の違いが運転者に視認されない程度に近似させれば良い。
かかる構成によれば、第１、第２のスクリーン１３０、１４０に表示される第１、第２の表示像Ｖ１、Ｖ２の表示の繊細さ（解像度）を同等とすることができ、表示品位を向上させることができる。
【００２６】
次に、表示制御手段１７０による前記画像データ及びその補正について説明する。図３は前記画像データに基づいて形成された画像２００を示す図であり、図３（ａ）は補正前の前記画像データに基づく画像２００を、図３（ｂ）は補正後の前記画像データに基づく画像２００をそれぞれ示している。
画像２００は、図３（ａ）に示すように、第１のスクリーン１３０に対応し第１の表示像Ｖ１を構成する画像が描画される第１の表示領域２０１と、第２のスクリーン１４０に対応し第２の表示像Ｖ２を構成する画像が描画される第２の表示領域２０２と、第１の表示領域２０１と第２の表示領域２０２との間に設けられ、何ら画像が描画されない（黒表示となる）非表示領域２０３と、によって構成されている。第１の表示領域２０１と第２の表示領域２０２との間に非表示領域２０３を設けることによって、第１のスクリーン１３０に向かう光と第２のスクリーン１４０に向かう光との境目で生じる輝度ムラが視認されなくなり、表示品位を向上させることができる。
【００２７】
本実施形態においては、平面状でない第１のスクリーン１３０の表示面の湾曲や傾斜によって第１の表示像Ｖ１に表示歪みが生じる。補正後の前記画像データに基づく画像２００は、図３（ｂ）に示すように、この第１のスクリーン１３０における表示歪みを抑制するべく、画像データ補正部１７１によって第１の表示領域２０１を予め表示歪みとは逆に歪められたものである。この補正による前記画像データの歪み量は第１のスクリーン１３０の配置、形状に応じて規定値に定められていてもよいし、スイッチ等で数段階に調整可能としてもよい。補正後の画像２００において、第１の表示領域２０１は略台形状となり、左右の辺が湾曲している。また、第１の表示領域２０１の左右側方に非表示領域２０３が形成されている。このように、前記画像データの第１のスクリーン１３０での表示歪みを補正することによって、第１のスクリーン１３０の配置や形状に自由度を持たせるとともに表示品位を向上させることができる。なお、第２のスクリーン１４０に表示歪みが生じる場合には、前記画像データに第２の表示領域２０２を表示歪みの逆に歪ませる補正がなされる。
【００２８】
次に、図４から図６を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。
【００２９】
図４及び図５を用いて第２の実施形態である車両用表示装置３００の全体構成を説明する。図４は車両用表示装置３００の概観を示す図である。図５は車両用表示装置３００の電気的構成を示す図である。図４に示すように、車両用表示装置３００は、車両のインパネＰ内部に配設され、後述する表示デバイス３１０が形成する後述する画像４００を分割してインパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１１に配置される後述する第１のスクリーン３３０と第２の開口部Ｐ１２から視認される第２のスクリーン３４０とウインドシールドＷを介して第３の開口部Ｐ１３から視認される第３のスクリーン３５０とにそれぞれ投影して第１、第２、第３の表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３をそれぞれ表示するものである。
【００３０】
車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０と、投射光学系３２０と、第１のスクリーン３３０と、第２のスクリーン３４０と、第３のスクリーン３５０と、第１の平面ミラー３６０と、第２の平面ミラー３７０と、表示制御手段３８０と、記憶手段３９０と、から主に構成される。
【００３１】
表示デバイス３１０は、図示しない照明光学系からの光を受けて画像を形成し、この画像を表示光Ｌ１１として投射光学系３２０に出射するものであり、例えばＴＦＴ液晶などの透過型表示デバイスや、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）やＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの反射型表示デバイスからなる。表示デバイス３１０は、表示制御手段３８０から出力される画像データに基づいて画像４００を形成する。
【００３２】
投射光学系３２０は、表示デバイス３１０から出射される表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第１の表示領域４０１からの光を第１の平面ミラー３６０を介して第１のスクリーン３３０に向けて投射し、表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第２の表示領域４０２からの光を第２のスクリーン３４０に向けて投射し、表示光Ｌ１１のうち画像４００の後述する第３の表示領域４０３からの光を第３のスクリーン３５０に向けて投射するものであり、本実施形態においては、投射レンズ３２１と自由曲面ミラー３２２とから構成されている。
投射レンズ３２１は、表示デバイス３１０の画像４００を拡大し、第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０及び第３のスクリーン３５０に結像させるものであり、ガラスや樹脂材料からなる１枚以上のレンズから構成される。
自由曲面ミラー３２２は、投射レンズ３２１との組み合わせによって表示デバイス３１０の画像４００を拡大し、第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０及び第３のスクリーン３５０に結像させるものであり、樹脂材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００３３】
第１のスクリーン３３０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を透過して第１の表示像Ｖ１１を表示する透過型のスクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第１のスクリーン３３０は、インパネＰに設けられる第１の開口部Ｐ１１に配置されており、図示しないステアリングホイールの内側から運転者に視認される。なお、図中のＳは前記ステアリングホイールの範囲（直径）を示すものである。また、第１のスクリーン３３０は、インパネＰの表面形状に応じて上下方向に傾斜し、また、上下左右方向に湾曲しており、平面状でない曲面状のスクリーンである。
【００３４】
第２のスクリーン３４０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を反射して第２の表示像Ｖ１２を表示する反射型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に投影光の入射・反射の方向を定めるレンズ層、着色層、拡散層などを形成してなる。第２のスクリーン３４０は、インパネＰに設けられる第２の開口部Ｐ１２に対応する位置に配置され、第２の開口部Ｐ１２を通して前記ステアリングホイールの外側（上方）から運転者に視認される。なお、第２の開口部Ｐ１２には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ１４が配設される。
【００３５】
第３のスクリーン３５０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を透過して第３の表示像Ｖ１３を表示する透過型の平面状スクリーンであり、光透過性の樹脂材料からなる基材に外光の差し込みを防止するルーバー層、着色層、拡散層あるいはハードコート層などを形成してなる。第３のスクリーン３５０は第２のスクリーン３４０と同一の垂線上に位置するように第２のスクリーン３４０の下方に配置される。第３のスクリーン３５０は、ウインドシールドＷ及び第二の平面ミラー３７０を介し、インパネＰに設けられる第三の開口部Ｐ１３を通して運転者に視認される。すなわち、第３のスクリーン３５０を透過した第三の表示像Ｖ１３を示す表示光Ｌ１１は、さらに第２の平面ミラー３７０を介してウインドシールドＷに導かれ、ウインドシールドＷを反射した表示光Ｌ１１が運転者の目に投影されて仮想光路Ｌ１２上に第三の表示像Ｖ１３が虚像表示される。なお、第３の開口部Ｐ１３には光透過性の樹脂材料からなる窓部Ｐ１５が配設される。また、ウインドシールドＷの内側に表示光Ｌ１１を良好に反射させる専用のコンバイナ（投影部材）を配設し、このコンバイナに表示光Ｌ１１を投射してもよい。
【００３６】
第１の平面ミラー３６０は、投射光学系３２０からの表示光Ｌ１１を第１のスクリーン３３０の方向に反射する平面ミラーであり、ガラス材料からなる基材の表面にアルミニウム等の光反射性の高い金属膜を形成してなる。
【００３７】
第２の平面ミラー３７０は、第三のスクリーン３５０からの表示光Ｌ１１をウインドシールドＷの方向に反射する平面ミラーであり、その構成は第１の平面ミラー１５０と同様である。
【００３８】
図５に示すように、表示制御手段３８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータから構成される。表示制御手段３８０は、車両に搭載される各種センサやＥＣＵ（Electronic Control Unit）、またはナビゲーション装置などの車載機器から各種車両情報を取得し、この車両情報に基づいて記憶手段３９０から画像データを取得し、前記画像データを表示デバイス３１０へ出力して表示デバイス３１０の表示制御処理をするものである。また、表示制御手段３８０は、所定の切換信号に応じて、記憶手段３９０からの前記画像データを補正する画像データ補正部３８１を有する。
【００３９】
記憶手段３９０は、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリからなり、表示デバイス３１０にて表示する画像４００を示す前記画像データを記憶する。
【００４０】
以上の各部によって車両用表示装置３００が構成されている。
車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０から第１、第２、第３のスクリーン３３０、３４０、３５０への各投射距離Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅがそれぞれ略等しくなるように各部が配置されている（Ｄｃ≒Ｄｄ≒Ｄｅ）。なお、第１のスクリーン３３０への投射距離Ｄｃは投射レンズ３２１から自由曲面ミラー３２２の中心までの投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第１の平面ミラー３６０までの投射距離Ｄ１２と第１の平面ミラー３６０から第１のスクリーン３３０の中心までの投射距離Ｄ１３との合計であり（Ｄｃ＝Ｄ１１＋Ｄ１２＋Ｄ１３）、第２のスクリーン３４０への投射距離Ｄｄは投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第２、第３のスクリーン３４０、３５０までの投射距離Ｄ１４との合計であり（Ｄｄ＝Ｄ１１＋Ｄ１４）、第３のスクリーン３５０への投射距離Ｄｅは投射距離Ｄ１１と自由曲面ミラー３２２の中心から第２、第３のスクリーン３４０、３５０までの投射距離Ｄ１４との合計である（Ｄｅ＝Ｄ１１＋Ｄ１４）。すなわち、本実施形態においては、投射距離Ｄ１２と投射距離Ｄ１３（Ｄ１２＋Ｄ１３）との合計と、投射距離Ｄ１４と、が略等しくなる（Ｄ１２＋Ｄ１３≒Ｄ１４）ように第１のスクリーン３３０、第２のスクリーン３４０、第３のスクリーン３５０及び第１の平面ミラー３６０をそれぞれ配置することで上述の条件を満たすことができる。なお、各投射距離Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅは各表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３の解像度の違いが運転者に視認されない程度に近似させればよい。
かかる構成によれば、第１、第２、第３のスクリーン３３０、３４０、３５０に表示される第１、第２、第３の表示像Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３の表示の繊細さ（解像度）を同等とすることができ、表示品位を向上させることができる。
【００４１】
次に、表示制御手段３８０による前記画像データ及びその補正について説明する。図６は前記画像データに基づいて形成された画像４００を示す図であり、図６（ａ）は補正前の前記画像データに基づく画像４００を、図６（ｂ）は補正後の前記画像データに基づく画像４００をそれぞれ示している。
画像４００は、図６（ａ）に示すように、画像４００の下部領域であり第１のスクリーン３３０に対応し第１の表示像Ｖ１１を構成する画像が描画される第１の表示領域４０１と、画像４００の上部領域であり第２のスクリーン３４０に対応し第２の表示像Ｖ１２を構成する画像が描画される第２の表示領域４０２と、画像４００の中央部領域であり第３のスクリーン３５０に対応し第３の表示像Ｖ１３を構成する画像が描画される第３の表示領域４０３と、第１の表示領域４０１と第３の表示領域４０３との間及び第２の表示領域４０２と第３の表示領域４０３との間にそれぞれ設けられ、何ら画像が描画されない（黒表示となる）非表示領域４０４と、によって構成されている。第１、第２、第３の表示領域４０１、４０２、４０３の各領域間に非表示領域４０４を設けることによって、第１のスクリーン３３０に向かう光と第２のスクリーン３４０に向かう光と第３のスクリーン３５０に向かう光との境目で生じる輝度ムラが視認されなくなり、表示品位を向上させることができる。
【００４２】
本実施形態においては、平面状でない第１のスクリーン３３０の表示面の湾曲や傾斜によって第１の表示像Ｖ１１に表示歪みが生じる。補正後の前記画像データに基づく画像４００は、図６（ｂ）に示すように、この第１のスクリーン３３０における表示歪みを抑制するべく、画像データ補正部３８１によって第１の表示領域４０１を予め表示歪みとは逆に歪められたものである。この補正による前記画像データの歪み量は第１のスクリーン３３０の配置、形状に応じて規定値に定められていてもよいし、スイッチ等で数段階に調整可能としてもよい。補正後の画像４００において、第１の表示領域４０１は略台形状となり、左右の辺が湾曲している。また、第１の表示領域４０１の左右側方に非表示領域４０４が形成されている。このように、前記画像データの第１のスクリーン３３０での表示歪みを補正することによって、第１のスクリーン３３０の配置や形状に自由度を持たせるとともに表示品位を向上させることができる。なお、第２、第３のスクリーン３４０、３５０に表示歪みが生じる場合には、前記画像データに第２、第３の表示領域４０２、４０３を表示歪みの逆に歪ませる補正がなされる。
【００４３】
また、車両用表示装置３００は、表示デバイス３１０に形成される画像４００を分割して投射されるスクリーンとして、前記ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーン３３０と、前記ステアリングホイールの外側（特に上方）から視認されるように配置された第２のスクリーン３４０と、画像４００を透過してウインドシールドＷあるいはこのウインドシールドＷの内側に配設された前記コンバイナに導く第３のスクリーン３４０と、を備えるものである。かかる構成により、前記ステアリングホイール内側で視認されるインストルメントパネル、前記ステアリングホイールの上方で視認されるオーバーダッシュボードディスプレイ、及びウインドシールドＷ上で表示像（虚像）を視認するヘッドアップディスプレイの運転者の視点移動距離の異なる上下方向３段階の表示部に各種車両情報を表示することができ、情報の重要度や緊急度に応じて最適な表示部に情報を表示することが可能であり、表示の視認性や運転の安全性を向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。例えば本発明における複数のスクリーンは４個所以上に配置されるものであってもよく、平面状でないスクリーンが複数備えられるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、車両用表示装置に関し、複数のスクリーンに画像を投射する車両用表示装置に好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１００、３００ 車両用表示装置
１１０、３１０ 表示デバイス
１２０、３２０ 投射光学系
１２１、３２１ 投射レンズ
１２２、３２２ 自由曲面ミラー
１３０、３３０ 第１のスクリーン
１４０、３４０ 第２のスクリーン
１５０、３６０ 第１の平面ミラー
１６０、３７０ 第２の平面ミラー
１７０、３８０ 表示制御手段
１７１、３８１ 画像データ補正部
１８０、３９０ 記憶手段
２００、４００ 画像
２０１、４０１ 第１の表示領域
２０２、４０２ 第２の表示領域
２０３、４０４ 非表示領域
３５０ 第３のスクリーン
４０３ 第３の表示領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画像を表示する表示デバイスと、前記表示デバイスに表示された前記画像を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーンと、を有する車両用表示装置であって、
前記表示デバイスから前記各スクリーンへの各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記各スクリーンの少なくとも１つが平面状でないことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記画像は、前記各スクリーンに対応した各表示領域の間に非表示領域を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
所定の画像データを前記表示デバイスに出力する表示制御手段を備え、
前記表示デバイスは、前記画像データに基づいて前記画像を表示し、
前記表示制御手段は、前記画像データの前記各スクリーンでの表示歪みを補正する画像データ補正部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記各スクリーンとして、ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーンと、前記ステアリングホイールの外側から視認されるように配置された第２のスクリーンと、前記画像を透過してウインドシールドあるいはこのウインドシールドの内側に配設された投影部材に導く第３のスクリーンと、の少なくとも２つを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項１】
所定の画像を表示する表示デバイスと、前記表示デバイスに表示された前記画像を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された前記画像が分割して投影される複数のスクリーンと、を有する車両用表示装置であって、
前記表示デバイスから前記各スクリーンへの各投射距離がそれぞれ略等しいことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記各スクリーンの少なくとも１つが平面状でないことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記画像は、前記各スクリーンに対応した各表示領域の間に非表示領域を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
所定の画像データを前記表示デバイスに出力する表示制御手段を備え、
前記表示デバイスは、前記画像データに基づいて前記画像を表示し、
前記表示制御手段は、前記画像データの前記各スクリーンでの表示歪みを補正する画像データ補正部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記各スクリーンとして、ステアリングホイールの内側から視認されるように配置された第１のスクリーンと、前記ステアリングホイールの外側から視認されるように配置された第２のスクリーンと、前記画像を透過してウインドシールドあるいはこのウインドシールドの内側に配設された投影部材に導く第３のスクリーンと、の少なくとも２つを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１１９９９（Ｐ２０１３−１１１９９９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６９６４（Ｐ２０１１−２５６９６４）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３１５１２）日本精機株式会社 (1,561)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３１５１２）日本精機株式会社 (1,561)
【Ｆターム（参考）】
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