説明

車載表示装置

【課題】広い温度範囲で見易い表示が実現できる車載表示装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、移動体に搭載され、映像を含む光束を観視者に向けて投影する車載表示装置が提供される。車載表示装置は、映像データ生成部、光源、映像生成部及び投影部を備える。映像データ生成部は映像を含む映像データを生成する。光源は光を発生する。映像生成部は光源で発生した光が入射され、映像データ生成部から供給された映像データに基づいて映像を含む光束を生成する。投影部は、光束を観視者に向けて投影する。映像データ生成部は、映像生成部の温度が第1温度のときは、更新された映像データを第1周期で映像生成部に供給し、映像生成部の温度が第1温度よりも高い第2温度のときは、更新された映像データを第1周期よりも短い第2周期で映像生成部に供給する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、車載表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車載用のヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)においては、車速や経路案内などの表示情報を含む映像が、例えば液晶表示装置などによって生成され、この映像を含む光束がフロントガラスなどに投影される。これにより、映像に含まれる表示情報と、外界情報と、を同時に視認させる。
【0003】
液晶表示装置の応答速度は温度依存性が大きく、低温において表示内容を高速で切り替えると見難くなる。HUDにおいて、広い温度範囲で見易い表示を少ない部品で実現することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−202523号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の実施形態は、広い温度範囲で見易い表示が実現できる車載表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態によれば、移動体に搭載され、映像を含む光束を前記移動体に搭乗する観視者に提示する車載表示装置が提供される。前記車載表示装置は、映像データ生成部と、光源と、映像生成部と、投影部と、を備える。前記映像データ生成部は、前記映像を含む映像データを生成する。前記光源は、光を発生する。前記映像生成部は、前記光源で発生した前記光が入射され、前記光と、前記映像データ生成部で生成され前記映像データ生成部から供給された前記映像データと、に基づいて前記映像を含む前記光束を生成する。前記投影部は、前記映像生成部で生成された前記光束を前記観視者に提示する。前記映像データ生成部は、前記映像生成部の温度が第1温度のときは、更新された前記映像データを第1周期で前記映像生成部に供給する。前記映像データ生成部は、前記映像生成部の前記温度が前記第1温度よりも高い第2温度のときは、更新された前記映像データを前記第1周期よりも短い第2周期で前記映像生成部に供給する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態に係る車載表示装置の動作を例示するグラフ図である。
【図2】図2(a)及び図2(b)は、実施形態に係る車載表示装置の動作を例示する模式図である。
【図3】実施形態に係る車載表示装置の構成を例示する模式図である。
【図4】実施形態に係る車載表示装置の構成を例示するブロック図である。
【図5】図5(a)及び図5(b)は、実施形態に係る車載表示装置に含まれる映像生成部の構成を例示する模式図である。
【図6】図6(a)及び図6(b)は、実施形態に係る車載表示装置の特性を例示する模式図である。
【図7】実施形態に係る車載表示装置の特性を例示するグラフ図である。
【図8】実施形態に係る車載表示装置の動作を例示するグラフ図である。
【図9】実施形態に係る車載表示装置の別の動作を例示するグラフ図である。
【図10】実施形態に係る車載表示装置の別の動作を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0009】
(実施の形態)
図1は、実施形態に係る車載表示装置の動作を例示するグラフ図である。
図2(a)及び図2(b)は、実施形態に係る車載表示装置の動作を例示する模式図である。
図3は、実施形態に係る車載表示装置の構成を例示する模式図である。
図4は、実施形態に係る車載表示装置の構成を例示するブロック図である。
図5(a)及び図5(b)は、実施形態に係る車載表示装置に含まれる映像生成部の構成を例示する模式図である。すなわち、図5(b)は模式的平面図であり、図5(a)は図5(b)のA1−A2線断面図である。
図6(a)及び図6(b)は、実施形態に係る車載表示装置の特性を例示する模式図である。
図7は、実施形態に係る車載表示装置の特性を例示するグラフ図である。
【0010】
まず、図3を用いて、実施形態に係る車載表示装置の概要について説明する。
図3に表したように、実施形態に係る車載表示装置10は、車両730(移動体)に搭載される。車載表示装置10は、映像を含む光束112を車両730に搭乗する観視者100に提示する。例えば、車載表示装置10は、映像を含む光束112を車両730のフロントガラス部710に反射させて車両730に搭乗する観視者100に向けて投影する。観視者100は、例えば車両730のステアリング731を操作する運転者である。
【0011】
フロントガラス部710は、車両730のフロントガラスを含むことができる。また、フロントガラス部710は、例えば、車両730のフロントガラスに設けられる反射部711(例えばコンバイナ)を含むことができる。この場合には、光束112は、反射部711によって反射されて、観視者100に向けて投影される。なお、反射部711は、フロントガラスよりも車両730の室内側に、フロントガラスから離間して設けられても良い。反射部711がフロントガラスから離間して設けられる場合も、反射部711は、フロントガラス部710の一部と見なされることができる。また、反射部711が設けられる場合において、反射部711が車載表示装置10に含まれるものとしても良い。また、反射部711は、車載表示装置10に含まれる筐体に格納可能でも良い。
【0012】
車載表示装置10は、映像データ生成部130と、光源121と、映像生成部110と、投影部120と、を備える。光源121と、映像生成部110と、投影部120と、は映像投影部115に含まれる。
【0013】
映像データ生成部130は、映像を含む映像データを生成する。映像データ生成部130には例えばコンピュータが用いられる。すなわち、映像データ生成部130は、コンピュータチップを含むことができる。
【0014】
光源121は、光を発生する。すなわち、光源121は光束112となる光を発生する。本具体例では、光源121は、光発生部121aと、テーパライトガイド121bと、を含む。光発生部121aには、LED(Light Emitting Diode)や高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。光源121にLEDを用いることで、消費電力を低減でき、また装置を軽量化でき、小型化できる。このように、光発生部121aには光を放出する任意の光発生素子を用いることができる。光発生部121aから放出された光は、テーパライトガイド121bに入射し、テーパライトガイド121bを出射した光が映像生成部110に入射する。
【0015】
映像生成部110には、光源121で発生した光が入射する。映像生成部110は、その光と、映像データ生成部130で生成され、映像データ生成部130から供給された映像データと、に基づいて映像を含む光束112を生成する。映像生成部110には、例えば液晶表示装置(LCD)などの光スイッチが用いられる。映像生成部110は、映像データ生成部130から供給された映像データに基づいて、映像生成部110の画面に映像を形成する。映像生成部110の例については後述する。
【0016】
投影部120は、映像生成部110で生成された光束112を観視者100に提示する。例えば、投影部120は、映像生成部110で生成された光束112をフロントガラス部710に反射させて光束112を観視者100に向けて投影する。
【0017】
投影部120には、例えば、各種の光源、レンズ、ミラー、及び、発散角(拡散角)を制御する各種の光学素子が用いられる。
本具体例では、投影部120は、光源側レンズ123と、アパーチャ124と、出射側レンズ125と、出射側ミラー126と、を含む。
【0018】
光束112の進行方向に沿って、光源121と出射側ミラー126との間に光源側レンズ123が配置され、光源側レンズ123と出射側ミラー126との間にアパーチャ124が配置され、アパーチャ124と出射側ミラー126との間に出射側レンズ125が配置される。
【0019】
本具体例では、出射側ミラー126は、凹面状であり、これにより、光束112に含まれる映像情報の像を拡大して観視者100に投影できる。
【0020】
本具体例では、光源121のテーパライトガイド121bと光源側レンズ123との間に、映像生成部110が配置されている。ただし、実施形態はこれに限らず、映像生成部110は、光源121の光発生部121aからフロントガラス部710の間の任意の位置に配置されても良い。
【0021】
映像データ生成部130、光源121、映像生成部110及び投影部120のそれぞれの構成は、種々の変形が可能である。光源121に含まれる要素と、映像生成部110に含まれる要素と、投影部120に含まれる要素と、の配置は任意であり、例えば、投影部120に含まれる要素どうしの間に、映像生成部110(及びそれに含まれる要素)が挿入されていても良い。
【0022】
光源121の光発生部121aから出射された光は、テーパライトガイド121bにおいて発散角がある程度の範囲に制御される。そして、その光は、映像生成部110を経ることで、所定の表示オブジェクト180(コンテンツ)を含む映像を含む光束112となる。
【0023】
表示オブジェクト180は、車載表示装置10が観視者100に提示する映像に設けられるものである。表示オブジェクト180は、例えば、車載表示装置10が搭載される車両730の運行情報に関する情報を含む。表示オブジェクト180は、車両730の速度、進行方向を示す「矢印」、及び、変速機の状態などの種々の内容を含むことができる。表示オブジェクト180は、車両730の経路案内に関する情報を含むことができる。
【0024】
図3に表したように、光束112は、出射側ミラー126で反射した後、車両730のフロントガラス部710で反射して、観視者100の目101に到る。
【0025】
観視者100は、フロントガラス部710を介して、像形成位置181pの位置に形成された表示オブジェクト180の像181(虚像)を知覚する。このように、車載表示装置10は、HUDとして使用できる。
【0026】
図3に例示したように、車載表示装置10の映像投影部115は、例えば車両730の中、すなわち、例えば、観視者100から見て車両730のダッシュボード720の奥に設けられることができる。
【0027】
なお、映像データ生成部130は、必ずしも映像投影部115と一体的に設けられなくても良く、例えば、ダッシュボード720の内部ではなく、車両730の任意の場所に設置しても良い。映像データ生成部130からの映像データは、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により、映像投影部115(の映像生成部110)に供給される。
【0028】
なお、例えば出射側ミラー126は可動式とすることができ、例えば、観視者100の頭部105の位置や動きに合わせて、手動で、または、自動で、出射側ミラー126の位置や角度を調節し、光束112の投影位置114aを制御し、光束112を目101に適切に投影させることができる。
なお、映像投影部115は、上記の具体例の他に、各種の変形が可能である。
【0029】
なお、本具体例においては、光束112の広がりが制御され、光束112が観視者100の片方の目101に投影され、両目には投影されないようにすることができる。観視者100の位置における光束112の投影領域114の大きさは、片方の目101が入り、両目が入らない大きさに設定される。観視者100の両目(瞳)の間隔は、例えば、60ミリメートル(mm)〜75mmであるので、観視者100の位置における光束112の投影領域114の大きさ(左右方向の幅)は、例えば60mm〜75mm程度以下に設定される。この投影領域114の大きさは、主に投影部120に含まれる光学素子によって制御される。
【0030】
フロントガラス部710は、観視者100からの距離が21.7cm以上の位置に配置される。これにより、観視者100が映像を片方の目101で観視した場合において、知覚する奥行き感が増強され、また、表示オブジェクト180を所望の奥行き位置に知覚させ易くできる。
【0031】
ただし、実施形態はこれに限らず、光束112は観視者100の両目に投影されても良い。
【0032】
図3に表したように、車載表示装置10は、映像生成部110の温度を検出する温度検出部110sをさらに備えている。温度検出部110sには、例えばサーミスタなどの、温度の変化を電気信号に変換できる任意の素子を用いることができる。また、温度検出部110sには、映像生成部110から放出される赤外線などを検出する素子を用いても良い。温度検出部110sの機能については、後述する。
【0033】
図4に表したように、車載表示装置10には、例えば、CPU135が設けられる。CPU135は映像データ生成部130として機能する。温度検出部110sの出力は、例えばA/Dコンバータ136を介してCPU135に入力される。また、映像生成部110には、バックライト110bが付設される。バックライト110bは、光源121の1つの例である。バックライト110bには、例えばLEDが用いられる。バックライト110bには、バックライトドライバ110cが接続され、バックライトドライバ110cは例えばCPU135に接続される。CPU135には、例えば、NOR型のメモリ137、及び、RAM138が接続される。CPU135には、CAN(Controller Area Network)コントローラ139が接続される。CANコントローラ139は、CANバス139bに接続される。CPU135は、CANコントローラ139を介して、例えば車両730の速度などの車両情報s01を入手する。CPU135は、例えば車両情報s01に基づいて表示オブジェクト180を含む映像データを生成する。
【0034】
以下、映像生成部110として液晶表示装置を用いた場合の映像生成部110の構成の例について説明する。
【0035】
図5(a)及び図5(b)に表したように、映像生成部110は、第1偏光層413と、第2偏光層423と、第1基板410と、第2基板420と、液晶層430と、を含む。
【0036】
第2偏光層423は第1偏光層413に対向する。第1偏光層413及び第2偏光層423には、偏光板や偏光フィルム等が用いられる。
【0037】
第1基板410は、第1偏光層413と第2偏光層423との間に設けられる。第1基板410は、第1主面を有する。第1基板410は第1主面に設けられた第1電極411を有する。
【0038】
第2基板420は、第1基板410と第2偏光層423との間に設けられる。第2基板420は、第1主面に対向する第2主面を有する。第2基板420は、第2主面に設けられた第2電極421を有する。
【0039】
液晶層430は、第1電極411と第2電極421との間に設けられる。液晶層430における、第1電極411から第2電極421に向かう方向(第1方向であり、例えばZ軸方向)に沿った液晶分子のダイレクタ(例えば液晶分子の長軸方向の平均の方向)の捩れ角(ツイスト角)の絶対値は90度よりも大きい。液晶層430は正の誘電異方性を有する。すなわち、液晶層430の液晶分子は正の誘電異方性を有する。
【0040】
なお、第1基板410と第2基板420との間において、液晶層430を囲むシール層480が設けられている。シール層480は、液晶層430を封止する。
【0041】
液晶層430は、例えばツイスト角が180度以上のスーパーツイステッドネマティック(STN)構成を有することができる。
【0042】
例えば、第1電極411と液晶層430との間に第1配向層(図示せず)が設けられ、第2電極421と液晶層430との間に第2配向層(図示せず)が設けられる。第1配向層近傍の液晶分子は、第1配向層の配向処理の方向(例えばラビング方向)に沿って配向する。第2配向層近傍の液晶分子は、第2配向層の配向処理の方向(例えばラビング方向)に沿って配向する。液晶層430には所定の捻れ方向と量のカイラル剤が添加される。これにより、液晶層430の液晶分子のダイレクタは、第1電極411から第2電極421に向かうZ軸方向に沿って、90度以上の絶対値のツイスト角で配列する。
【0043】
本具体例の映像生成部110は、単純マトリクス駆動型の液晶表示装置である。すなわち、第1電極411は、上記の第1方向に対して垂直な第2方向(例えばY軸方向)に沿って延在する。第1電極411は複数設けられ、複数の第1電極411のそれぞれは第2方向に沿った帯状の形状を有している。第2電極421は、第1方向に対して垂直で、第2方向と交差する第3方向(例えばX軸方向)に沿って延在する。第2電極421は複数設けられ、複数の第2電極421のそれぞれは第3方向に沿った帯状の形状を有している。
【0044】
そして、複数の第1電極411と複数の第2電極421との交差部のそれぞれが、1つの画素となる。1つの画素のそれぞれの液晶層430に、第1電極411に印加される電圧と、第2電極421に印加される電圧と、の差の電圧が印加される。液晶層430は、例えば電圧平均法による時分割駆動法によって駆動され、実効値が大きい状態と実効値が小さい状態とを有する。これらの複数の状態に対応して、液晶層430の複屈折性(及び例えば旋光性)が変化する。この変化が、第1偏光層413と第2偏光層423とにより、透過率の変化として取り出される。液晶層430の液晶分子のダイレクタの捩れ角の絶対値は180度よりも大きいことが望ましい。これにより、液晶層430に印加される電圧の変化に対する透過率の変化の急峻性が向上し、コントラス比が向上する。
【0045】
なお、映像生成部110は、第1偏光層413と液晶層430との間に設けられた第1位相差層414と、第2偏光層423と液晶層430との間に設けられた第2位相差層424と、をさらに含むことができる。本具体例では、第1位相差層414は、第1偏光層413と第1基板410との間に設けられ、第2位相差層424は、第2偏光層423と第2基板420との間に設けられる。液晶層430のリタデーションと、液晶層430のツイスト角と、第1偏光層413の光軸方向と、第2偏光層423の光軸方向と、第1位相差層414のリタデーションと、第1位相差層414の光軸方向と、第2位相差層424のリタデーションと、第2位相差層424の光軸方向と、を適切に設定することで、透過率が低い状態及び透過率が高い状態の両方の状態において、実質的に無彩色の表示を得ることができる。
【0046】
映像生成部110として、液晶表示装置を用いた場合の映像生成部110の特性の例について説明する。
図6(a)は、映像生成部110の液晶層430に印加される電圧の実効値Vaを示しており、図6(b)は、実効値Vaの変化に伴う液晶層430における透過率Trの変化を示している。図6(a)及び図6(b)は、映像生成部110の1つの画素の液層層430の特性を例示している。図6(a)及び図6(b)の横軸は時間tであり、図6(a)の縦軸は実効値Vaであり、図6(b)の縦軸は透過率Trである。
【0047】
図6(a)に表したように、第1時刻t1において、液晶層430に印加される電圧の実効値Vaが、第1電圧V1から、第1電圧V1よりも実効値が大きい第2電圧V2に変化する。そして、第2時刻t2において、液晶層430に印加される電圧の実効値Vaが、第2電圧V2から第1電圧V1に変化する。
【0048】
このとき、図6(b)に表したように、第1電圧V1に対応する透過率Trは、第1透過率Tr1であり、第2電圧V2に対応する透過率Trは、第1透過率Tr1よりも高い第2透過率Tr2である。すなわち、本具体例では、ノーマリクローズドモードの表示が採用されている。ここで、第1透過率Tr1と第2透過率Tr2との差を100%とする。
【0049】
そして、第1時刻t1の前に第1透過率Tr1であった透過率Trは、第1時刻t1の後に上昇し始め、その後第2透過率Tr2で一定となる。透過率Trが90%変化(上昇)する時刻を第3時刻t3とする。第1時刻t1から第3時刻t3までの時間を応答時間TT1とする。応答時間TT1は、例えばオン時応答時間である。
【0050】
同様に、第2時刻t2の前に第2透過率Tr2であった透過率Trは、第2時刻t2の後に低下し始め、その後第1透過率Tr1で一定となる。透過率Trが90%変化(減少)する時刻を第4時刻t4とする。第2時刻t2から第4時刻t4までの時間を応答時間TT2とする。応答時間TT2は、例えばオフ時の応答時間である。
ここで、応答時間TT1及び応答時間TT2を総称して応答時間TTということにする。
【0051】
図7は、映像生成部110として液晶表示装置を用いた場合の映像生成部110の応答時間の温度依存性を例示するグラフ図である。
すなわち、図7の横軸は、映像生成部110の温度Tmpであり、縦軸は、応答時間TTである。縦軸は、例えば応答時間TTの対数である。
【0052】
図7に表したように、応答時間TTは、温度Tmpの上昇と共に減少し、温度Tmpの低下と共に増大する。例えば、温度Tmpが第1温度T1における応答時間TTは、第1応答時間TT01であり、温度Tmpが第1温度T1よりも高い第2温度T2における応答時間TTは、第1応答時間TT01よりも短い第2応答時間TT02となる。
【0053】
なお、図7は応答時間TTの温度依存性を模式的に示しており、温度Tmpに対して応答時間TTは直線的または曲線的に変化する。低温になると、応答時間TTは著しく増大する。
【0054】
なお、オン時に相当する応答時間TT1とオフ時に相当する応答時間TT2は必ずしも一致しないが、応答時間TT1及び応答時間TT2のいずれもが、温度Tmpの上昇と共に減少し、温度Tmpの低下と共に増大する。
【0055】
例えば、映像生成部110として、TN(ツイステッドネマティック)構成の液晶を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置を用いたときの応答時間TTは比較的短い。一方、映像生成部110として、STN構成の液晶を用いた単純マトリクス型液晶表示装置を用いたときの応答時間は比較的長い。STN構成の単純マトリクス型液晶表示装置の応答時間TTは、室温では例えば100ミリ秒(ms)〜300(ms)であるが、低温になると500msを超える場合もある。
【0056】
このとき、もし、映像生成部110において映像の内容を変更する周期が、上記の応答時間TTよりも短い時間である場合には、映像の内容の変更に対して液晶層430の応答が遅れ、正常な表示が困難である。すなわち、低温では、正常な表示が得られないことがある。
【0057】
これに対して、例えば映像生成部110である例えば液晶表示装置にヒータを付設し、液晶表示装置を加熱し、液晶表示装置の応答時間TTを減少させる手法も考えられる。しかしながら、この手法では、ヒータ、ヒータのための電源回路、及び、温度調整回路など部品数が増える。さらに、消費電力も増える。このように、部品数が増え消費電力が増えることから、この手法は、省資源及び省エネルギーの観点から好ましくない。また、ヒータとして透明フィルムヒーターなどを用いる場合は、透過率が低下する。また、ヒーターによる加熱法を用いると、映像生成部110の温度が上昇するまでの間は高品質な表示を行うことが困難である。
【0058】
一方、実施形態に係る車載表示装置10は、観視者100に、外界映像と共に表示映像を観視させ、表示映像を観視者に直感的に分かり易く認識させる。このとき、表示情報のうちの例えば車速の表示は、車両730に設けられるメータ類によって正確に表示され得る。従って、実施形態に係る車載表示装置10によって表示される例えば車速の表示は、補助的に用いられることがある。
【0059】
本願発明者は、上記のように車載表示装置が補助的な機能として用いられ得ることに着目した。そして、低温で応答時間TTが長くなり正常な表示が得られ難くなる問題を、簡単な構成で少ない部品で解決できる本実施形態の構成を構築した。
【0060】
図1は、実施形態に係る車載表示装置における映像データの更新の周期を例示している。すなわち、同図の横軸は、映像生成部110の温度Tmpであり、縦軸は、映像データの更新の周期fcである。縦軸は、例えば周期fcの対数である。
【0061】
ここで、映像データの更新の周期fcは、映像データ生成部130から映像生成部110に供給される映像データにおいて、所定の内容の映像データが供給された後に、その内容とは異なる内容の映像データが供給されるまでの時間間隔である。
【0062】
図1に表したように、実施形態に係る車載表示装置10における映像データ生成部130は、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1のときは、更新された映像データを第1周期f1で映像生成部110に供給する。
映像データ生成部130は、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1よりも高い第2温度T2のときは、更新された映像データを第1周期f1よりも短い第2周期f2で映像生成部110に供給する。
例えば、映像データ生成部130は、温度Tmpが所定の温度よりも低いときは、更新された映像データを第1周期f1で映像生成部110に供給し、温度Tmpが所定の温度よりも高いときは、更新された映像データを第1周期f1よりも短い第2周期f2で映像生成部110に供給する。
【0063】
すなわち、映像データ生成部130は、低温では、映像データの更新の周期fcを長くする。すなわち、低温では、映像データの書き換えの頻度が少なくされる。
【0064】
これにより、広い温度範囲で(低い温度でも)見易い表示を実現できる。すなわち、実施形態においては、低温における映像生成部110の長い応答時間TTを考慮して、映像データの更新の頻度を少なくする。これにより、映像データの更新に追従した正常な表示が得られる。そして、ヒータなどの部品を省略できる。または、ヒータ及びそれに付随する回路等への負担を軽減でき、ヒータ及び付属部品を簡略化できる。
【0065】
図2(a)は、映像データによる表示の1つの例を示しており、図2(b)は、別の映像データ(すなわち、更新された映像データ)による表示の例を示している。
【0066】
図2(a)に表したように、映像183内に、表示オブジェクト180として、車速である例えば「28km/h」が表示され、その後、図2(b)に表したように、例えば「30km/h」が表示される。このように、映像データが更新されることで、表示オブジェクト180が更新される。
【0067】
例えば、映像生成部110の応答時間TTが500msであるときに、映像データの更新の周期fcを100msに設定すると、表示したい内容である数字の「26」形状と「30」の形状とが混ざり合い、結果的に例えば「88」として認識されてしまうことがある。
【0068】
これに対し、実施形態においては、映像生成部110の応答時間TTが500msであるときは、映像データの更新の周期fcを600msに設定する。これにより、表示したい内容である数字の「26」形状と「30」の形状とが混ざり合うことが抑制される。すなわち、映像生成部110は正常な映像を表示できる。
【0069】
上記のような動作に温度検出部110sが利用される。
すなわち、映像データ生成部130は、温度検出部110sで検出された映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1のときは、更新された映像データを第1周期f1で映像生成部110に供給する。そして、映像データ生成部130は、温度検出部110sで検出された映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1よりも高い第2温度T2のときは、更新された映像データを第1周期f1よりも短い第2周期f2で映像生成部110に供給する。
【0070】
図8は、実施形態に係る車載表示装置の動作を例示するグラフ図である。
すなわち、同図の横軸は映像生成部110の温度Tmpであり、右側の縦軸は映像データの更新の周期fcであり、左側の縦軸は映像生成部110の応答時間TTを示している。右側の縦軸は、例えば周期fcの対数である。左側の縦軸は、例えば応答時間TTの対数である。なお、同図において、実線は、映像データの更新の周期fcを表し、破線は、映像生成部110の応答時間TTを示している。
【0071】
図8に表したように、各温度Tmpにおいて、映像データの更新の周期fcは、映像生成部110の応答時間TTよりも長く設定される。これにより、広い温度範囲で(低い温度でも)見易い表示が得られる。
【0072】
なお、実施形態においては、映像データの更新の周期fcが例えば、600msと長く設定されるため、表示したい内容が時間に対して急激に変化する場合において、その変化に追従させては表示しない。このとき、表示したい内容が時間に対して急激に変化する表示は、例えば車両730に設けられるメータ類によって正確に表示され得るので実用上の問題は回避される。
【0073】
なお、例えば、液晶表示装置などにおいて、画面の一方の端(例えば上端)から他方の端(例えば下端)に向けて、複数の走査線(例えば第2電極421)が順次走査され、それに合わせた映像信号が複数の信号線(例えば第1電極411)に印加され、この1回の走査が1フレーム周期で繰り返し行われる。例えば、走査のためのフレーム周期は、例えば15ms程度である。
【0074】
この走査のためのフレーム周期ごとに映像データの更新が行われる場合は、映像データの更新の周期fcは、フレーム周期に一致する。
【0075】
実施形態においては、走査のためのフレーム周期とは別に、映像データの更新のための周期fcが設定される。例えば、映像データの更新のための周期fcは、走査のためのフレーム周期よりも長く設定される。
【0076】
このように、実施形態においては、映像生成部110の温度(映像生成部110の温度に相当する映像生成部110の周辺の温度を含む)を測定し、測定された温度と映像生成部110の温度特性とから求められる映像生成部110の応答速度(応答時間)に基づいて適切な表示更新周期の制御が行われる。すなわち、表示更新周期が応答時間よりも長く設定される。
【0077】
図9は、実施形態に係る車載表示装置の別の動作を例示するグラフ図である。
同図の縦軸は、例えば映像データの更新の周期fcの対数である。
【0078】
図9に表したように、実施形態の別の動作においては、映像データ生成部130は、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1のときは、更新された映像データを第1周期f1で映像生成部110に供給し、温度Tmpが高い第2温度T2のときは、更新された映像データを第1周期f1よりも短い第2周期f2で映像生成部110に供給する。そして、映像データの更新の周期fcは温度Tmpに対して段階的に変化している。
【0079】
本具体例では、周期fcは、第1周期f1と、第2周期f2と、第1周期f1と第2周期f2との間の第3周期f3と、の3つの段階を有している。第3周期f3は、第1温度T1と第2温度T2の間の温度に対応している。実施形態において、周期fcの段階の数は任意である。
【0080】
例えば、映像生成部110の温度Tmpが20℃以上(80℃以下)の高温の場合は、第2周期f2は、走査のためのフレーム周期と同じに設定される。
そして、映像生成部110の温度が−0℃以下の低温の場合は、第1周期f1は、走査のためのフレーム周期の例えば整数倍(例えば10倍以上30倍以下など)に設定される。
そして、映像生成部110の温度が0℃以上20℃以下の中温の場合は、第3周期f3は、走査のためのフレーム周期の整数倍であって、第1周期f1よりも短い時間に設定される。
【0081】
ただし、映像データの更新の周期fcは、フレーム周期の整数倍でなくても良い。
【0082】
上記のように、実施形態においては、映像データ生成部130から映像生成部110に供給されている映像データの更新の周期fcが、温度によって変更される。このとき、映像データ生成部130によって生成される映像データ自身の更新は、例えば、短い周期で行われても良い。すなわち、例えば、映像データ生成部130によって生成される映像データ自身の更新は、例えば上記の走査のためのフレーム周期と同じ周期で行われても良い。このとき、短い周期で更新される映像データのうちから、定められた周期fcでサンプリングが行われ、その周期fcで更新された映像データが映像データ生成部130から映像生成部110へ供給されても良い。
【0083】
また、液晶表示装置内に、例えばメモリが設けられ、このメモリに蓄積したデータを映像データの更新の周期fcによって読み出して、液晶パネルで表示させても良い。この場合は、液晶表示装置内のメモリは映像データ生成部130に含まれるものと見なされ、液晶パネルが映像生成部110に含まれるものと見なされる。
【0084】
図10は、実施形態に係る車載表示装置の別の動作を例示する模式図である。
すなわち、同図は、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1(すなわち、低温)のときの映像183を例示している。
図10に表したように、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1のときは、低温であることを示す低温表示186が表示されている。この表示は、例えば映像データ生成部130によって生成された映像データに含まれる情報に基づくものである。
【0085】
このように、映像データ生成部130は、映像生成部110の温度Tmpが第1温度T1のときは、低温であることを示す情報を含む映像データを生成する。
【0086】
これにより、観視者100は、現在の表示状態(表示モード)が低温における表示状態であり、映像データの更新の周期が、例えば室温(高温)の場合に比べて長いことが認識できる。これにより、表示される映像を誤解して認識することが抑制できる。
【0087】
さらに、低温であることを示す情報は、映像に設けられなくても良く、例えば、車載表示装置10に含まれる任意の構成要素が、この情報の提示を実施しても良い。例えば、この情報の提示には、低温であるときに点灯(点滅も含む)するランプを用いることができる。また、この情報の提示には、任意の音(音声を含む)などを用いることができる。
【0088】
すなわち、車載表示装置10は、映像生成部110の温度が第1温度T1のときは、低温であることを示す表示の提示及び音の発生の少なくともいずれかを実施することができる。
【0089】
さらに、低温であることを示す情報の提示は、車両730に取り付けられる計器類により実施されても良い。この場合には、その計器類は便宜的に、車載表示装置10に含まれるものと見なすことができる。
【0090】
実施形態において、短い表示更新周期を必要とする表示内容(例えば車載表示装置における車速など)を表示する際に、応答速度が遅い状態の場合は、低温状態であることを示す表示(音などを含む情報の呈示)が行われる。この低温状態を示す表示は、短い表示更新周期を必要としない表示内容(例えば、低温状態を示すインジケータ)である。
【0091】
また、例えば、短い表示更新周期を必要とする表示内容(例えば車載表示装置における車速など)を表示する動作モードの際に低温である場合は、短い表示更新周期を必要としない表示内容(例えば、低温状態を示すインジケータや気温など)に表示内容を切り替える。
【0092】
実施形態によれば、広い温度範囲で見易い表示を実現できる車載表示装置が提供される。
【0093】
以上、具体例を参照しつつ、実施の形態について説明した。しかし、実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、車載表示装置に含まれる映像データ生成部、光源、映像生成部及び投影部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより実施形態を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、実施形態の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、実施形態の要旨を包含する実施形態の範囲に含まれる。
【0094】
その他、実施の形態として上述した車載表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての車載表示装置も、実施形態の要旨を包含する限り、実施形態の範囲に属する。
【0095】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【0096】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0097】
10…車載表示装置、 100…観視者、 101…目、 105…頭部、 110…映像生成部、 110b…バックライト、 110c…バックライトドライバ、 110s…温度検出部、 112…光束、 114…投影領域、 114a…投影位置、 115…映像投影部、 120…投影部、 121…光源、 121a…光発生部、 121b…テーパライトガイド、 123…光源側レンズ、 124…アパーチャ、 125…出射側レンズ、 126…出射側ミラー、 130…映像データ生成部、 135…CPU、 136…A/Dコンバータ、 137…NOR型メモリ、 138…RAM、 139…CANコントローラ、 139b…CANバス、 180…表示オブジェクト、 181…像、 181p…像形成位置、 183…映像、 186…低温表示、 410…第1基板、 411…第1電極、 413…第1偏光層、 414…第1位相差層、 420…第2基板、 421…第2電極、 423…第2偏光層、 424…第2位相差層、 430…液晶層、 480…シール層、 710…フロントガラス部、 711…反射部、 720…ダッシュボード、 730…車両(移動体)、 731…ステアリング、 T1、T2…第1及び第2温度、 TT…応答時間、 TT01、TT02…第1及び第2応答時間、 TT1、TT2…応答時間、 Tmp…温度、 Tr…透過率、 Tr1、Tr2…第1及び第2透過率、 V1、V2…第1及び第2電圧、 Va…実効値、 f1、f2、f3…第1、第2、第3周期、 fc…周期、 t…時間、 t1〜t4…第1〜第4時刻

【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体に搭載され、映像を含む光束を前記移動体に搭乗する観視者に提示する車載表示装置であって、
前記映像を含む映像データを生成する映像データ生成部と、
光を発生する光源と、
前記光源で発生した前記光が入射され、前記光と、前記映像データ生成部で生成され前記映像データ生成部から供給された前記映像データと、に基づいて前記映像を含む前記光束を生成する映像生成部と、
前記映像生成部で生成された前記光束を前記観視者に向けて投影する投影部と、
を備え、
前記映像データ生成部は、
前記映像生成部の温度が第1温度のときは、更新された前記映像データを第1周期で前記映像生成部に供給し、
前記映像生成部の前記温度が前記第1温度よりも高い第2温度のときは、更新された前記映像データを前記第1周期よりも短い第2周期で前記映像生成部に供給することを特徴とする車載表示装置。
【請求項2】
前記映像生成部は、
第1偏光層と、
前記第1偏光層に対向する第2偏光層と、
前記第1偏光層と前記第2偏光層との間に設けられ、第1主面に設けられた第1電極を有する第1基板と、
前記第1基板と前記第2偏光層との間に設けられた第2基板であって、前記1主面に対向する第2主面に設けられた第2電極を有する前記第2基板と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられ、前記第1電極から前記第2電極に向かう方向に沿った液晶分子のダイレクタの捩れ角が90度よりも大きく正の誘電異方性を有する液晶層と、
を含むことを特徴とする請求項1記載の車載表示装置。
【請求項3】
前記映像生成部の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記映像データ生成部は、
前記温度検出部で検出された前記映像生成部の前記温度が前記第1温度のときは、更新された前記映像データを第1周期で前記映像生成部に供給し、
前記温度検出部で検出された前記映像生成部の前記温度が前記第2温度のときは、更新された前記映像データを前記第1周期よりも短い第2周期で前記映像生成部に供給することを特徴とする請求項1または2に記載の車載表示装置。
【請求項4】
前記映像データ生成部は、
前記映像生成部の前記温度が前記第1温度のときは、低温であることを示す情報を含む前記映像データを生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車載表示装置。
【請求項5】
前記映像生成部の前記温度が前記第1温度のときは、低温であることを示す表示の提示及び音の発生の少なくともいずれかを実施することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の車載表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−62000(P2012−62000A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−209391(P2010−209391)
【出願日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】