2025-20568 ヘッドアップディスプレイ装置及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025020568

(43)【公開日】2025-02-13

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置及び車両

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20250205BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20250205BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20250205BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20250205BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

B60K35/00 A

G09F9/00 362

G09F9/00 359

G09G5/00 550X

G09G5/00 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023124036

(22)【出願日】2023-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】廣木 健人

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 正則

【テーマコード（参考）】

2H199

3D344

5C182

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H199DA03

2H199DA12

2H199DA15

2H199DA33

2H199DA46

3D344AA19

3D344AB01

3D344AC25

3D344AD13

5C182AA04

5C182AA05

5C182AB25

5C182AB31

5C182DA42

5C182DA70

5G435AA19

5G435BB16

5G435BB19

5G435DD04

5G435GG10

5G435LL17

(57)【要約】

【課題】 より確実に表示を行えるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 被投射部材に表示光を投射することで虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置１００であって、表示光を出射する表示素子３０と、表示素子３０の動作パラメータを設定し、表示素子３０の表示動作を制御する表示制御部９２と、表示制御部９２に接続され、動作パラメータを記憶領域に格納する記憶部９３と、を備え、表示制御部９２は、記憶部９３び記憶領域に対して誤り検出動作を実行する誤り検出手段を備え、誤り検出手段は、記憶領域の内、一部の領域のみに誤り検出動作を実行する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被投射部材に表示光を投射することで虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示光を出射する表示素子と、
前記表示素子の動作パラメータを設定し、前記表示素子の表示動作を制御する表示コントローラと、
前記表示コントローラに接続され、前記動作パラメータを記憶領域に格納する記憶部と、を備え、
前記表示コントローラは、前記記憶領域に対して誤り検出動作を実行する誤り検出手段を備え、
前記誤り検出手段は、前記記憶領域の内、一部の領域のみに誤り検出動作を実行する
ヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記表示コントローラは、前記誤り検出動作の結果、前記一部の領域に誤りを検出した場合、前記表示素子の表示動作を停止する表示動作停止手段を更に備える
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項3】

前記記憶部は、前記表示素子の表示性能を検査する検査用画像を格納し、
前記一部の領域は、前記検査用画像が格納されない領域である
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記表示光を反射する回転可能な凹面鏡と、
前記表示コントローラへ映像信号を出力し、前記凹面鏡を回転制御する制御部と、を更に備える
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置を備える
車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置及び車両に関する。

【背景技術】

【0002】

被投射部材に表示光を投射することで虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開２０１８／１２３５５４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のヘッドアップディスプレイ装置では、通常動作可能な状態であっても、動作を終了してしまう場合があった。

【0005】

そこで、本開示は、より確実に表示を行えるヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの側面では、以下のような解決手段を提供する。
被投射部材に表示光を投射することで虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、表示光を出射する表示素子と、前記表示素子の動作パラメータを設定し、前記表示素子の表示動作を制御する表示コントローラと、前記表示コントローラに接続され、前記動作パラメータを記憶領域に格納する記憶部と、を備え、前記表示コントローラは、前記記憶領域に対して誤り検出動作を実行する誤り検出手段を備え、前記誤り検出手段は、前記記憶領域の内、一部の領域のみに誤り検出動作を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、より確実に表示を行えるヘッドアップディスプレイ装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示のヘッドアップディスプレイ装置を備えた車両の概略側面図である。

【図2】ヘッドアップディスプレイ装置の光学的な構成を示す概略側面図である。

【図3】ヘッドアップディスプレイ装置の制御構成を示すブロック図である。

【図4】（Ａ）は従来の誤り検出対象領域を示す図、（Ｂ）は本開示の誤り検出対象領域を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら実施例について詳細に説明する。

【0010】

図１に示すように、本実施例のヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両に搭載される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両のダッシュボード内に設けられ、表示画像を表す表示光Ｌをウインドシールド２００で反射させることにより、運転者２５０等の乗員は、例えば車両情報を表す表示画像の虚像Ｖを視認することができる。

【0011】

図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば、照明部１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７５と、表示画像Ｍが出射する窓部８１を有するハウジング８０と、を備えている。

【0012】

照明部１０は、発光可能な光源部１１（図３参照）を有する。光源部１１は、例えば赤色光を発する発光ダイオード１１ｒ（第１の発光素子）と、例えば緑色光を発する発光ダイオード１１ｇ（第２の発光素子）と、例えば青色光を発する発光ダイオード１１ｂ（第３の発光素子）と、を備えている。

【0013】

照明光学系２０は、例えば凹状のレンズ等で構成され、照明部１０から出射された照明光Ｃを表示素子３０の大きさに調整することができる。

【0014】

表示素子３０は、例えば、可動式の複数のマイクロミラーを備えたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）であり、複数のマイクロミラーの各々は、個別に制御される。マイクロミラーがＯＮである時に、マイクロミラーは、ヒンジ（図示せず）を支点に例えば＋１２度傾斜し、照明光学系２０から出射された照明光Ｃを投射光学系５０方向に反射することができる。また、マイクロミラーがＯＦＦである時に、マイクロミラーは、ヒンジを支点に例えば－１２度傾斜し、照明光Ｃを投射光学系５０方向に反射することができない。

【0015】

投射光学系５０は、例えば凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子３０から投影された表示画像Ｍの表示光Ｌをスクリーン６０に効率よく照射することができる。

【0016】

スクリーン６０は、例えば拡散板、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ等で構成され、投射光学系５０からの表示光Ｌをスクリーン６０の下面で受光し、スクリーン６０の上面に表示画像Ｍを表示することができる。

【0017】

平面ミラー７０は、スクリーン６０に表示された表示画像Ｍを凹面ミラー７５に向かって反射させることができる。

【0018】

凹面ミラー７５は、例えば凹面鏡等であり、平面ミラー７０からの表示光Ｌを凹面で反射させ、反射光は、窓部８１に向かって出射する。このような表示機構を介して表示光Ｌは、運転者２５０に到達し、運転者２５０によって認識される虚像Ｖは、スクリーン６０に表示された表示画像Ｍが拡大された大きさを有する。

【0019】

凹面ミラー７５は、回転可能な凹面鏡を有し、凹面鏡の回転によって表示光Ｌの反射角度を変更することで、運転者２５０によって認識される虚像Ｖの表示高さを調整することができる。

【0020】

ハウジング８０の材料は、例えば硬質樹脂等であり、ハウジング８０の上方に所定の大きさの窓部８１が設けられている。窓部８１の材料は、例えばアクリル等の透光性樹脂であり、窓部８１の形状は、例えば湾曲形状である。窓部８１は、凹面ミラー７５からの表示光Ｌを透過させることができる。

【0021】

図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば、制御部９０、照明制御部９１及び表示制御部９２（表示コントローラ）によって制御される。図３に示すＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、映像信号３００を生成し、制御部９０は、例えばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）方式の通信で映像信号３００を入力することができる。制御部９０は、典型的には、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成されるが、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロコンピュータ等で構成されてもよい。また、制御部９０、照明制御部９１及び表示制御部９２は、例えば統合ＩＣで構成されてもよい。

【0022】

制御部９０は、映像信号３００の要求する光の輝度と発光タイミングで照明部１０を制御するための照明制御データＤ１を照明制御部９１に出力する。また、制御部９０は、映像信号３００の要求する表示画像Ｍを表示素子３０で形成するための表示制御データＤ２を表示制御部９２に出力することができる。さらに、制御部９０は、運転者２５０の調整操作に応じて凹面ミラー７５の凹面鏡を回転制御し、虚像Ｖの表示高さを変更することができる。

【0023】

表示画像Ｍを表示する周期であるフレームは、複数の時間に分割されたサブフレームにより構成される。照明制御部９１は、サブフレームごとに異なる色の発光ダイオード１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを照明制御データＤ１の要求する光強度とタイミングで高速に順次切替えさせるフィールドシーケンシャル駆動方式により照明部１０を制御することができる。

【0024】

表示制御部９２は、表示制御データＤ２に基づいて表示素子３０の動作パラメータを設定し、表示素子３０の表示動作を制御する。表示素子３０の表示動作制御は、例えば、表示素子３０の個々のマイクロミラーをＰＷＭ方式によりＯＮ／ＯＦＦ制御することにより行われる。また、表示制御部９２は、例えば、照明部１０の出射する照明光Ｃをスクリーン６０の方向へ反射させる時に、発光ダイオード１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの発光色を基本色として利用し、加法混合方式による混色又はフルカラーで表示画像Ｍを表現することができる。

【0025】

表示制御部９２には、動作パラメータや検査用画像を記憶領域に格納する記憶部９３（例えば、Flash ROM）が接続されている。表示制御部９２は、通常表示動作において、記憶部９３から読み込んだ動作パラメータに基づいて表示素子３０の表示動作を制御する。通常、記憶部９３における動作パラメータの記憶領域Ｍ１は、検査用画像の記憶領域Ｍ２に比べて小さい（図４参照）。

【0026】

検査用画像は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の組立・検査工程で使用される。例えば、検査用画像は、表示動作・表示性能の評価に適した画像データであり、単色又は数色で表される幾何模様や、グラデーションなどの模様で表される。通常、記憶部９３には、複数の検査用画像が格納されており、各検査用画像に対応するコマンドの実行に応じて、表示制御部９２が記憶部９３から対応する検査用画像を読み込み、表示素子３０に検査用画像を表示させる。ただし、検査後に車両に搭載された状態のヘッドアップディスプレイ装置１００では、検査用画像は殆ど利用されない。

【0027】

表示制御部９２は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的な構成として、誤り検出手段と、表示操作停止手段とを備える。誤り検出手段は、記憶部９３の記憶領域に対して誤り検出動作を実行する。表示動作停止手段は、誤り検出動作の結果、記憶部９３の記憶領域に誤りを検出した場合、表示素子３０の表示動作を停止させる。以下、本発明の要部である誤り検出手段について、図４を参照して説明する。

【0028】

誤り検出手段は、例えば、ヘッドアップディスプレイ装置１００の起動時に、記憶部９３に格納されているデータに誤り（エラー）が発生していないかの誤り検出動作（エラーチェック）を行う。誤り検出動作は、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check)を用いて実施する。このようなＣＲＣ等を用いた記憶部９３の誤り検出動作では、誤り検出を全く生じなくすることは技術的に難しい。その理由は、記憶部９３では、不良品でなくとも、時間経過によるビットの電荷抜け（Bit flip）が生じることがあるからである。そして、この電荷抜けが生じると、起動時の誤り検出動作でエラーと見なされ、ヘッドアップディスプレイ装置１００が動作を停止してしまう。

【0029】

図４（Ａ）に示すように、従来の誤り検出手段は、記憶部９３の全ての記憶領域を対象として誤り検出動作を実施していた。一方、図４（Ｂ）に示すように、本実施例の誤り検出手段は、記憶部９３の記憶領域の内、一部の領域のみを対象として誤り検出動作を実施する。このような本実施例の誤り検出手段によれば、誤り検出動作の対象領域を限定することで、電荷抜けに起因する誤り検出の可能性を低減できる。

【0030】

また、図４（Ｂ）に示すように、本実施例の誤り検出手段は、記憶部９３の記憶領域の内、動作パラメータが格納される記憶領域Ｍ１は誤り検出動作を実施し、検査用画像が格納される記憶領域Ｍ２は誤り検出動作を実施しない。このような本実施例の誤り検出手段によれば、動作パラメータの記憶領域Ｍ１については、適切に誤りを検出し、誤り検出に応じてヘッドアップディスプレイ装置１００の動作を確実に停止させることができる。一方、車両搭載状態で殆ど利用されない検査用画像の記憶領域Ｍ２については、誤り検出動作を省くことにより、電荷抜けによる誤り検出の可能性を低減し、電荷抜けに起因するヘッドアップディスプレイ装置１００の動作停止を防止できる。

【0031】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

【0032】

例えば、表示素子３０は、ＤＭＤに限定されず、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）や有機ＥＬ（organic electro-luminescence）であってもよい。

【0033】

また、誤り検出手段による誤り検出動作は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の起動時に限らず、動作中に実施してもよい。

【0034】

また、誤り検出手段による誤り検出動作は、ＣＲＣ以外の検査方式であってもよい。

【0035】

また、表示動作停止手段による表示停止動作には、表示素子３０の動作終了、光源部１１の消灯（電源供給の停止、ＰＷＭのＤｕｔｙ比０など）、表示制御部９２又は制御部９０のオフ、凹面ミラー７５の非表示姿勢（パーキングポジション）への移行、変圧素子オフ、バッテリ電源の遮断などが含まれる。

【符号の説明】

【0036】

１００ ヘッドアップディスプレイ装置
２００ ウインドシールド
２５０ 運転者
３００ 映像信号
１０ 照明部
１１ 光源部
１１ｂ 発光ダイオード
１１ｇ 発光ダイオード
１１ｒ 発光ダイオード
２０ 照明光学系
３０ 表示素子
５０ 投射光学系
６０ スクリーン
７０ 平面ミラー
７５ 凹面ミラー（凹面鏡）
８０ ハウジング
８１ 窓部
９０ 制御部
９１ 照明制御部
９２ 表示制御部（表示コントローラ）
９３ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】