信息显示装置
2020-01-14

信息显示装置

本发明提供一种信息显示装置(10),包括:光源(11);让来自光源(11)的光从侧面入射并从其主面射出的导光板(13);与导光板(13)邻接配置,外光从导光板(13)的与其主面相对置的相对面射入的液晶面板(16),其中,导光板(13)包括可电切换透射与反射的调光镜(19),来自光源(11)的光和外光的至少其中之一从导光板(13)的主面射出并通过液晶面板(16)来显示文字或图像。

较为理想的是,所述照明光选择镜(应为选择部件)邻接让外光透过的窗部而配置,让所述外光作为背面光透过。

首先,对用LED光源11进行信息显示时的动作进行说明。如图1和图2所示,由于多个LED光源11沿着导光板13的侧面13a配置在直线上,因此从各LED光源11射出的照明光12从侧面13a均匀地射入导光板13。此时,如果控制部9使调光镜19处于镜状态,则射入导光板13的照明光12—边在主面13b与调光镜19之间被反复反射,一边在导光板13的内部传播。此时,外光18被调光镜19反射,无法通过导光板13。

接下来,对如此构成的本实施例1的信息显示装置10的动作进行具体说明。

如图1和图2所示,本实施例所涉及的信息显示装置IO包括:被配置成其发光部沿直线排列的多个LED光源11、让从多个LED光源11射出的照明光12从侧面13a入射并从其主面13b射出的导光板13、将从导光板13射出的出射光17的出射角分布调整为指定的分布的棱镜片(prismsheet)14和扩散片(diffusingsheet)15、液晶面板16以及对多个LED光源11、导光板13的调光镜19和液晶面板16进行控制的控制部9。

在如此构成的调光镜19中,在镜状态(反射照明光12的状态)下氢离子(H+)被储存在离子存储层(HxW03)中,若施加约5V的电压,由于该氢离子(H+)会向调光镜层(金属状态的Mg-Ni合金)中移动,金属状态的Mg-Ni合金被氢化而变为非金属状态,因而变成透明。另外,若反转极性,施加约负5V的电压,则氢离子返回离子存储层(W03)中,调光镜层恢复到原先的镜(金属)状态。这些变化在10秒左右完成,变化一次后的状态即使切断通电仍可保持。

在如此构成的信息显示装置30中,从R光源31a、G光源31b和B光源31c射出的R光、G光和B光按每个光源被进行准直,通过分色镜33汇聚成为激光32。激光32被聚光透镜35聚光并射入光纤34,由光纤34传输后,由准直透镜36进行准直,射入复合棱镜37。

在此,如图2所示,导光板13具有可从背面、即从与主面13b相对的相对面13c取入作为背面光的外光18的结构,用例如光学树脂等制作成对于照明光12和外光18为透明。进一步,导光板13在内部具有相对于照明光12和外光18的光轴以指定的角度配置的调光镜19。

20息显示装置的概要结构的图,图18是示意本发明实施例5所涉及的信息显示装置的整体结构的立体图,图19是图18所示的信息显示装置中的主要部分在xz面内的剖视图。此外,对与上述实施例相同的构成要素标注相同符号,并省略说明。图18和图19所示的信息显示装置60与实施例4所示的信息显示装置30同样,包括激光光源31、分色镜33、聚光透镜35、导光板40、偏振反射片41以及液晶面板26。而且,包括取代光纤34的保存偏振而传输光的偏振保持光纤61,还包括在偏振保持光纤61与导光板40的侧面40a之间配置的光扫描部62和分割光扫描部62a、邻接与导光板40的侧面40a相对置的侧面而配置的受光元件63以及控制激光光源31、液晶面板26、光扫描部62和分割光扫描部62a的控制部64。在此,从光源31射出的各激光在合波时偏振对齐,各偏振保持光纤61保持着各激光的偏振进行导光。此外,在本实施例中,所有的光纤为偏振保持光纤(以后仅称为"光纤")。另外,光扫描部62为例如由利用了电光效应的介电体波导路构成的光开关,具有以夹住波导路的形式设在两侧的例如三角形形状的电极,通过对该电极施加电压,可作为让被电极夹住的区域的折射率发生变化而使光偏向的棱镜发挥功能。光扫描部62通过将射入的激光32向所希望的方向偏向,切换射出光的光纤。另外,从光扫描部62射出的光通过任意的光纤被导入具有与光扫描部62同样的结构的分割光扫描部62a,进一步切换射出光的光纤。另外,控制部64根据由受光元件63检测到的光量,控制激光光源31、液晶面板26、光扫描部62和分割光扫描部62a。具体而言,对光扫描部62和分割光扫描部62a进行控制以便时序地切换导光的光纤,对激光光源31和液晶面板26进行控制以便进行场序控制。此外,这些控制通过与控制部64连接的各配线64a、64b、64c而电气性地进行。另外,虽然图18中省略了图示,但是在引导由分割光扫描部62a分歧的光的偏振保持光纤61的出射端,如图19所示,设置有将从偏振保持光纤61射出的光准直的准直透镜36。在如此构成的信息显示装置60中,R光源31a、G光源31b和B光源31c使偏振对齐后射出的R光、G光和B光,被汇聚成为激光32,通过聚光透镜35聚光后射入偏振保持光纤61,并保持着偏振的状态被导入光扫描部62。对被导入光扫描部62的激光32,通过光扫描部62和分割光扫描部62a,进行导光的光纤被时序地切换,让射向导光板40的入射光沿着侧面40a扫描。此时,从偏振保持光纤61射出的激光32通过准直透镜36而成为大致平行的光并射入导光板40,因此激光32与侧面40a大致垂直地传播,从而在某个瞬间,在导光板40的主面40b中会出现线状的区域(line-shapedregion)发光。该线状的区域通过光扫描部62和分割光扫描部62a,沿图中的y方向被扫描,从而构成所谓的背光滚动(backlightscroll)动作。此时,通过控制部64,激光光源31的各光源被依次点亮,让各色的激光以场单位依次扫描,通过配合该扫描进行与液晶面板26的各色对应的各像素的辉度调整,可同时进行背光滚动和场序控制。在此,本实施例中,由于参照受光元件63的检测信号进行这些控制,因此不会受到温度等环境变化或随时间变化等影响,可以良好精度进行控制。而且,与实施例4同样,从导光板40射出的激光32以偏振对齐的状态射入液晶面板26,透过偏振反射片41和导光板40的外光18成为与激光32正交的偏振的光并射入液晶面板26,作为来自液晶面板26的输出图像,在透明的背景中显示彩色图像。在如此构成的本实施例的信息显示装置60中,不仅可以在透明的显示器上显示彩色图像,还通过背光滚动提高了动画性能。另外,由于可以监控射入导光板40的光量并进行修正,因此能够显示辉度不均、色彩不均较少的高画质的图像。此外,在本实施例的信息显示装置60中,背光滚动的动作使各激光按每种颜色以场为单位依次扫描,但也可以在光扫描部62的内部配置波长分离元件分离出R光、G光、B光,让它们独立扫描,以使各光不同时射入导光板40的相同区域。例如,可以设定R光的一条线、G光的一条线和B光的一条线被配置在互不相同的像素上,将该三条线作为一组以场单位依次扫描的场序控制得以进行。如此构成时,激光光源31处于CW(contirmouswave)发光的状态,即只要连续发光即可,不需要高速调制。因此,激光光源31可以热稳定地工作,也不会产生由热不稳定性引起的激光的输出波动的下垂特性(droopcharacteristic)等问题。此外,本发明实施例l至5所示的结构是一例,在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。另外,当然,所有的结构都可以任意组合,都能发挥本发明固有的效果。根据上述的实施例将本发明总结为如下。B卩,本发明所涉及的信息显示装置包括:光源;在两枚基材之间封装液晶而构成的液晶面板;以及被配置在所述光源与所述液晶面板之间的光路中,让背光从背面入射的照明光选择部件,其中,所述照明光选择部件,用来自所述光源的光被反射后的光和所述背面光透过后的光的至少其中之一来照明所述液晶面板的背面。在此信息显示装置中,能够利用内置于装置中的光源和背面光的其中之一或者两者进行信息显示,并且能够将背面光作为外光从整个背面充分取入,因此能够进行充分良好的信息显示,在不进行信息显示时,也可以取入指定亮度的外光作为可调光的窗来使用。另外,由于可以实现超薄型的信息显示装置,因此能够被安装在建筑物或车辆的窗上而与通常的窗同样没有不谐调感。例如,若将该信息显示装置配置在可取入太阳光的窗部,当日间外光明亮时,可以不使用内部光源而使用作为外光的背面光进行信息显示,因此能够削减功耗,实现低功耗的信息显示装置。较为理想的是,所述液晶面板是对于来自所述光源的光和所述背面光为透明的部件。此时,由于液晶面板不包含彩色滤光器,对于来自光源的光和背面光为透明,因此组合这种液晶面板与透明的照明光选择部件时,能够实现可切换取入外光的透明窗与显示信息的显示器的透明的信息显示装置。较为理想的是,所述光源包括独立射出红色光、绿色光和蓝色光的至少三个光源,上述信息显示装置还包括控制所述三个光源和所述液晶面板以便通过场序方式显示彩色图像的控制部。此时,在不包含彩色滤光器的可透明化的信息显示装置中,能够使用内部光源显示彩色图像。较为理想的是,所述照明光选择部件包括让来自所述光源的光从侧面入射并从其主面射出的导光板,上述信息显示装置还包括让来自光源的光沿着所述侧面扫描的光扫描部,所述控制部,使所述光源连续发光,控制所述光扫描部让从所述光源射出的红色光、绿色光和蓝色光分别扫描所述导光板的不同区域,并通过按照所述红色光、绿色光和蓝色光所扫描的区域来驱动所述液晶面板,从而进行场序控制。此时,不用高速调制光源,就可以进行场序控制,因此能够使光源热稳定地动作,在使用激光光源为光源时,能够避免热不稳定性引起的激光的输出波动的下垂特性等问题。较为理想的是,所述照明光选择部件包括通过施加电压可切换所述背面光的透射和来自所述光源的光的反射的调光镜。此时,使用内部光源显示信息时,可以遮蔽外光,因此能够显示对比度高的图像。另外,在不显示信息时,能够作为透明窗或镜,在镜状态下,具有反射作为外光的背面光以防止室内温度上升的效果,也可以用作穿衣镜。进一步,也可以作为调节外光射入室内的光量的可调光的窗来使用。23自所述光源的光从侧面入射并从其主面射出的导光板,所述调光镜相对于所述导光板的所述主面以指定的角度倾斜配置。此时,即使发散光射入导光板,调光镜也能够让在相对于导光板的主面倾斜的方向上指向性高的光射出。另外,若组合该结构与棱镜片时,则能够实现可显示在指定方向上指向性高的输出光的信息显示装置,因此可通过仅在指定的方向上高效率地进行信息显示,从而实现功率节省。较为理想的是,所述照明光选择部件包括通过施加电压可变更透射的波长的波长可变滤光器。此时,能够像彩色玻璃那样透射背景,并显示部分着色的图像。较为理想的是,上述信息显示装置还包括控制部,该控制部控制所述波长可变滤光器和所述液晶面板,以便利用透过所述波长可变滤光器的背面光,通过场序方式显示彩色图像。此时,能够实现利用背面光作为外光的场序控制,可以使用外光进行彩色显示。较为理想的是,所述光源将偏振光对齐后射出,所述照明光选择部件包括让第一偏振成分透过并反射与所述第一偏振成分正交的第二偏振成分的偏振反射片,所述第二偏振成分的方向与从所述光源射出的光的偏振方向一致。此时,在利用内部光源显示信息时,让外光中的第一偏振成分作为背面光透过,因此能够在透明的背景上浮现彩色图像。这种可透视显示的信息显示装置,作为在汽车等的前窗玻璃上进行各种显示的平视显示器极为有用。较为理想的是,所述光源为射出激光的激光光源,所述照明光选择部件包括仅选择性地反射所述激光的波长附近的光的波长选择镜。此时也能够实现可透视显示的信息显示装置,因此作为在汽车等的前窗玻璃上进行各种显示的平视显示器极为有用。较为理想的是,所述光源将偏振光对齐后射出,所述照明光选择部件将从所述光源射出的光保持着偏振的状态导入所述液晶面板的背面,所述液晶面板仅在收视一侧具有偏振板。此时,由于不需要液晶面板入射侧的偏振板,因此实现低成本化。较为理想的是,上述信息显示装置还包括调光片,该调光片被配置在所述照明光选择部件与所述液晶面板之间或所述液晶面板的收视一侧,通过施加电压可切换入射光的透射与扩散。此时,能够切换视野角度狭窄的图像与视野角度宽广的图像,因此在不显示信息时,能够作为取入外光并可保护隐私的窗,进一歩,还可以作为调节外光射入室内的光量的可调光的窗来使用。

另外,专利文献4所述的信息显示装置,除了利用外光进行图像显示外,也可用作普通的窗户,还可进行外光的调光,但是存在若无外光则无法使用的问题。

信息显示装置

本发明的目的在于提供一种向用户呈现实际风景中的位置和地图图像之间的对应关系的信息显示装置。在信息显示装置(IDA、IDAr)中,实拍图像取得部(1)取得实拍图像(IC),地图信息存储部(4)存储地图信息(IG)并生成地图图像(IM),图像显示部(7、8)显示实拍图像(IC)和地图图像(IM),输入部(6)根据用户的动作,指定在实拍图像(IC)和地图图像(IM)中的某一方上显示的至少一个构造物(Rc/Rg),构造物对应关系取得部(5)取得显示在实拍图像(IC)上的构造物和显示在地图图像(IM)上的构造物之间的对应关系(ICb)。

另外,强调显示的方法不限于通过颜色进行关联,此外,也可以改变强调显示的大小或者形状,还可以使用文字信息等,此外,也可以用线等连接实拍图像IC上和地图图像IM上对应的构造物之间来进行显示。

CG图像是根据存储在地图信息存储部4中的三维地图数据即地理信息IG而生成的,因此,已知CG图像上的各个区域对应哪个构造物。因此,通过匹配处理,能够将实拍图像IC中的构造物和CG图像中的构造物对应起来,由此确定实拍图像IC中的构造物。

即,通过触摸地图图像IM的道路Rg的图像,构造物对应关系取得部5进行构造物(道路Rg)的确定,强调显示实拍图像IC上的道路Re。由此,用户能够容易地识别地图图像IM中的构造物和实拍图像IC中的构造物之间的对应关系(地图上的构造物相当于在实拍图像IC上拍摄到的哪个构造物)。

7:图像显示部

参照图12说明本实施方式涉及的信息显示装置IDArr的动作。另外,图12所示的流程图除了将步骤S102、第三构造物确定例程#10C以及步骤S108分别变更成步骤S202、第四构造物确定例程#10D以及步骤S208这点以外,与上述图10所示的流程图同样地构成。另外,第四构造物确定例程#10D除了将步骤S116变更成步骤S216这点以外,与第三构造物确定例程#10C同样地构成。

通过这样地变更摄像机拍摄方向,可对更宽范围的构造物识别实拍图像IC上的构造物和地图图像IM上的构造物之间的对应关系。另外,在上述示例中,根据用户指定地图上的构造物而变更摄像机的拍摄方向,但也可以由用户变更摄像机的拍摄方向来指定进入摄像机的视场空间的构造物。此外,也可以变更拍摄倍率来代替变更拍摄方向。

另外,在地图图像IM中,符号C表示安装有信息显示装置IDA的本车,符号Rg表示与实拍图像IC中的道路Rc对应的道路。另外,观察图2可知,在实拍图像IC中被前面的建筑物等隐蔽起来的构造物等也显示在地图图像IM上。

发明内容

参照图11说明第二实施方式涉及的信息显示装置IDAr的第一变形例。在本示例中,如图11所示,当用户在地图图像IM上指定的构造物在实拍图像IC中被其他构造物隐蔽一部分或整体的情况下,重叠显示表示在实拍图像IC上存在该构造物的辅助显示(例如轮廓显示)。具体而言,在图11中,用户、即搭载有信息显示装置IDAr的车辆基本上处于与上述图9所示相同的状况。即,在显示在图像显示部7上的实拍图像IC中,与图9所示的相同,本来可目视的建造物Be、前面的构造物以及行驶中的道路被正在道路Rc中通行的车辆Vc遮挡而无法显示。如虚线所示,在车辆Vc中轮廓显示建造物Bc

专利文献1:日本特开平11-66350号公报

专利文献1:日本特开平11-66350号公报

此外,在用户指定地图图像IM中的构造物时,也可以在地图图像IM上重叠用于表示用户可选择的构造物的辅助显示。在该情况下,在用户指定构造物之前,与上述第三构造物确定例程#10C中的处理同样,在三维地图空间中求出存在于摄像机的视野空间内的构造物,并且通过进行投影处理和匹配处理,使实拍图像IC中的构造物和地图图像IM中的构造物相对应。