JP2007069772A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにする。
【解決手段】車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、空調用ダクト６１−６３に接続されることによって空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２を構成する装置本体部２を備え、装置本体部２が、情報を表す表示光を出射する表示器２１と表示器２１からの表示光をウィンドシールド５へ向けて反射する反射鏡２２、２３とを内蔵する。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、さらに、反射鏡２２、２３を加熱する加熱手段２５と、加熱手段２５を作動させる制御手段２７とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）は、表示器と反射鏡とを内蔵する装置本体部とウィンドシールドの内面に形成されたハーフミラーとを備える。

表示器は、情報を表す表示光を出射するものであり、反射鏡は、表示器からの表示光をハーフミラー（ウィンドシールド）へ向けて反射するものであり、ハーフミラーは、反射鏡からの反射光を視認者側へ向けて反射するものである。ＨＵＤは、ハーフミラーが反射鏡からの反射光を視認者側へ反射することによって、表示器の情報を虚像として視認者に認識させるものである。

ここで、ＨＵＤの車両搭載性を改善する為に、ＨＵＤの装置本体部を車室内の空調用ダクトと一体化したものが、提案されている（特許文献１、２を参照）。これは、装置本体部を、車室内の空調をするための空調用ダクトに接続し、装置本体部の内部を空調用送風路の一部として構成するものである。
特開昭６１−７５０２５号公報 特開２００３−１１８４２６号公報

しかし、ＨＵＤの装置本体部を空調用ダクトと一体化した場合、空調用ダクト内を流通する空調エアが、装置本体部の内部を流れるため、反射鏡の反射面は、空調エアにさらされる。例えば、反射鏡は、冷たい空調エア（冷風）が装置本体部の内部を流れていれば冷たくなっており、暖かい空調エア（温風）が装置本体部の内部を流れていれば暖かくなっている。

このため、反射鏡が冷たくなっている際に、温風が装置本体部の内部を急に流れれば、温風内の水分（水蒸気）が冷たい反射鏡の反射面と接触してこの面に結露（曇り）を発生させ、水分で濡れた状態となる。さらに、結露が生じて水分で濡れた状態の面にホコリが付着するため、ＨＵＤの表示が、結露とこの付着したホコリにより低下するまたは認識できないという問題が生ずる。

また、結露の小水滴が蒸発して反射鏡の反射面が乾燥しても、この面に付着したホコリが残存する。このため、結露が発生して水分で濡れた状態となれば、ＨＵＤの表示が低下するまたは認識できないという問題は、これが乾燥した後においても継続して生じるものである。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車室内の空調をするための空調用ダクトに接続されることによって空調用送風路の一部を構成する装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、装置本体部が、情報を表す表示光を出射する表示器と表示器からの表示光をウィンドシールドへ向けて反射する反射鏡とを内蔵し、反射鏡を加熱する加熱手段と、加熱手段を作動させる制御手段とを備える構成とする。

この構成では、制御手段が加熱手段を作動させて反射鏡を加熱する。これにより、暖かい空調エア（温風）が反射鏡の反射面に吹き付けられても、即ち、この温風内の水分（水蒸気）がこの加熱されている反射鏡の反射面に接触しても、この反射鏡の反射面は、結露（曇りが発生）しない。

このため、反射面では、結露の発生を防止でき、常時乾燥を維持でき、この反射面にホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。

請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、制御手段が、自車両のイグニッションスイッチを投入した後から常時加熱手段を作動させる構成とする。

この構成では、自車両のイグニッションスイッチを投入後に、制御手段が常時加熱手段を作動させて反射鏡を加熱する。これにより、自車両のイグニッションスイッチを投入後に、暖かい空調エア（温風）が反射鏡の反射面に吹き付けられても、この反射鏡の反射面は、結露（曇りが発生）しない。

この結果、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。

請求項３に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、制御手段が、イグニッションスイッチを切る際に加熱手段の作動を停止させる構成とする。

この構成では、イグニッションスイッチを切る際に加熱手段の作動を停止させる。イグニッションスイッチを切れば、冷たい反射鏡の反射面に温風が吹き付けられることがないため、不要に加熱手段を作動させることなく上述の効果を得ることができる。

請求項４に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡の温度を検出する第１温度センサと、装置本体部に流入する空調エアの温度を検出する第２温度センサとを備え、制御手段が、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第１温度差だけ低くなった際に、加熱手段の作動を開始させる構成とする。

この構成では、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第１温度差だけ低くなった際に、加熱手段の作動を開始させる。

ここで、反射鏡の反射面に結露（曇り）が発生するか否かは、反射鏡の反射面に吹き付けられる暖かい空調エア（温風）の温度とその相対湿度、即ち、装置本体部に流入する空調エアの温度とその相対湿度、および、反射鏡の温度から決定される。これを、温風の温度と反射鏡の温度で代用し、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第１温度差だけ低くなった際に、反射鏡の反射面に結露（曇り）が発生する恐れがあると判断して、加熱手段の作動を開始させたものである。

これにより、暖かい空調エア（温風）が反射鏡の反射面に吹き付けられて反射面に結露（曇り）が発生する恐れが生じた際から、反射鏡を加熱手段により加熱する。このため、この温風内の水分（水蒸気）がこの反射鏡の反射面に接触しても結露（曇りが発生）しない。

このため、反射面では、不要に加熱手段を作動させることなく結露の発生を防止でき、常時乾燥を維持でき、この反射面にホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。

請求項５に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、制御手段が、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第２温度差だけ低くなった際に、加熱手段の作動を停止させ、第２温度差を第１温度差より小さく設定する構成とする。

この構成では、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第２温度差だけ低くなった際に、加熱手段の作動を停止させる。また、第２温度差を第１温度差より小さく設定するため、制御手段は、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第１温度差だけ低い際から第２温度差だけ低い際までの間、加熱手段を作動させる。

これは、第１温度センサの検出値が第２温度センサの検出値より第２温度差だけ低くなった際に、反射鏡の反射面に結露（曇り）が発生する恐れが解消したと判断して、加熱手段の作動を停止させたものである。

これにより、反射面に結露（曇り）が発生する恐れが解消した際から、加熱手段の作動を停止する。この結果、さらに不要に加熱手段を作動させることなく上述の効果を得ることができる。

請求項６に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、反射鏡が、少なくとも平面鏡と凹面鏡の一方である構成とする。

この構成でも上述の効果を得ることができる。

請求項７に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、加熱手段が、反射鏡の反射面と反対側の面に配置されたＰＴＣヒータである構成とする。

この構成では、加熱手段が、反射鏡の反射面と反対側の面に配置されたＰＴＣヒータである。これにより、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示が妨げられることなく、且つ、ＰＴＣヒータが自己温度制御機能を有しているため、加熱手段の制御を単純化でき、制御手段の構成を簡素化できる。この効果を得つつ、上述の効果を得ることができる。

以下、本発明による車両用ヘッドアップディスプレイ装置について図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成を示す模式図である。

図２（ａ）は、図１に示す装置本体部２の構成を示す斜視模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図を示し、図２（ｃ）は、図２（ｂ）中のＩＩＣ矢視図を示す。

図３は、図１に示す装置本体部２が空調用ダクト６１−６３と一体化した状態を示す斜視模式図である。

図４は、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）１は、図１に示すように、防塵カバー２４と、表示器である液晶表示器２１と、反射鏡である平面鏡２２と凹面鏡２３とを備える装置本体部２とウィンドシールド５の内面（車室内側の面、図中矢印が示す右側の面）に形成されたハーフミラー３とを備える。防塵カバー２４は、透光性を有するものであり、インストルメントパネル４の開口に設けられる。液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３は、防塵カバー２４の背後（図中の矢印が示す下方）に配置される。

液晶表示器２１は、例えば走行速度の情報を表す表示光を出射するものであり、平面鏡２２と凹面鏡２３は、液晶表示器２１からの表示光を防塵カバー２４を通してハーフミラー３（ウィンドシールド５）へ向けて反射するものであり、ハーフミラー３は、凹面鏡２３からの反射光を視認者Ｍへ向けて反射するものである。

ＨＵＤ１は、ハーフミラー３が凹面鏡２３からの反射光を視認者Ｍへ反射することによって、液晶表示器２１が出射した表示光が表す情報の実像２１Ａを、視認者Ｍに虚像２１Ｂとして認識させるものである。

装置本体部２内において、液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３と防塵カバー２４は、図２（ａ）に示すように配置される。即ち、平面鏡２２は、液晶表示器２１が出射した表示光を凹面鏡２３へ反射可能な位置に配置され、凹面鏡２３は、平面鏡２２からの反射光を防塵カバー２４へ反射可能な位置に配置される。防塵カバー２４は、凹面鏡２３からの反射光をハーフミラー３へ反射可能な位置に配置される。

凹面鏡２３は、虚像２１Ｂを実像２１Ａに対して拡大表示（例えば、約５倍）させるものであり、ハーフミラー３（ウィンドシールド５）自身もこの拡大機能（例えば、約１．２倍）を有している。

液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３は、装置本体部２のケーシング部２６内に配置され、防塵カバー２４は、ケーシング部２６の上面（インストルメントパネル４）の開口に設けられる。防塵カバー２４は、透光性を有するものであり、凹面鏡２３からの反射光をハーフミラー３へ透過させる機能と、ホコリがケーシング部２６内に入らないようにする機能とを有するものである。

尚、図１と図２（ａ）を理解し易くするため、ケーシング部２６を、想像線（２点鎖線）で図示している。

平面鏡２２の反射面２２ａと反対側の面である裏面２２ｂには、図２（ｂ）に示すように、平面鏡２２を加熱するための加熱手段であるヒータ２５が配置されている。

ヒータ２５は、ヒータ部２５ａと、電極２５ｂと、端子２５ｃと、リード線２５ｄと、電極２５ｂ側に形成された絶縁層２５ｅと、絶縁層２５ｅの上面（図中矢印が示す上側の面）とヒータ部２５ａの下面（図中矢印が示す下側の面）とに形成された絶縁フィルム２５ｆとを備える。ヒータ２５は、両面テープ等の固定部材２５ｇにより平面鏡２２の裏面２２ｂに固定される。

電極２５ｂは、図２（ｃ）に示すように、ヒータ部２５ａの面上に櫛歯状に対向して形成される。端子２５ｃは、電極２５ｂとリード線２５ｄとを電気的に結線するためのであり、リード線２５ｄは、端子２５ｃと電極２５ｂを介してヒータ部２５ａに電流を流すものである。

電極２５ｂを介してヒータ部２５ａに電流が流れると、ヒータ部２５ａは、発熱して平面鏡２２を加熱する。ヒータ部２５ａは、発熱してその温度が上昇すると、所定温度（キュリー点）で抵抗値が急峻に上昇する特性を有するもの（正特性サーミスタ、即ち、ＰＴＣサーミスタ）である。即ち、ヒータ２５は、ＰＴＣヒータとして構成されている。

尚、ヒータ２５を、凹面鏡２３の裏面２３ｂにも配置するが、凹面鏡２３の裏面２３ｂが湾曲しているため、この場合、フレキシブルなタイプのもの（伸縮性を有するもの）を、ヒータ２５として用いる。

装置本体部２（即ち、ケーシング部２６）は、図３に示すように、ＨＵＤ１の車両搭載性を改善する為に車室内の空調用ダクト６１−６３と一体化される。即ち、装置本体部２を、空調用ダクト６１−６３に接続し、装置本体部２の内部を空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２として構成する。

具体的に、空調用ダクト６２をケーシング部２６の一方の面に接続し、図示しないサイド・デフロスタ出口に接続された空調用ダクト６３をケーシング部２６の他方の面に接続する。これにより、装置本体部２の内部は、矢印ＣＡ１で示す空調用送風路を構成する。

また、空調用ダクト６１をケーシング部２６に接続し、ケーシング部２６の上面（インストルメントパネル４）の上面にＨＵＤ１に付属したメイン・デフロスタ出口６４を形成する。これにより、装置本体部２の内部は、矢印ＣＡ２で示す空調用送風路を構成する。

また、図示しないエアコンユニットに付属した図示しないメイン・デフロスタ出口が、メイン・デフロスタ出口６４と別個に設けられる。

また、図２と図３中の各矢印が示す上下方向は、図１中の矢印が示す上下方向と同一である。

以上説明した、本実施形態によるＨＵＤ１の電気回路構成について、図４に基づいて説明する。

ヒータ２５の作動を制御する制御手段である制御装置２７は、マイクロコンピュータ等から構成され、電力がバッテリ１１から制御装置２７に常時供給される。制御装置２７には、イグニッションスイッチ１０が、その作動状態（オンまたはオフ）を検出可能に接続され、当該自動車の走行速度を検出する速度センサ７が検出信号を入力可能に接続される。また、制御装置２７には、液晶表示器２１とヒータ２５も接続される。

尚、制御装置２７は、イグニッションスイッチ１０を投入（オン）した後からヒータ２５に電流を流して常時作動させるように構成され、且つ、イグニッションスイッチ１０を切る際にヒータ２５の作動を停止させるように構成される。

また、ヒータ部２５ａは、上述したように、所定温度（キュリー点）で抵抗値が急峻に上昇する特性を有するため、この所定温度以上でヒータ部２５ａでの消費電力が低下して発熱量が低下する。このため、ヒータ部２５ａの温度が低下し、所定温度以下になり、再びその抵抗値が低下する。このため、ヒータ部２５ａでの消費電力が増加して発熱量が増加する。即ち、このヒータ部２５ａは、自己温度制御機能を有し、これに対する加熱制御を単純化でき、このため、制御装置２７の構成を簡素化できる。

上記構成において本実施形態の作動を説明する。

運転者によってイグニッションスイッチ１０がオンされると、制御装置２７は、それを検出して作動を開始する。即ち、図４において、速度センサ７からの出力信号に基づき、当該自動車の車速を算出し、この車速を液晶表示器２１に表示させる。即ち、液晶表示器２１は、情報である車速を表す表示光を出射する。同時に、ヒータ２５に電流を流して、ヒータ２５をこの後から常時作動させる。

液晶表示器２１が出射した表示光（車速表示の実像２１Ａ）は、図１と図２（ａ）で示すように光路Ｐ１に従って平面鏡２２へ入射し、平面鏡２２により光路Ｐ２に従って凹面鏡２３へ向かって反射する。表示光（車速表示の実像２１Ａ）は、凹面鏡２３により約５倍に拡大され、光路Ｐ３に従ってハーフミラー３へ向かって反射する。約５倍に拡大された表示光（実像２１Ａ）は、ハーフミラー３により約１．２倍に拡大され、図１に示すように、光路Ｐ４に従って視認者の目Ｍに入射する。

これにより、視認者は、約６倍に拡大された車速表示の虚像２１Ｂをハーフミラー３の前方（図１中の矢印が示す左方向）に認識する。この際、視認者は、ハーフミラー３を通して景色も認識できるため、ハーフミラー３上で景色に重ねて車速表示の虚像２１Ｂを認識できる。

ここで、ＨＵＤ１の装置本体部２（即ち、ケーシング部２６）は、図３に示すように、空調用ダクト６１−６３と一体化されており、空調用ダクト６１−６３内を流通する空調エアが、装置本体部の内部を流れるため、平面鏡２２と凹面鏡２３とは、空調エアにさらされる。

この際、平面鏡２２と凹面鏡２３は、それぞれ、ヒータ２５により加熱されているため、暖かい空調エア（温風）が装置本体部２の内部を送風路ＣＡ１、ＣＡ２に従って急に流れれても、即ち、この温風内の水分（水蒸気）が加熱されている平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに接触しても、これらに結露（曇り）を発生させることはない。

このため、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａは、常時乾燥を維持でき、これらにホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備えるＨＵＤ１において、その表示が結露の発生により低下しないようにできる。また、このヒータ２５が、平面鏡２２の裏面２２ｂと凹面鏡２３の裏面２３ｂに配置されているため、ＨＵＤ１の表示機能を妨げることがない。

この後、イグニッションスイッチ１０を切る際に、制御装置２７は、ヒータ２５の作動を停止させる。イグニッションスイッチ１０を切れば、冷たい平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに温風が吹き付けられることがないため、不要にヒータ２５を作動させることなく上述の効果を得ることができる。

以上のように、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、車室内の空調をするための空調用ダクト６１−６３に接続されることによって空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２を構成する装置本体部２を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置１であって、装置本体部２が、情報を表す表示光を出射する表示器２１と表示器２１からの表示光をウィンドシールド５へ向けて反射する反射鏡である平面鏡２２と凹面鏡２３とを内蔵し、平面鏡２２と凹面鏡２３とを加熱する加熱手段であるヒータ２５と、ヒータ２５を作動させる制御手段である制御装置２７とを備える。

これにより、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。

図５（ａ）は、図２（ｂ）の変形例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＶＢ矢視図を示す。

ヒータ２５をＰＴＣヒータとして構成しないで、図５に示すように、平面鏡２２の裏面２２ｂ（凹面鏡２３の裏面２３ｂ）に薄膜ヒータとして形成することができる。具体的に、ヒータ２５は、ヒータ膜２５ａと、電極２５ｂと、端子２５ｃと、リード線２５ｄとを備える。ヒータ膜２５ａは、平面鏡２２の裏面２２ｂ（凹面鏡２３の裏面２３ｂ）に形成され、その上に、電極２５ｂが櫛歯状に対向して形成される。

ヒータ膜２５ａは、例えば、酸化インジウムと酸化スズとから形成され（ＩＴＯ膜）、電極２５ｂは、例えば、銀から形成される。これらは、真空加熱蒸着やスパッタ蒸着等により形成される。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。

図７は、本発明の第２実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の作動を説明する湿り空気線図である。

本発明の第２実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、第１実施形態と異なり、平面鏡２２と凹面鏡２３の温度を検出する第１温度センサ８と、装置本体部２に流入する空調エアの温度を検出する第２温度センサ９とを備える。また、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値より第１温度差Ｔ１だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を開始させる。

また、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値より第２温度差Ｔ２だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を停止させる。また、第２温度差Ｔ２を、第１温度差Ｔ１より小さく設定する。

即ち、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値より第１温度差Ｔ１だけ低くなった際から第２温度差Ｔ２だけ低くなった際までの間、ヒータ２５を作動させる。

第１温度センサ８は、平面鏡２２と凹面鏡２３の一方に配置され、第２温度センサ９は、平面鏡２２と凹面鏡２３の一方に配置され、空調用ダクト６１、６２の一方からケーシング部２６への入り口近傍に配置される。第１温度センサ８は、望ましくは、反射面２２ａ、２３ａ上であって、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の表示の妨げにならない位置に配置される。

図７において、例えば、乾球温度（ＤＴ）が摂氏２５度（２５℃）であって相対湿度（ＲＨ）が５０％の露点は、図中の矢印で示すように、湿球温度（ＷＴ）で示す約１４℃であり、乾球温度が２５℃であって相対湿度が８０％の露点は、矢印で示すように、湿球温度で示す約２２℃である。尚、図７において、縦軸は、絶対湿度（ＡＨ）を示し、１キログラム（ｋｇ）の空気に何ｋｇの水分が含まれているかを単位（ｋｇ／ｋｇ）とする。

このように、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに結露（曇り）が発生するか否かを、即ち、これらの面２２ａ、２３ａが露点に達したか否かを、これらに吹き付けられる暖かい空調エア（温風）の温度とその相対湿度、即ち、装置本体部２に流入する空調エアの温度とその相対湿度、および、平面鏡２２と凹面鏡２３の温度から決定できる。

本実施形態では、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａが「露点に達したか否か」と「露点から脱却したか否か」とを、温風の温度と平面鏡２２と凹面鏡２３の温度で代用し、第１温度センサ８の検出値と第２温度センサ９の検出値とを利用して判断し、それを判断した際に、それぞれ、ヒータ２５の作動を開始させ、作動を停止させる。

例えば、第１温度センサ８の検出値が１４℃である場合、第２温度センサ９の検出値が２５℃に達した際に、即ち、相対湿度を例えば５０％と想定した２５℃の温風が、１４℃の平面鏡２２と凹面鏡２３に吹き付けられた際に、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａが露点に達したと判断する。

つまり、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値である２５℃より第１温度差Ｔ１である１１℃だけ低くなった際に、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに結露（曇り）が発生する恐れがあると判断して、ヒータ２５の作動を開始する。

同様にして、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値である２１℃より第１温度差Ｔ１である１１℃だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を開始する。

ここで、第１温度差Ｔ１は、図７から理解できるように、装置本体部２に流入する空調エアの温度（温風）、即ち、第２温度センサ９の検出値や、その想定した相対湿度（上述の例では、５０％）により変動するものである。しかしながら、温風の温度も、その相対湿度も、大きく変動するものではないため、第１温度差Ｔ１を固定値として近似することができる。

これにより、平面鏡２２と凹面鏡２３を加熱し、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａが結露する（曇る）ことを防止する。

このため、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａは、常時乾燥を維持でき、これらにホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備えるＨＵＤ１において、その表示が結露の発生により低下しないようにできる。

また、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに結露（曇り）が発生する恐れが生じた際から、加熱手段の作動を開始するため、不要にヒータ２５を作動させることなく上述の効果を得ることができる。

一方、作動の停止は、作動の開始より安全側（より結露を発生させない方向）に制御するため、平面鏡２２と凹面鏡２３に吹き付けられる温風の相対湿度を例えば８０％と想定する。具体的に、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値である２５℃より第２温度差Ｔ２である３℃だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を停止する。即ち、第２温度差Ｔ２（３℃）を、第１温度差Ｔ１（１１℃）より小さく設定する。

同様にして、制御装置２７は、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値である２１℃より第２温度差Ｔ２である３℃だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を停止する。

これにより、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａに結露（曇り）が発生する恐れが解消した際から、ヒータ２５の作動を停止する。この結果、ヒータ２５の作動時間をより短縮させつつ上述の効果を得ることができる。

尚、作動開始の制御においては、温風の相対湿度を５０％と想定したが、これに限るものではなく、例えば、安全側に制御する場合、その相対湿度を４０％等と想定することもできる。この場合、第１温度差Ｔ１は、１１℃より大きくなる。

また、作動停止の制御においては、温風の相対湿度を８０％と想定したが、これに限るものではなく、例えば、ヒータ２５の作動時間を短縮するために、その相対湿度を７０％等と想定することもできる。この場合、第２温度差Ｔ２は、３℃より大きくなる。

また、作動停止の制御において、例えば、安全側に制御する場合、その相対湿度を１００％等と想定することもできる。この場合、第２温度差Ｔ２は、０℃となる。

以上のように、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、
車室内の空調をするための空調用ダクト６１−６３に接続されることによって空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２を構成する装置本体部２を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置１であって、装置本体部２が、情報を表す表示光を出射する表示器２１と表示器２１からの表示光をウィンドシールド５へ向けて反射する反射鏡である平面鏡２２と凹面鏡２３とを内蔵し、平面鏡２２と凹面鏡２３を加熱する加熱手段であるヒータ２５と、平面鏡２２と凹面鏡２３の温度を検出する第１温度センサ８と、装置本体部２に流入する空調エアの温度を検出する第２温度センサ９と、第１温度センサ８の検出値が第２温度センサ９の検出値より第１温度差だけ低くなった際に、ヒータ２５の作動を開始させる制御装置２７とを備える。

これにより、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。

尚、実像２１Ａに対する虚像２１Ｂの拡大率を低下することが可能な場合は、凹面鏡２３を平面鏡とすることができる。

また、液晶表示器２１に限定する必要はなく、他の表示器とすることができる。

上述の例では、液晶表示器２１は、情報である車速を表す表示光を出射するが、これに限らないで、エンジンの回転数や走行距離等の他の情報を表す表示光を出射するように構成することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成を示す模式図である。 図２（ａ）は、図１に示す装置本体部２の構成を示す斜視模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図を示し、図２（ｃ）は、図２（ｂ）中のＩＩＣ矢視図を示す。 図３は、図１に示す装置本体部２が空調用ダクト６１−６３と一体化した状態を示す斜視模式図である。 図４は、本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。 図５（ａ）は、図２（ｂ）の変形例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＶＢ矢視図を示す。 図６は、本発明の第２実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。 図７は、本発明の第２実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の作動を説明する湿り空気線図である。

符号の説明

１ 車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）
２ 装置本体部、２１ 液晶表示器（表示器）
２２ 平面鏡（反射鏡）、２２ａ 反射面、２２ｂ 裏面
２３ 凹面鏡（平面鏡、反射鏡）、２３ａ 反射面、２３ｂ 裏面
２４ 防塵カバー
２５ ヒータ（加熱手段）、２５ａ ヒータ部（ヒータ膜）、２５ｂ 電極
２５ｃ 端子、２５ｄ リード線、２５ｅ 絶縁層
２５ｆ 絶縁フィルム、２５ｇ 固定部材
２６ ケーシング部、２７ 制御装置
３ ハーフミラー、４ インストルメントパネル、５ ウィンドシールド
６１−６３ 空調用ダクト、６４ メイン・デフロスタ出口
７ 速度センサ、８ 第１温度センサ、９ 第２温度センサ
１０ イグニッションスイッチ、１１ バッテリ

Claims (7)

1. 車室内の空調をするための空調用ダクトに接続されることによって空調用送風路の一部を構成する装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記装置本体部は、情報を表す表示光を出射する表示器と該表示器からの表示光をウィンドシールドへ向けて反射する反射鏡とを内蔵し、
   前記反射鏡を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記制御手段は、自車両のイグニッションスイッチを投入した後から常時前記加熱手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記制御手段は、前記イグニッションスイッチを切る際に前記加熱手段の作動を停止させることを特徴とする請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記反射鏡の温度を検出する第１温度センサと、
   前記装置本体部に流入する空調エアの温度を検出する第２温度センサとを備え、
   前記制御手段は、前記第１温度センサの検出値が前記第２温度センサの検出値より第１温度差だけ低くなった際に、前記加熱手段の作動を開始させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記制御手段は、前記第１温度センサの検出値が前記第２温度センサの検出値より第２温度差だけ低くなった際に、前記加熱手段の作動を停止させ、
   前記第２温度差を、前記第１温度差より小さく設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記反射鏡は、少なくとも平面鏡と凹面鏡の一方であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記加熱手段は、前記反射鏡の反射面と反対側の面に配置されたＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。

Images