JP2008176022A - ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 非常にコントラストの高い表示視認性を得つつ、くっきりとした視認性のよい表示を行い、且つ表示に奥行き感を持たせることができるヘッドアップディスプレイシステムを提供すること。
【解決手段】 フロントウインドシールド７の周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールド７におけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねるマスキング拡大部２と、マスキング拡大部２に対してドライバ側に設けられ、照射された光により励起して発光することで、ヘッドアップディスプレイの虚像表示の手前側に重ねるように表示を行う蛍光塗料印刷部２１，２２と、蛍光塗料印刷部２１，２２へ光を照射する第２光源２３、第３光源２４と、第２光源２３、第３光源２４の駆動と停止を制御する制御部１１を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、視認性を向上させたヘッドアップディスプレイシステムの技術分野に属する。

従来のヘッドアップディスプレイでは、インスト内に表示器を埋め込み、フロントウインドシールドまたは別体のコンバイナ上の略透明部分に表示器からの光を反射させ、背景とラップさせてドライバから表示が見える構造にしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３５４０６号公報（第２−７頁、全図）

しかしながら、従来のヘッドアップディスプレイシステムにあっては、フロントウインドシールドまたは、コンバイナ上の略透明部分に反射した光は、背景景色とラップして見えるため、背景の明るさ（明暗）、色調等により視認性が大きく変わり、背景が明るい場合や背景色がＨＵＤの表示色と同系色の場合は、視認性が低下し殆ど見えない場合があり問題であった。
そのため、従来のヘッドアップディスプレイシステムでは、表示の奥行き感を得ることができなかった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、非常にコントラストの高い表示視認性を得つつ、くっきりとした視認性のよい表示を行い、且つ表示に奥行き感を持たせることができるヘッドアップディスプレイシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、表示をフロントウインドシールドの位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行うヘッドアップディスプレイシステムにおいて、フロントウインドシールドの周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールドにおけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねる拡大着色部と、前記拡大着色部に対してドライバ側に設けられ、照射された光により励起して発光することで、ヘッドアップディスプレイの虚像表示の手前側に重ねるように表示を行う固定表示部と、前記固定表示部へ光を照射する照射手段と、前記照射手段の駆動と停止を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、非常にコントラストの高い表示視認性を得つつ、くっきりとした視認性のよい表示を行い、且つ表示に奥行き感を持たせることができる。

以下、本発明のヘッドアップディスプレイシステムを実現する実施の形態を、請求項１，２，３，４に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの主要構成の説明断面図である。

実施例１のヘッドアップディスプレイシステムは、ＨＵＤユニット１、マスキング拡大部２を主要構成としている。
ＨＵＤユニット１は、図１に示すように、車両の車室内とエンジンルームを仕切る隔壁６より後方で、インストパネル３の前側の内部に設けられている。
この位置は、図１に示すように、メータ４、インストパネル３の内部のダクト５より前方位置となる。

ＨＵＤユニット１は、制御部１１、表示部１２、第１光源１３を主要な構成としている。
制御部１１は、車両の各装置等から表示に関する情報を得て、表示部１２への表示内容の制御と第１光源１３の制御を行う。
表示部１２は、制御部１１の表示内容データから画像を生成して表示を行う。
具体例として液晶表示を挙げておく。
第１光源１３は、表示部１２のバックライトとして投光を行い、虚像表示に充分な輝度を持たせる。

次に実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部について説明する。
図２は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明図である。図３は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明断面図である。図４は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部及びマスキング部の説明図である。

実施例１では、図４に示すように、フロントウインドシールド７の周縁部に、マスキング部２ａ及びマスキング拡大部２を設けている。
このマスキング拡大部２及びマスキング部２ａは、図３に示すように、合わせガラス、つまり２枚のガラス７１，７２を合わせて構成されるフロントウインドシールドにおいて、ガラス７１，７２の間に例えば黒いセラミック塗装部分として、設けるものである。
なお、図２等図面上では、マスキング拡大部２の黒いセラミック塗装部分は、説明上、ハッチングで示すものとする。

さらに、実施例１では、図３に示すように、マスキング拡大部２よりドライバ手前側となるガラス７１，７２の間にシートまたは印刷などで、もしくはマスキング拡大部２よりドライバ手前側となるガラス７２に印刷等を施すようにして、蛍光（蓄光）塗料印刷部２１を設ける。
蛍光塗料印刷部２１，２２の表示内容として実施例１では、異なる蛍光色の２種類の表示内容を、重ならない位置になるよう配列して印刷で設ける。具体的には、方向指示を示す矢印と燃料残量の注意を促す給油マークを印刷で設ける。
そして、図３に示すように、手前のガラス７２の内部へ下方から、蛍光塗料印刷部２１，２２に対応する異なる２種類の色で投光する第２光源２３、第３光源２４を設ける。なお、この第２光源２３、第３光源２４は、制御部１１により制御駆動する構成にする。また、第２光源２３、第３光源２４の例として、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを挙げておく。

図５は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの制御ブロック構成を示す図である。
つまり、実施例１では、制御部１１により、表示部１２、第１光源１３、第２光源２３、第３光源２４を制御する構成となる。

次に、図４に示すように、フロントウインドシールド７の周縁部に設けるマスキング部２ａの一部の高さを大きくして、マスキング拡大部２を設ける。
そして、マスキング拡大部２を設けた部分に相当するインストパネル３の部分を下方へ凹ませるようにして、図２に示す横長の略六角形状のマスキング拡大部２を設けるようにする。図２に凹部３ａとして示す。
この際に、インストパネル３の凹部３ａ以外の上面部分、つまり一般面は、可能な限り上方に設定し、ＨＵＤの反射表示を行う部分のみを凹ませる形状の凹部３ａとする。

次に、作用を説明する。
[表示制御処理]
図６に示すのは、実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの制御部１１で実行される表示制御処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、ＩＧＮがＯＮになることにより、この制御が開始する。

ステップＳ２では、表示部１２、第１光源１３を駆動してヘッドアップディスプレイの表示を行う。

ステップＳ３では、車両異常の発生があるかどうかを制御部１１で判断し、異常が発生しているならばステップＳ４へ進み、異常が発生していないならばステップＳ６へ進む。

ステップＳ４では、表示部１２、第１光源１３を駆動したヘッドアップディスプレイの表示に加えて、第２光源２３を駆動した蛍光塗料印刷部２１による表示、または第３光源２４を駆動した蛍光塗料印刷部２２による表示を行う。

ステップＳ５では、蛍光表示を行ってから、所定時間が経過したかどうかを判断し、経過したならばステップＳ６に進み、経過していないならばステップＳ４へ戻る。

ステップＳ６では、表示部１２、第１光源１３を駆動したヘッドアップディスプレイの表示を行う。
［視認性を非常に向上させる作用］
実施例１のヘッドアップディスプレイシステムでは、制御部１１の制御により表示内容を表示した表示部１２を背面から光源１３で投光することにより、表示光は、光路１００によりマスキング拡大部２の位置のガラス７２で反射して、ドライバの目線へむかう。これにより、ドライバからは、図１に示す虚像２０の位置に表示が見えることになる。また、この表示の背景は、マスキング拡大部２となる。

反射された虚像による表示の背景が周辺の景色に関わらず常に黒となるため、周辺環境に左右されることなく、非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができる。
また、背景が黒い部分に反射表示させるため、略透明部に反射表示させるタイプに比べ、表示部１２の輝度が低くても視認性のよい表示を得ることができる。
このことは、消費電流の低減につながる。

つまり、表示部１２からの光をフロントウインドシールド７または別体のコンバイナ上の略透明部に反射表示させる従来のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）に比べ、表示部１２の輝度を明るくしなくてすむため、表示部１２または光源１３の負荷を軽減することができる。

[奥行きのある表示作用]
図７は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示制御のタイムチャートである。図８は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示例を示す説明図である。図９は実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示例を示す説明図である。
実施例１のヘッドアップディスプレイシステムでは、ヘッドアップディスプレイの表示の際に黒い背景となるマスキング拡大部２より、ドライバ側、つまり手前側に、蛍光塗料印刷部２１，２２を設けている。
この蛍光塗料印刷部２１は、固定パターンであり、実施例１では、矢印の表示５０と給油の表示６０を示す。

例えば、通常の状態では、制御部１１は、表示部１２、第１光源１３を駆動し、ヘッドアップディスプレイの表示を良好なコントラストで行う（ステップＳ６、図８(a)参照、図９(a)参照）。
この状態は、図７のタイムチャートでは、ＨＵＤがＯＮの状態である。
なお、この通常の状態では、ヘッドアップディスプレイには、例えば車速、経路誘導等を表示するものとする。

そして、例えば、ナビゲーションの必要性等により、左折を示す表示を強調して表示させたい場合（ステップＳ３→Ｓ４）に、第２光源２３を駆動させる。
すると、蛍光塗料印刷部２１に対応した色、例えば青色ＬＥＤを点灯させる。すると、図３に示すように、その光は、ガラス７２の内部を導光されて、蛍光塗料印刷部２１へ照射される。これにより、蛍光塗料印刷部２１が輝度を得て、左折を示す矢印の表示５０が、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示（虚像２０）の手前側に表示される（図８(b)参照）。

この場合には、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示は、矢印の表示５０と重ねて、お互いが目立つ色が望ましい。また、矢印の表示５０に合わせて、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示色を切り替えるようにしてもよい。
図７のタイムチャートでは、この状態は、中段の「光源１のＯＮ」の状態である。なお、ステップＳ５の処理により、所定時間の経過により点灯、表示は終了する。

次に、制御部１１が車両異常の発生として、燃料残量不足とし、ウォーニングランプを点灯させる際には、第３光源２４を点灯させる。
すると、蛍光塗料印刷部２２に対応した色、例えば赤色ＬＥＤを点灯させる。すると、図３に示すように、その光は、ガラス７２の内部を導光されて、蛍光塗料印刷部２２へ照射される。これにより、蛍光塗料印刷部２２が輝度を得て、給油を促す表示６０が、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示（虚像２０）の手前側に表示される（図９(b)参照）。

この場合には、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示は、給油を促す表示６０と重ねて、お互いが目立つ色が望ましい。また、給油を促す表示６０に合わせて、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示色を切り替えるようにしてもよい。
図７のタイムチャートでは、この状態は、下段の「光源２のＯＮ」の状態である。なお、ステップＳ５の処理により、所定時間の経過により点灯、表示は終了する。

このように実施例１のヘッドアップディスプレイシステムでは、矢印の表示５０及び給油を促す表示６０を、表示部１２、第１光源１３によるヘッドアップディスプレイの表示（虚像２０）の手前側に見せることができ、奥行き感のある表示を行うことができる。
また、この奥行きのある表示は、奥側が虚像による表示、手前側が実像による表示となるため、非常に視認性のよい表示を見せることができ、実施例１で示すような左折に対する緊急度の高い表示や、警告表示に特に適している。

また、第２光源２３、第３光源２４の消灯時には、蛍光体が励起されないため、黒い背景表示の一部となり目立つことがない。また、蛍光塗料印刷部２１，２２は、その外側に黒いマスキング拡大部２が配置されるために、外光の影響を受け難くなる。そのため、第２光源２３、第３光源２４の消灯時に外光により表示がされたり、外光による早期の劣化を防止することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)表示をフロントウインドシールド７の位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行うヘッドアップディスプレイシステムにおいて、フロントウインドシールド７の周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールド７におけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねるマスキング拡大部２と、マスキング拡大部２に対してドライバ側に設けられ、照射された光により励起して発光することで、ヘッドアップディスプレイの虚像表示の手前側に重ねるように表示を行う蛍光塗料印刷部２１，２２と、蛍光塗料印刷部２１，２２へ光を照射する第２光源２３、第３光源２４と、第２光源２３、第３光源２４の駆動と停止を制御する制御部１１を備えるため、非常にコントラストの高い表示視認性を得つつ、くっきりとした視認性のよい表示を行い、且つ表示に奥行き感を持たせることができる。

(2)蛍光塗料印刷部２１，２２は、緊急状態、異常状態を示す固定された表示内容であり、制御部１１は、蛍光塗料印刷部２１，２２の表示内容に相当する車両状態になると第２光源２３、第３光源２４を駆動させるため、虚像表示に対して、手前側に重なる奥行きのある表示により強調された表示で、車両の緊急状態、異常状態を示す表示を見ることができ、車両の緊急状態、異常状態に、より気付きやすくさせることができる。

(3)マスキング拡大部２は、２枚構造のフロントウインドシールド７（ガラス７１，７２）で挟むようにして設けられるものであり、蛍光塗料印刷部２１，２２は、２枚構造のフロントウインドシールド７のドライバ側シールド（ガラス７２）に設けたものであり、照射手段は、２枚構造のフロントウインドシールド７のドライバ側シールド（ガラス７２）内部で、第２光源２３、第３光源２４の光を導光させて、蛍光塗料印刷部２１，２２を照射する構成であるため、本来、２枚構造のフロントウインドシールド７の間に設けられる周縁印刷部分を拡大することで、表示背景として利用でき、そのドライバ側のガラスに設けることで、既存の構成から特段の変更なく、蛍光塗料印刷部２１，２２を設けることができる。

(4)固定表示部は、蛍光体を含むインクで表示内容を印刷したものであるため、第２光源２３、第３光源２４の光により蛍光体を励起させて、発光させ、コストを抑制して表示を行うことができる。

以上、本発明のヘッドアップディスプレイシステムを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、蛍光塗料印刷部の表示内容は、実施例１に示した以外のものであっても文字、図形、パターン、形状のように固定されたものであればよい。
また、例えば、蛍光塗料印刷部による表示内容は、実施例１では、２つの表示を示したが、一つであってもよいし、また、さらに複数の表示であってもよい。
蛍光塗料印刷部により２つの表示を示す際、第２光源２３、第３光源２４、及び蛍光塗料印刷部２１，２２の表示色としては、波長の離れた色、例えば、赤またはオレンジと青または緑にすることが望ましい。
蛍光塗料が紫外線に反応するタイプにした場合は、フロントガラスに印刷するパターンは、マスターウォーニングのマークとし、UV−LEDを点灯することにより、マスターウォーニングのマークを発光させるようにすればよい。

実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの主要構成の説明断面図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明断面図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部及びマスキング部の説明図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの制御ブロック構成を示す図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムの制御部１１で実行される表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示制御のタイムチャートである。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示例を示す説明図である。 実施例１のヘッドアップディスプレイシステムにおける表示例を示す説明図である。

符号の説明

１ ＨＵＤユニット
１１ 制御部
１２ 表示部
１３ 第１光源
２ マスキング拡大部
２ａ マスキング部
２１ 蛍光塗料印刷部
２２ 蛍光塗料印刷部
２３ 第２光源
２４ 第３光源
３ インストパネル
３ａ 凹部
４ メータ
５ ダクト
６ 隔壁
７ フロントウインドシールド
７１ ガラス
７２ ガラス
９ ステアリングホイール
２０ 虚像
５０ （矢印の）表示
６０ （給油の）表示
１００ 光路

Claims (4)

1. 表示をフロントウインドシールドの位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行うヘッドアップディスプレイシステムにおいて、
   フロントウインドシールドの周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールドにおけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねる拡大着色部と、
   前記拡大着色部に対してドライバ側に設けられ、照射された光により励起して発光することで、ヘッドアップディスプレイの虚像表示の手前側に重ねるように表示を行う固定表示部と、
   前記固定表示部へ光を照射する照射手段と、
   前記照射手段の駆動と停止を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステムにおいて、
   前記固定表示部は、
   緊急状態、異常状態を示す固定された表示内容であり、
   前記制御手段は、前記固定表示部の表示内容に相当する車両状態になると前記照射手段を駆動させる、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイシステムにおいて、
   前記拡大着色部は、
   ２枚構造のフロントウインドシールドで挟むようにして設けられるものであり、
   前記固定表示部は、２枚構造のフロントウインドシールドのドライバ側シールドに設けたものであり、
   前記照射手段は、２枚構造のフロントウインドシールドのドライバ側シールド内部で、光源の光を導光させて、前記固定表示部を照射する構成である、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
4. 請求項１〜請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステムにおいて、
   前記固定表示部は、蛍光体を含むインクで表示内容を印刷したものである、ことを特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。