JP2009251540A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示器であるＬＣＤを太陽光などの外光から保護することができ、かつ、コストが安く付くと共に、信頼性を高めることができるヘッドアップディスプレイ装置の提供。
【解決手段】 ヘッドアップディスプレイ装置の表示内容を画像表示する表示器２と、フロントウインドシールド１２ａの位置でドライバへ表示光を反射するコンバイナ１３と、表示器２からの表示光をコンバイナ１３に向けて反射する反射手段とを備え、反射手段を、エレクトロクロミック層Ｅへの電圧オフの際に透明状態となり、エレクトロクロミック層Ｅへの電圧オンの際に反射状態となるＥＣミラー３とした。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、インストルメントパネル内に埋め込んだ表示ユニットからの表示をインストルメントパネル上に配置した反射板またはウインドシールドに反射表示させるヘッドアップディスプレイ装置において、表示器であるＬＣＤを太陽光などの外光から保護する為に、第一の反射鏡に波長選択性のフィルターを用いて太陽光などの外光の熱線は透過させ、表示器からの光は反射させている。
または、表示器の前面にシャッターを設けて、ヘッドアップディスプレイ装置を使わない（表示させない）時は、シャッターを閉じておくようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−１１１６８号公報

しかしながら、従来例のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、波長選択性のフィルターやシャッターの開閉機構はコストが高く、信頼性の低下にもつながるという問題点があった。

本発明の解決しようとする課題は、表示器であるＬＣＤを太陽光などの外光から保護することができ、かつ、コストが安く付くと共に、信頼性を高めることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置は、 ヘッドアップディスプレイ装置の表示内容を画像表示する表示手段と、車両のフロントウインドシールド位置でドライバへ表示光を反射する表示光反射手段と、表示手段からの表示光を表示光反射手段に向けて反射する反射手段と、を備え、反射手段は、エレクトロクロミック層への出力停止の際に透明状態となり、エレクトロクロミック層への出力の際に反射状態となるエレクトロクロミックミラーであり、エレクトロクロミック層への出力を制御する出力制御手段を備えたことを特徴とする手段とした。

請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、出力制御手段は、ヘッドアップディスプレイ装置の使用時にはエレクトロクロミックミラーを鏡状態とし、ヘッドアップディスプレイ装置の不使用時にはエレクトロクロミックミラーを透明状態とするように制御することを特徴とする手段とした。

請求項３記載のヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、エレクトロクロミックミラーは、透明状態と反射状態で、光の反射率と透過率が逆転することを特徴とする手段とした。

本発明請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置では、上述のように、反射手段は、エレクトロクロミック層への出力停止の際に透明状態となり、エレクトロクロミック層への出力の際に反射状態となるエレクトロクロミックミラーであり、エレクトロクロミック層への出力を制御する出力制御手段を備える。これにより、エレクトロクロミック層への出力を切り換え制御するだけで、反射手段の反射率と透過率を変更することができる。
従って、太陽光などの外光の強い光が表示器に直接反射しないようにする事もできるので、表示手段を太陽光などの外光から保護することができるようになるという効果が得られる。
また、反射状態と透明状態の切り換えにメカ的な駆動手段を必要としないため、コストが安く付くと共に、信頼性を高めることができるようになる。

請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置では、上述のように、ヘッドアップディスプレイ装置の使用時にはエレクトロクロミックミラーを鏡状態とし、ヘッドアップディスプレイ装置の不使用時にはエレクトロクロミックミラーを透明状態とするようにしたことで、太陽光などの外光の強い光が表示手段に直接反射しないようにする事ができる。

請求項３記載のヘッドアップディスプレイ装置では、上述のように、エレクトロクロミックミラーは、透明状態と反射状態で、光の反射率と透過率が逆転するようにしたことで、ヘッドアップディスプレイの使用時には、表示手段からの表示光を表示光表示手段に効率良く反射させることができ、ヘッドアップディスプレイの不使用時には太陽光などの外光の多くを透過させて表示手段を確実に保護することができる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例のヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１〜３に記載の発明に対応する。

まず、この実施例のヘッドアップディスプレイ装置を図面に基づいて説明する。
図１はこの実施例のヘッドアップディスプレイ装置が採用された車両を示すシステム断面図である。図２は実施例のヘッドアップディスプレイ装置を示すブロック図である。

この実施例のヘッドアップディスプレイ装置は、図１、２に示すように、車両１のインストルメントパネル１１内に内蔵された表示器２及び第１の反射ミラー３と、フロントウインドシールド１２に配置された表示光反射手段を構成するコンバイナ１３と、ヘッドアップディスプレイ制御回路部（以後、ＨＵＤ制御回路部と略称する）４と、を備えている。

さらに詳述すると、図２に示すように、表示器２は、ヘッドアップディスプレイ装置の表示内容を画像表示する表示手段を構成する表示部２１と、表示内容を表示光として画像表示させる表示用光源部２２と、を備えている。

ＨＵＤ制御回路部４は、信号処理回路４１と、システム制御部４２と、表示駆動回路４３と、エレクトロクロミック駆動回路４４と、を備えている。

第１の反射ミラー（以後、ＥＣミラーと称する）３は、表示部２１からの表示光をフロントウインドシールド１２に配置されたコンバイナ１３に向けて反射する反射手段を構成するもので、受光面が凹面鏡状になっている。
このＥＣミラー３は、透明機材３１上にエレクトリッククロミック層（無機物）Ｅを蒸着し、化学反応（酸化還元反応）により着色するもので、図３（ＥＣミラーの構造図）に示すように、透明機材３１の上面に、透明導電膜３２、イオン貯蔵層３３、固体電解質層３４、バッファ層３５、触媒層３６、調光ミラー層３７の順で積層された構造となっている。

そして、このＥＣミラー３は、調光ミラー層３７と透明導電膜３２とに接続された直流電源電圧の電界時（電圧オン時）には、図３（イ）に示すように、鏡状態で、無電解時（電圧オフ時）には、図３（ロ）に示すように、略透明状態になるような特性を持っている。なお、反射率・透過率は、電圧により調整可能である。

図４はＥＣミラー３の鏡状態における光学特性図であり、この図に示すように、鏡状態では反射率が７０〜８０％で、透過率が数％になり、光の多くを反射させる。
図５はＥＣミラーの透明状態における光学特性図であり、この図に示すように、透明状態では反射率が１０〜２０％で、透過率が数３０〜６０％になり、光の多くを透過させる。

ＨＵＤ制御回路部４は、車両１側に備えたヘッドアップディスプレイ装置のオン・オフを切り換えるスイッチからの信号により、ヘッドアップディスプレイ装置の制御を行う。
システム制御部４２は、信号処理回路４１で処理された信号に基づいて、表示器２及びＥＣミラー３の制御を行う。
表示駆動回路４３は、システム制御部４２で処理された制御信号により、表示器２の制御を行う。
エレクトロクロミック駆動回路４４は、システム制御部４２で処理された制御信号によりＥＣミラー３への印加電圧を切り換え駆動する。
なお、信号処理回路４１と、システム制御部４２と、エレクトロクロミック駆動回路４４とで、エレクトロクロミック層への出力を制御する出力制御手段を構成している。

次に、この実施例の作用を図６（実施例のヘッドアップディスプレイ装置の作用説明図）に基づいて説明する。

[ヘッドアップディスプレイ装置の使用時]
ヘッドアップディスプレイ装置の使用時には、エレクトロクロミック駆動回路４４からエレクトロクロミック層Ｅへの制御出力によって、ＥＣミラー３への電圧がオンの状態となる。
この電圧オン状態では、図３（イ）に示すように、ＥＣミラー３が鏡状態となっており、このため、図６（イ）に示すように、表示器２からの表示光をコンバイナ１３に向けて反射させる。
これにより、コンバイナ１３に反射させた表示をドライバが虚像として見ることができるヘッドアップディスプレイとして機能する。

[ヘッドアップディスプレイ装置の不使用時]
ヘッドアップディスプレイ装置の不使用時には、エレクトロクロミック駆動回路４４からエレクトロクロミック層Ｅへの制御出力によって、ＥＣミラー３への直流電源電圧がオフの状態になる。
この電圧オフ状態では、図３（ロ）に示すように、ＥＣミラー３が略透明状態となっており、このため、図６（ロ）に示すように、フロントウインドシールド１３からＥＣミラー３に向けて入射する太陽光などの外光の多くはＥＣミラー３を透過し、表示器４方向への反射を大幅に軽減する。
これにより、表示器２であるＬＣＤを太陽光などの外光から保護することができる。

次に、この実施例の効果を説明する。

この実施例のヘッドアップディスプレイ装置では、上述のように、表示２からの表示光をコンバイナ１３に向けて反射する反射手段として、エレクトロクロミック層Ｅへの電圧オフの際に透明状態となり、エレクトロクロミック層Ｅへの電源オンの際に反射状態となるＥＣミラー３を用いたことで、エレクトロクロミック層Ｅへの直流電源電圧を切り換え制御するだけで、太陽光などの外光の強い光が表示器２に直接反射しないようにする事ができる。
これにより、表示器２であるＬＣＤを太陽光などの外光から保護することができるようになるという効果が得られる。
また、反射状態と透明状態の切り換えにメカ的な駆動手段を必要としないため、コストが安く付くと共に、信頼性を高めることができるようになる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

実施例のヘッドアップディスプレイ装置が採用された車両を示すシステム断面図である。 実施例のヘッドアップディスプレイ装置を示すブロック図である。 ＥＣミラーの構造図である。 ＥＣミラーの鏡状態における光学特性図である。 ＥＣミラーの透明状態における光学特性図である。 実施例のヘッドアップディスプレイ装置の作用説明図である。

符号の説明

１ 車両
１１ インストルメントパネル
１２ フロントウインドシールド
１３ コンバイナ（表示光反射手段）
２ 表示器
２１ 表示部（表示手段）
２２ 表示用光源部
３ 第１の反射ミラー（反射手段）
３１ 透明機材
３２ 透明導電膜
３３ イオン貯蔵層
３４ 固体電解質層
３５ バッファ層
３６ 触媒層
３７ 調光ミラー層
４ ヘッドアップディスプレイ制御回路部
４１ 信号処理回路
４２ システム制御部
４３ 表示駆動回路
４４ エレクトロクロミック駆動回路
Ｅ エレクトロクロミック層

Claims (3)

1. 情報を虚像で車両前方に表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
   ヘッドアップディスプレイ装置の表示内容を画像表示する表示手段と、
   車両のフロントウインドシールド位置でドライバへ表示光を反射する表示光反射手段と、
   前記表示手段からの表示光を前記表示光反射手段に向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記反射手段は、エレクトロクロミック層への出力停止の際に透明状態となり、エレクトロクロミック層への出力の際に反射状態となるエレクトロクロミックミラーであり、
   前記エレクトロクロミック層への出力を制御する出力制御手段を備えた、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記出力制御手段は、ヘッドアップディスプレイ装置の使用時には前記エレクトロクロミックミラーを鏡状態とし、ヘッドアップディスプレイ装置の不使用時には前記エレクトロクロミックミラーを透明状態とするように制御する、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記エレクトロクロミックミラーは、前記透明状態と前記反射状態で、光の反射率と透過率が逆転する、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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