JP2013124038A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組付作業性の向上が図られ、しかも、部品点数の削減によるコストダウン及びコンパクト化が可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】アッパーケース１３が組み付けられることによりケース１１を構成するロアーケース１２と、ロアーケース１２に取り付けられてロアーケース１２内に表示光を出射する表示器２２と、表示器２２から出射された表示光が導光される導光路Ｄと、表示器２２の駆動回路が設けられた配線基板３１と、を備え、ロアーケース１２には、配線基板３１の両側部を支持するガイドレール７１が表示器２２からの表示光の照射方向に沿って形成され、配線基板３１は、ロアーケース１２内における導光路Ｄとロアーケース１２の底面１２ｄとの間の収容スペースＳへ、ガイドレール７１で表示光の照射方向に沿って案内されながらスライドされて組み付けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のウインドシールドの投射エリアに虚像を投射し、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

近年、運転者が運転に際して求める情報の増加や多角化に伴って、特に、緊急度の高い情報などを車両のウインドシールド上に虚像表示させ、それを透して車両の前景と重畳視認させる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が自動車、列車等の車両に搭載されている。

このヘッドアップディスプレイ装置としては、図６に示すように、表示光Ｌを出射する表示器１と、この表示器１からの表示光Ｌが入射されるケース２と、ケース２内に入射された表示光Ｌを反射してケース２に設けた開口部３に導くケース２内に収容された反射板４，５と、開口部３を覆う透明板６とを備えている（特許文献１，２参照）。

特開２００８−５５９４０号公報 特開２０１０−１５０３７号公報

ヘッドアップディスプレイ装置は、表示器１を駆動させるための駆動回路が設けられた配線基板７を備えている。この配線基板７は、ケース２に対して側方から組み付けられている。そして、このように組み付けた配線基板７と表示器１とをコネクタ接続し、さらに、配線基板７の組み付け箇所を覆うようにカバー８を被せている。

ところが、上記のような組付構造では、配線基板７の組付作業性が悪く、しかも、ケース２とは別部品のカバー８を要するため、コストアップおよび装置の大型化を招いてしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組付作業性の向上が図られ、しかも、部品点数の削減によるコストダウン及びコンパクト化が可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 車両のウインドシールド上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
ケースと、
該ケースに取り付けられて前記ケース内に表示光を出射する表示器と、
該表示器から出射された表示光が導光される導光路と、
前記表示器の駆動回路が設けられた配線基板と、を備え、
前記ケースには、前記配線基板の両側部を支持するガイドレールが前記表示器からの表示光の照射方向に沿って形成され、
前記配線基板は、前記ケース内における前記導光路と前記ケースの内面との間の収容スペースへ、前記ガイドレールで表示光の照射方向に沿って案内されながらスライドされて組み付けられること。
（２） 上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示器は、前記配線基板に実装されて一体化され、前記配線基板が前記ケース内へスライドされて組み付けられることで、前記表示器が前記ケースに組み付けられること。
（３） 上記（１）または（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記収容スペースは、前記導光路と前記ケースの底面との間に設けられ、前記配線基板が、前記収容スペース内で前記ケースの底面に沿って横向きに収容されること。

上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、配線基板が、表示器からの表示光の照射方向に沿ってガイドレールによってケース内における導光路とケースの内面との間の収容スペースに案内されながらスライドされて組み付けられる構造である。したがって、ケースの側面に配線基板を取り付けてカバーで覆う構造と比較し、配線基板の組み付け作業性を大幅に向上させることができるとともに、コンパクト化を図ることができる。また、カバーなどの別部品を不要として低コスト化を図ることができる。
上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、配線基板をケース内へスライドさせて組み付けることで、この配線基板に実装されて一体化された表示器もケースに組み付けられる。したがって、別体の表示器および配線基板をケースへ組み付ける構造と比較し、ケースに対する部品の組付工程の削減および表示器と配線基板とのコネクタによる接続作業の省略を図ることができ、組付作業性を大幅に向上させることができる。また、表示器及び配線基板をケースへ組み付けた後にコネクタ接続を行うことによって表示器の位置ずれが生じるような不具合もなくすことができ、高精度な投射が可能なヘッドアップディスプレイ装置とすることができる。
上記（３）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、配線基板を、導光路とケースの底面との間の収容スペースでケースの底面に沿って横向きに配置させて収容するので、配線基板を縦向きに配置させたものと比較してヘッドアップディスプレイ装置の全体の高さ寸法を抑えることができる。

本発明によれば、組付作業性の向上が図られ、しかも、部品点数の削減によるコストダウン及びコンパクト化が可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。 図４は、ロアーケースの構造を示す図であって、図４（ａ）はロアーケースの正面図、図４（ｂ）はロアーケースの平面図である。 図５は、表示器アッシー及び配線基板の組み付け作業を説明する図であって、図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれヘッドアップディスプレイ装置の側面図である。 図６は、従来のヘッドアップディスプレイ装置の横断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

なお、この実施の形態では、表示器としてＡＭＶＦＤ（Active Matrix Vacuum Fluorescent Display）等のＶＦＤ（蛍光表示管）を用いたヘッドアップディスプレイ装置について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図、図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図、図３は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図、図４は、ロアーケースの構造を示す図であって、図４（ａ）はロアーケースの正面図、図４（ｂ）はロアーケースの平面図、図５は、表示器アッシー及び配線基板の組み付け作業を説明する図であって、図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれヘッドアップディスプレイ装置の側面図である。

図１から図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ケース１１を有している。ケース１１は、ロアーケース１２と、アッパーケース１３とからなり、ロアーケース１２の上部にアッパーケース１３を組み付けることでケース１１が構成される。

ロアーケース１２には、表示器アッシー１４と、平面ミラーアッシー１５と、駆動ミラーアッシー１６とが組み付けられている。

表示器アッシー１４は、ロアーケース１２の一端側に組み付けられている。平面ミラーアッシー１５は、ロアーケース１２の他端側に組み付けられている。また、駆動ミラーアッシー１６は、ロアーケース１２の一側部側に組み付けられている。

表示器アッシー１４は、ＡＭＶＦＤ（Active Matrix Vacuum Fluorescent Display）等のＶＦＤ（蛍光表示管）からなる表示器２２と、ヒートシンク２４と、ヒートシンクカバー２５とを有しており、これらをネジ等の固定手段により一体化することで構成されている。この表示器アッシー１４は、表示器２２から表示光Ｌ（図３参照）を前面側へ照射する。そして、この表示器２２から出射した表示光Ｌの照射経路が導光路Ｄとされている。

表示器アッシー１４は、配線基板３１に実装されている。この配線基板３１には、表示器アッシー１４の表示器２２を駆動させる駆動回路が設けられており、表示器アッシー１４は、この配線基板３１の表面側における一端側に実装されて一体化されている。これにより、配線基板３１は、表示器アッシー１４の表示器２２からの表示光Ｌの照射方向に沿って延在されている。また、この配線基板３１には、コネクタ３２が実装されており、このコネクタ３２の接続口３２ａが側方へ向けられている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ロアーケース１２には、表示器アッシー１４の前面側に、導光路Ｄを囲む角筒状に形成された導光枠３４が設けられており、表示器アッシー１４から照射された表示光Ｌが導光枠３４を通してロアーケース１２の他端側へ導かれる。また、ロアーケース１２には、導光枠３４の内周面及び導光枠３４よりも表示光Ｌの照射方向前方側における底面に、照射方向に対して直交する方向に沿って形成された複数のゴースト防止リブ３７が設けられている。これらのゴースト防止リブ３７は、表示器アッシー１４から照射される表示光Ｌの乱反射による虚像の発生を防止する。

平面ミラーアッシー１５は、平面ミラー４１と、ベゼル４２とを有しており、平面ミラー４１は、ベゼル４２によってロアーケース１２に固定されている。この平面ミラーアッシー１５は、表示器アッシー１４の表示器２２からの表示光Ｌの照射方向前方側に配置されており、その表示光Ｌの照射方向に対して斜め側方へ傾けられている。これにより、平面ミラーアッシー１５は、その平面ミラー４１によって、表示器２２から照射された表示光Ｌを、ロアーケース１２の一側部側の駆動ミラーアッシー１６へ向かって反射させる。

駆動ミラーアッシー１６は、例えば、凹面鏡等の非球面ミラーからなる反射ミラー５１と、ホルダ５２と、ベースプレート５３と、ステップモータ５４とを備えている。反射ミラー５１は、ホルダ５２に保持されており、このホルダ５２は、ベースプレート５３に、水平方向の軸線を中心として回動可能に支持されている。そして、駆動ミラーアッシー１６は、ベースプレート５３をロアーケース１２の底面にねじ止めすることで、ロアーケース１２に固定されている。ステップモータ５４は、反射ミラー５１を保持しているホルダ５２を回動させるもので、このステップモータ５４によってホルダ５２が回動されることで、反射ミラー５１の向きが変更される。

この駆動ミラーアッシー１６の反射ミラー５１には、平面ミラーアッシー１５の平面ミラー４１で反射された表示光Ｌが導かれる。すると、反射ミラー５１は、この表示光Ｌを上方へ向かって拡大反射させる。このとき、駆動ミラーアッシー１６のステップモータ５４によってホルダ５２が回動されることで、表示光Ｌの照射方向が変更される。

アッパーケース１３は、ロアーケース１２の上部にねじ止め等によって組み付けられることでケース１１を構成し、これにより、ケース１１内が遮光された状態となる。アッパーケース１３は、反射ミラー５１によって反射される表示光Ｌの導光箇所に開口部６１を有しており、この開口部６１には、表ガラス６２が取り付けられている。

ロアーケース１２には、その周囲に、複数のブラケット１２ａが形成されており、これらのブラケット１２ａを車両のインストルメントパネルへねじ止めすることで、ヘッドアップディスプレイ装置１０がインストルメントパネル内の所定の設置箇所に固定される。

上記構成のヘッドアップディスプレイ装置１０では、表示器アッシー１４を構成する表示器２２から照射された表示光Ｌが、ロアーケース１２の導光路Ｄを通って平面ミラー４１で反射され、さらに反射ミラー５１で拡大反射された後、アッパーケース１３の開口部６１の表ガラス６２を介して出射され、さらにインストルメントパネルの開口部を通ってウインドシールドで反射されて、運転者のアイレンジに導かれる。

これにより、運転者は、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認することができる。

次に、表示器アッシー１４が実装されて一体化された配線基板３１のロアーケース１２への具体的な組み付け構造について説明する。

図１及び図２に示すように、ロアーケース１２には、その一端側における両側壁の内面に、表示器２２からの表示光Ｌの照射方向へ延在するガイドレール７１が形成されている。これらのガイドレール７１は、配線基板３１の両側縁部３１ａをガイドするもので、これらのガイドレール７１の上部に、配線基板３１の両側縁部３１ａが載置される。また、ロアーケース１２には、底面１２ｄと導光枠３４内の導光路Ｄとの間に、収容スペースＳが形成されており、この収容スペースＳに配線基板３１が収容される。

上記のロアーケース１２へ表示器アッシー１４が実装された配線基板３１を組み付けるには、図５（ａ）に示すように、ロアーケース１２の一端側に形成された開口部１２ｂから配線基板３１を図中矢印Ａ方向へスライドさせて収容する。

具体的には、まず、配線基板３１の表示器アッシー１４と反対側の端部における両側縁部３１ａを引っかける。次に、配線基板３１を表示器アッシー１４とともにロアーケース１２側へ押し込む。すると、配線基板３１は、その両側縁部３１ａがガイドレール７１によってガイドされながらロアーケース１２の内部の収容スペースＳ内へ導かれる。

表示器アッシー１４がロアーケース１２の端面に当接するまで押し込む。すると、表示器アッシー１４がロアーケース１２の開口部１２ｂに密着するとともに、表示器２２が導光枠３４に当接される。また、表示器アッシー１４がロアーケース１２の端面に当接すると、ロアーケース１２に設けられた爪部（図示略）が、表示器アッシー１４に設けられた爪受け部（図示略）を係止する。これにより、表示器アッシー１４がロアーケース１２に保持される。また、配線基板３１のコネクタ３２の接続口３２ａが、ロアーケース１２の側面に形成された窓部１２ｃに配置され、このコネクタ３２の接続口３２ａへの相手方コネクタの挿抜が可能とされる。

この状態で、表示器アッシー１４をロアーケース１２へねじ止めして固定する。これにより、表示器アッシー１４及び配線基板３１が、ロアーケース１２へ一括して組み付けられる。

このように、上記実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、配線基板３１が、表示器２２からの表示光Ｌの照射方向に沿ってガイドレール７１によってロアーケース１２内における導光枠３４内の導光路Ｄとロアーケース１２の底面１２ｄとの間に案内されながらスライドされて組み付けられる構造である。したがって、ケースの側面に配線基板を取り付けてカバーで覆う構造と比較し、配線基板３１の組み付け作業性を大幅に向上させることができるとともに、コンパクト化を図ることができる。また、カバーなどの別部品を不要として低コスト化を図ることができる。

また、配線基板３１をロアーケース１２内へスライドさせて組み付けることで、この配線基板３１に実装されて一体化された表示器２２を含む表示器アッシー１４もロアーケース１２に組み付けられる。したがって、別体の表示器および配線基板をケースへ組み付ける構造と比較し、部品の組付工程の削減および表示器と配線基板とのコネクタによる接続作業の省略を図ることができ、組付作業性を大幅に向上させることができる。また、表示器及び配線基板をケースへ組み付けた後にコネクタ接続を行うことによって表示器の位置ずれが生じるような不具合もなくすことができ、高精度な投射が可能なヘッドアップディスプレイ装置１０とすることができる。

特に、配線基板３１を、導光枠３４内の導光路Ｄとロアーケース１２の底面１２ｄとの間の収容スペースＳでロアーケース１２の底面１２ｄに沿って横向きに配置させて収容するので、配線基板３１を縦向きに配置させたものと比較してヘッドアップディスプレイ装置１０の全体の高さ寸法を抑えることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０ ヘッドアップディスプレイ装置
１１ ケース
１２ ロアーケース
１２ｄ 底面
１３ アッパーケース
２２ 表示器
３１ 配線基板
７１ ガイドレール
Ｄ 導光路
Ｌ 表示光
Ｓ 収容スペース

Claims (3)

1. 車両のウインドシールド上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   ケースと、
   該ケースに取り付けられて前記ケース内に表示光を出射する表示器と、
   該表示器から出射された表示光が導光される導光路と、
   前記表示器の駆動回路が設けられた配線基板と、を備え、
   前記ケースには、前記配線基板の両側部を支持するガイドレールが前記表示器からの表示光の照射方向に沿って形成され、
   前記配線基板は、前記ケース内における前記導光路と前記ケースの内面との間の収容スペースへ、前記ガイドレールで表示光の照射方向に沿って案内されながらスライドされて組み付けられることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示器は、前記配線基板に実装されて一体化され、前記配線基板が前記ケース内へスライドされて組み付けられることで、前記表示器が前記ケースに組み付けられることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記収容スペースは、前記導光路と前記ケースの底面との間に設けられ、前記配線基板が、前記収容スペース内で前記ケースの底面に沿って横向きに収容されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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