JP2015072422A - In-vehicle display device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-vehicle display device which is reduced in size and yet offers an improved anti-glare property against sunlight and endurance against external damage.SOLUTION: An HUD device 1 makes an aspherical mirror 13 reflect a superimposing image displayed on a display source 12 to project the image on a windshield WS of a vehicle to allow a driver to view a virtual image of the superimposing image superimposed on the foreground. A translucent cover member 14, through which light L1 of the superimposing image transmits, is provided on a light path from the aspherical mirror 13 to the windshield WS. On a surface of the translucent cover member 14 on the aspherical mirror 13 side, a prism surface 15 is formed comprising a plurality of prisms 151, each having a sloped surface 153 inclined toward the windshield WS side in the front-to-rear direction of the vehicle and a ridge line 152 extending in a width direction of the vehicle, arranged in the front-to-rear direction of the vehicle.

Description

本発明は、車両の前景と、ウインドシールドに投影される重畳用画像の虚像とを重畳視認させる車両用表示装置に関する。   The present invention relates to a vehicle display device that superimposes and visually recognizes a foreground of a vehicle and a virtual image of a superimposing image projected on a windshield.

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、メータユニット内ではスペースの関係上表示しきれない情報を、ウインドシールド上に虚像表示させ、それを透して視認される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装置(以下、HUD装置と呼ぶ)と呼ばれる投影型の車両用表示装置が採用されている。   In recent years, with the increase and diversification of information required by the driver during driving, information that cannot be displayed due to space in the meter unit is displayed as a virtual image on the windshield, and the vehicle is seen through it A projection-type vehicle display device called a head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device) that is superimposed on the foreground is used.

図3は、一従来例としてのHUD装置を示す模式図である。図3に示されているHUD装置5は、車両のインストルメントパネルIP内に設けられ、インストルメントパネルIPの開口IPaから、例えばナビゲーション画像等といった重畳用画像をウインドシールドWSに投影する。HUD装置5は、ケース51と、表示源52と、非球面ミラー53と、を備えている。また、ケース51における、インストルメントパネルIPの開口IPaに重なる部分には、透光性カバー部材54が嵌め込まれている。表示源52に表示された重畳用画像をなす光L5は、図中に破線で示されているように、非球面ミラー53で反射され、透光性カバー部材54を、次のような経路を経て透過する。図3では、光L5の透過経路が拡大図A5に示されている。非球面ミラー53で反射された光L5は、透光性カバー部材54の下面に入射角φ5inで入射する。入射角φ5inは、この下面の法線V51との間になす角度である。その後、この法線V51に近づく側に屈折し、透光性カバー部材54の内部を通って上面へと達する。そして、この上面からの出射時に、光L5は、上面の法線V52から離れる側に屈折し出射角φ5outで出射する。出射角φ5outは、この上面の法線V52との間になす角度である。ここで、下面の法線V51と上面の法線V52とが略一致することから、上記の入射角φ5inと出射角φ5outとは略等しい角度となる。つまり、光L5は、見掛け上、透光性カバー部材54を略直進して透過する。出射後、光L5は、ウインドシールドWSへと向かう。これにより、重畳用画像が、ウインドシールドWSに投影サイズSz5で投影され、このウインドシールドWSを透して視認される車両の前景と、重畳用画像の虚像とが車内における不図示のアイポイントから重畳視認されることとなる。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a HUD device as a conventional example. The HUD device 5 shown in FIG. 3 is provided in the instrument panel IP of the vehicle, and projects a superimposed image such as a navigation image on the windshield WS from the opening IPa of the instrument panel IP. The HUD device 5 includes a case 51, a display source 52, and an aspherical mirror 53. Further, a translucent cover member 54 is fitted into a portion of the case 51 that overlaps the opening IPa of the instrument panel IP. The light L5 forming the superimposing image displayed on the display source 52 is reflected by the aspherical mirror 53 as shown by the broken line in the figure, and passes through the translucent cover member 54 as follows. It passes through. In FIG. 3, the transmission path of the light L5 is shown in the enlarged view A5. The light L5 reflected by the aspherical mirror 53 enters the lower surface of the translucent cover member 54 at an incident angle φ5 in . Incident angle .phi.5 in is the angle between the normal V5 1 of this undersurface. Thereafter, refracted on the side closer to the normal V5 1, reaching to the upper surface through the interior of the translucent cover member 54. Then, when emitted from the top surface, the light L5 is refracted on the side away from the normal V5 2 of the top surface is emitted at emission angle .phi.5 out. Output angle .phi.5 out is the angle between the normal V5 2 of this upper surface. Here, since the lower surface of the normal V5 1 and the upper surface normal V5 2 of substantially coincides becomes substantially equal to the angle of incidence angle .phi.5 in the exit angle .phi.5 out above. That is, the light L5 apparently passes through the translucent cover member 54 substantially straight. After emission, the light L5 travels to the windshield WS. As a result, the image for superimposition is projected onto the windshield WS with the projection size Sz5, and the foreground of the vehicle viewed through the windshield WS and the virtual image of the image for superimposition are displayed from an eye point (not shown) in the vehicle. It will be visually recognized superimposed.

ここで、一般的に、HUD装置については、インストルメントパネルIP内に設けられるという性質上、小型化が求められることが多い。しかしながら、この小型化のために、小型の表示源やミラーを用いると、重畳用画像のウインドシールドWSへの投影サイズが小さくなってしまうという問題がある。   Here, generally, the HUD device is often required to be downsized due to the nature of being provided in the instrument panel IP. However, if a small display source or mirror is used for this miniaturization, there is a problem that the projection size of the superimposed image onto the windshield WS becomes small.

そこで、透光性カバー部材の上面に下記のプリズム面を形成し、このプリズム面によって重畳用画像の投影サイズを維持しつつHUD装置の小型化を図る技術が提案されている(特許文献1参照)。   Accordingly, a technique has been proposed in which the following prism surface is formed on the upper surface of the translucent cover member, and the size of the HUD device is reduced while maintaining the projection size of the superimposed image by this prism surface (see Patent Document 1). ).

図4は、透光性カバー部材の上面にプリズム面が形成されたHUD装置を示す模式図である。このHUD装置6では、表示源62を出て非球面ミラー63で反射される、重畳用画像をなす光L6は、プリズム面65付きの透光性カバー部材64を次のような経路を経て透過する。図4では、光L6の透過経路が拡大図A6に示されている。非球面ミラー63で反射された光L6は、透光性カバー部材64の下面に入射角φ6inで入射する。入射角φ6inは下面の法線V61との間になす角度である。その後、この法線V61に近づく側に屈折し、透光性カバー部材64の内部を通って上面に形成されたプリズム面65に達する。プリズム面65は、複数のプリズム651が、図4中に矢印D6で示されている車両の前後方向に配列されてなる。各プリズム651は、その稜線652が、この前後方向と直交する、車両の幅方向に延びている。このプリズム面65に達した光L6は、プリズム面65を構成するプリズム651の傾斜面653から出射する。この出射時に光L6は、この傾斜面653の法線V62から離れ、かつ、下面の法線V61に近づく側に屈折し、この下面の法線V61との間になす出射角φ6outで出射する。この傾斜面653からの出射により、出射角φ6outは入射角φ6inよりも小さくなる。つまり、光L6は、プリズム面65付きの透光性カバー部材64を、見掛け上、下面の法線V61に近づく側に屈折して透過する。 FIG. 4 is a schematic view showing a HUD device in which a prism surface is formed on the upper surface of the translucent cover member. In this HUD device 6, the light L <b> 6 that forms a superimposition image that exits the display source 62 and is reflected by the aspherical mirror 63 passes through the light-transmitting cover member 64 with the prism surface 65 through the following path. To do. In FIG. 4, the transmission path of the light L6 is shown in the enlarged view A6. The light L6 reflected by the aspherical mirror 63 enters the lower surface of the translucent cover member 64 at an incident angle φ6 in . Incident angle .phi.6 in is an angle formed between a normal line V6 1 of the lower surface. Thereafter, refracted on the side closer to the normal V6 1, it reaches the prism surface 65 formed on the upper surface through the interior of the translucent cover member 64. The prism surface 65 is formed by arranging a plurality of prisms 651 in the vehicle front-rear direction indicated by an arrow D6 in FIG. Each prism 651 has its ridge 652 extending in the vehicle width direction orthogonal to the front-rear direction. The light L6 that has reached the prism surface 65 is emitted from the inclined surface 653 of the prism 651 constituting the prism surface 65. Light L6 at this exit is away from the normal V6 2 of the inclined surface 653 and is refracted on the side closer to the lower surface of the normal V6 1, output angle .phi.6 out forming between the normal V6 1 of this undersurface Exit with Due to the emission from the inclined surface 653, the emission angle φ6 out becomes smaller than the incident angle φ6 in . That is, the light L6 is a translucent cover member 64 with the prism surface 65, apparently transmitted is refracted on the side closer to the lower surface of the normal V6 1.

ここで、光L6がなす重畳用画像のウインドシールドWSへの投影サイズSz6は、透光性カバー部材64からウインドシールドWSに至る光路が、次のような光路であれば、図3に示されている重畳用画像の投影サイズSz5と略同サイズとなる。即ち、この光路が、図3に示されている構成における透光性カバー部材54からウインドシールドWSに至る光路と略同じ光路であれば、上記の2つの投影サイズSz5,Sz6が互いに略同サイズとなる。両者の光路を合わせるには、透光性カバー部材64からの出射角φ6outが図3に示されているプリズム面無しの透光性カバー54からの出射角φ5outと略同角度となればよい。この場合、透光性カバー部材64への入射角φ6inは、光L6を上記のような出射角φ6outで出射させるために、プリズム面無しの透光性カバー54への入射角φ5inよりも大きくとられることとなる。その結果、非球面ミラー63から透光性カバー部材64に至る光L6の光路は水平側に寝ることとなり、その断面の高さ寸法が小さくなる。図4に示されているHUD装置6では、これを利用し、図3に示されている表示源52や非球面ミラー53に比べて、高さ方向について小型の表示源62及び非球面ミラー63が採用されている。これにより、ケース61の、高さ方向についての小型化が図られ、延いてはHUD装置6の小型化が図られている。 Here, the projection size Sz6 of the superimposed image formed by the light L6 onto the windshield WS is shown in FIG. 3 if the optical path from the translucent cover member 64 to the windshield WS is as follows. It becomes substantially the same size as the projection size Sz5 of the superimposed image. That is, if the optical path is substantially the same as the optical path from the translucent cover member 54 to the windshield WS in the configuration shown in FIG. 3, the two projection sizes Sz5 and Sz6 are substantially the same size. It becomes. In order to match the optical paths of both, if the exit angle φ6 out from the translucent cover member 64 is substantially the same as the exit angle φ5 out from the translucent cover 54 without the prism surface shown in FIG. Good. In this case, the incident angle φ6 in to the translucent cover member 64 is greater than the incident angle φ5 in to the translucent cover 54 without a prism surface in order to emit the light L6 at the above-described exit angle φ6 out. Will be greatly increased. As a result, the optical path of the light L6 from the aspherical mirror 63 to the translucent cover member 64 lies on the horizontal side, and the height dimension of the cross section is reduced. The HUD device 6 shown in FIG. 4 utilizes this, and the display source 62 and the aspherical mirror 63 that are smaller in the height direction than the display source 52 and the aspherical mirror 53 shown in FIG. Is adopted. As a result, the case 61 can be downsized in the height direction, and thus the HUD device 6 can be downsized.

特開2004−20605号公報JP 2004-20605 A

しかしながら、図4に示されているHUD装置6では、透光性カバー部材64に設けられているプリズム面65で反射された太陽光がウインドシールドWSで更に反射されてドライバーの眼に届き、その眼を眩ませてしまう可能性があるという問題があった。さらに、外部にさらされているプリズム面65が外傷を受け易いという問題もあった。   However, in the HUD device 6 shown in FIG. 4, sunlight reflected by the prism surface 65 provided on the translucent cover member 64 is further reflected by the windshield WS and reaches the driver's eyes. There was a problem that the eyes could be dazzled. Further, there is a problem that the prism surface 65 exposed to the outside is easily damaged.

したがって、本発明は、小型化が図られつつも、太陽光に対する防眩性と、外傷に対する耐久性とが向上された車両用表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicular display device that is improved in antiglare property against sunlight and durability against damage while being downsized.

上記課題を達成するために、請求項1に記載の車両用表示装置は、表示源に表示された重畳用画像をミラーで反射して車両のウインドシールドに投影することで、車内のアイポイントから前記ウインドシールドを透して視認される前記車両の前景と、前記ウインドシールドに投影される前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させる車両用表示装置において、前記ミラーから前記ウインドシールドへと至る光路上には、前記重畳用画像をなす光が透過する透光性カバー部材が配置され、前記透光性カバー部材における前記ミラー側の面には、前記車両の前方から後方にかけて前記ウインドシールド側に傾斜した傾斜面を有するとともに前記車両の幅方向に稜線が延びたプリズムが前記車両の前後方向に複数配列されてなるプリズム面が形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vehicle display device according to claim 1 is configured to reflect an image for superimposition displayed on a display source by a mirror and project it onto a windshield of the vehicle, thereby preventing an eye point in the vehicle. In the vehicle display device that superimposes and visually recognizes the foreground of the vehicle viewed through the windshield and the virtual image of the superimposing image projected on the windshield, light from the mirror to the windshield On the road, a translucent cover member through which light forming the superimposing image is transmitted is disposed, and on the mirror-side surface of the translucent cover member, the windshield side extends from the front to the rear of the vehicle. A prism surface is formed by arranging a plurality of prisms having an inclined surface and ridge lines extending in the width direction of the vehicle in the front-rear direction of the vehicle. And wherein the Rukoto.

請求項2に記載の車両用表示装置は、請求項1に記載の車両用表示装置において、前記透光性カバー部材は、前記車両の前方から後方にかけて前記ウインドシールド側に傾斜していることを特徴とする。   The vehicle display device according to claim 2 is the vehicle display device according to claim 1, wherein the translucent cover member is inclined toward the windshield from the front to the rear of the vehicle. Features.

請求項3に記載の車両用表示装置は、請求項2記載の車両用表示装置において、前記透光性カバー部材は、前記車両の前後方向について、前記ミラー側に凸に湾曲していることを特徴とする。   The vehicle display device according to claim 3 is the vehicle display device according to claim 2, wherein the translucent cover member is convexly curved toward the mirror in the front-rear direction of the vehicle. Features.

請求項1に記載の車両用表示装置では、プリズム面が形成された透光性カバー部材によって、重畳用画像をなす光がウインドシールド側に曲げられる。このため、ミラーから透光性カバー部材に至る光路を水平側に寝かせて、その断面の高さ寸法を抑えても、透光性カバー部材からウインドシールドに至る光路を、プリズム面非形成の場合と略同じ光路とすることが可能となる。ミラーから透光性カバー部材に至る光路の断面の高さ寸法を抑えれば、ミラーおよび表示源の高さ寸法を小さくして車両用表示装置を小型化することができる。一方で、透光性カバー部材からウインドシールドに至る光路が、プリズム面非形成の場合と略同じ光路であれば、両者間で、ウインドシールドへの重畳用画像の投影サイズも略同サイズとなる。つまり、請求項1に記載の車両用表示装置によれば、ウインドシールドへの重畳用画像の投影サイズを維持しつつ車両用表示装置を小型化することができる。ここで、ウインドシールド越しに車両前方から差し込む太陽光は、透光性カバー部材の上下両面で反射されてウインドシールドへと向かい、さらにウインドシールドで反射されてドライバー側へと向かう。このとき、プリズム面は、透光性カバー部材の下面に形成されている。そして、透光性カバー部材の内部を通って下面へと向かう太陽光は、プリズム面を構成するプリズムが有する、車両の前方から後方にかけてウインドシールド側に傾斜した傾斜面でその大部分が反射される。このため、透光性カバー部材の下面で反射される太陽光は、上面で反射される太陽光よりも、ウインドシールド側に傾けられた方向に反射される。その結果、さらにウインドシールドで反射されてドライバー側へと向かうに当たり、下面で反射される太陽光は、上面で反射される太陽光よりも下方へとドライバーの眼から離された経路を辿る。つまり、請求項1に記載の車両用表示装置では、小型化のために設けられたプリズム面で反射される太陽光に対する防眩性が向上されている。さらに、請求項1に記載の車両用表示装置では、プリズム面が透光性カバー部材の下面に形成され外部にさらされていないことから、外傷に対する耐久性も向上されている。以上のように、請求項1に記載の車両用表示装置によれば、小型化が図られつつも、太陽光に対する防眩性と、外傷に対する耐久性とが向上されることとなる。   In the vehicle display device according to the first aspect, the light forming the superimposing image is bent toward the windshield by the translucent cover member on which the prism surface is formed. Therefore, even if the optical path from the mirror to the translucent cover member is laid horizontally and the height of the cross section is suppressed, the optical path from the translucent cover member to the windshield is not formed on the prism surface. It is possible to have substantially the same optical path. If the height dimension of the cross section of the optical path from the mirror to the translucent cover member is suppressed, the height of the mirror and the display source can be reduced and the vehicle display device can be miniaturized. On the other hand, if the optical path from the translucent cover member to the windshield is substantially the same as that in the case where the prism surface is not formed, the projection size of the image for superimposing on the windshield is also approximately the same between the two. . That is, according to the vehicle display device of the first aspect, the vehicle display device can be reduced in size while maintaining the projection size of the image to be superimposed on the windshield. Here, the sunlight that is inserted through the windshield from the front of the vehicle is reflected on both the upper and lower surfaces of the translucent cover member and travels toward the windshield, and is further reflected by the windshield and travels toward the driver. At this time, the prism surface is formed on the lower surface of the translucent cover member. And most of the sunlight which goes to the lower surface through the inside of the translucent cover member is reflected by the inclined surface inclined toward the windshield from the front to the rear of the vehicle, which the prism constituting the prism surface has. The For this reason, the sunlight reflected by the lower surface of a translucent cover member is reflected in the direction inclined toward the windshield rather than the sunlight reflected by the upper surface. As a result, when the light is further reflected by the windshield and travels toward the driver side, the sunlight reflected on the lower surface follows a path separated from the driver's eyes downwardly than the sunlight reflected on the upper surface. In other words, in the vehicle display device according to the first aspect, the antiglare property against sunlight reflected by the prism surface provided for miniaturization is improved. Furthermore, in the vehicle display device according to the first aspect, since the prism surface is formed on the lower surface of the translucent cover member and is not exposed to the outside, durability against damage is also improved. As described above, according to the vehicle display device of the first aspect, the antiglare property against sunlight and the durability against damage can be improved while downsizing.

請求項2に記載の車両用表示装置によれば、透光性カバー部材が、車両の前方から後方にかけてウインドシールド側に傾斜している。このため、透光性カバー部材の上面で反射される太陽光についても、ウインドシールド側に傾けられた方向に反射され、ドライバーの眼から下方に離された経路を辿ることとなる。従って、請求項2に記載の車両用表示装置によれば、太陽光に対する防眩性が一層向上されることとなる。   According to the vehicle display device of the second aspect, the translucent cover member is inclined toward the windshield from the front to the rear of the vehicle. For this reason, the sunlight reflected by the upper surface of the translucent cover member is also reflected in the direction inclined toward the windshield and follows a path away from the driver's eyes. Therefore, according to the vehicle display device of the second aspect, the antiglare property against sunlight is further improved.

請求項3に記載の車両用表示装置によれば、透光性カバー部材の湾曲により、上面で太陽光が反射される際の、反射経路のウインドシールド側への傾きを大きくできる。このため、この傾きの増加分を見込んで、透光性カバー部材の傾斜高さを低く抑えることができる。従って、請求項3に記載の車両用表示装置によれば、一層の小型化を図ることができる。   According to the vehicle display device of the third aspect, the inclination of the reflection path toward the windshield when the sunlight is reflected on the upper surface can be increased by the curvature of the translucent cover member. For this reason, the inclination height of the translucent cover member can be kept low in anticipation of an increase in the inclination. Therefore, according to the vehicle display device of the third aspect, further miniaturization can be achieved.

本発明の車両用表示装置の一実施形態にかかるHUD装置を示す図である。It is a figure which shows the HUD apparatus concerning one Embodiment of the display apparatus for vehicles of this invention. ウインドシールド越しに車両前方から差し込む太陽光の光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path of the sunlight inserted from the vehicle front through a windshield. 一従来例としてのHUD装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the HUD apparatus as one prior art example. 透光性カバー部材の上面にプリズム面が形成されたHUD装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the HUD apparatus by which the prism surface was formed in the upper surface of a translucent cover member.

本発明の車両用表示装置の一実施形態にかかるHUD装置について、図1、2を参照して説明する。   A HUD device according to an embodiment of a vehicle display device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の車両用表示装置の一実施形態にかかるHUD装置を示す図である。この図1に示されているHUD装置1は、ケース11と、表示源12と、非球面ミラー13と、を備えている。また、ケース11における、インストルメントパネルIPの開口IPaに重なる部分には、透光性カバー部材14が嵌め込まれている。表示源12は、ここでは特定しないが、液晶ディスプレイやCRT等の表示装置が一例として挙げられる。また、透光性カバー部材14は、ガラス製や透明樹脂製のカバーが一例として挙げられる。   FIG. 1 is a diagram showing a HUD device according to an embodiment of a vehicle display device of the present invention. The HUD device 1 shown in FIG. 1 includes a case 11, a display source 12, and an aspherical mirror 13. Further, a translucent cover member 14 is fitted into a portion of the case 11 that overlaps the opening IPa of the instrument panel IP. Although the display source 12 is not specified here, a display device such as a liquid crystal display or a CRT is given as an example. Moreover, as for the translucent cover member 14, the cover made from glass or transparent resin is mentioned as an example.

表示源12に表示された重畳用画像をなす光L1は、図中に破線で示されているように、非球面ミラー13で反射され、透光性カバー部材14を透過し、ウインドシールドWSへと至る。これにより、重畳用画像がウインドシールドWSに投影され、車内の不図示のアイポイントから、ウインドシールドWS越しの前景と、重畳用画像の虚像とが重畳視認されることとなる。表示源12が、本発明にいう表示源の一例に相当し、非球面ミラー13が、本発明にいうミラーの一例に相当し、透光性カバー部材14が、本発明にいう透光性カバー部材の一例に相当する。   The light L1 forming the superimposing image displayed on the display source 12 is reflected by the aspherical mirror 13 and transmitted through the translucent cover member 14 to the windshield WS, as indicated by the broken line in the figure. And so on. Thereby, the image for superimposition is projected on the windshield WS, and the foreground over the windshield WS and the virtual image of the image for superimposition are visually superposed from an eye point (not shown) in the vehicle. The display source 12 corresponds to an example of the display source according to the present invention, the aspherical mirror 13 corresponds to an example of the mirror according to the present invention, and the translucent cover member 14 corresponds to the translucent cover according to the present invention. It corresponds to an example of a member.

図1では、光L1の透過経路が拡大図A1に示されている。非球面ミラー13で反射された光L1は、透光性カバー部材64の下面に形成されたプリズム面15に達する。プリズム面15は、複数のプリズム151が、図1中に矢印D1で示されている車両の前後方向に配列されてなる。各プリズム151は、その稜線152が、この前後方向と直交する、車両の幅方向に延びている。プリズム面15が、本発明にいうプリズム面の一例に相当する。   In FIG. 1, the transmission path of the light L1 is shown in the enlarged view A1. The light L 1 reflected by the aspherical mirror 13 reaches the prism surface 15 formed on the lower surface of the translucent cover member 64. The prism surface 15 includes a plurality of prisms 151 arranged in the vehicle front-rear direction indicated by an arrow D1 in FIG. Each prism 151 has a ridge line 152 extending in the vehicle width direction perpendicular to the front-rear direction. The prism surface 15 corresponds to an example of a prism surface according to the present invention.

このプリズム面15に達した光L1は、プリズム面15を構成するプリズム151の傾斜面153に入射する。この傾斜面153は、車両の前方から後方にかけてウインドシールドWS側に傾斜した面である。上面の法線V11との間になす角度を、透光性カバー部材64への見掛け上の入射角φ1inとすると、傾斜面153の法線V12との間になす実質上の入射角φ1in’は、見掛け上の入射角φ1inよりも大きくなる。その結果、光L1は、この傾斜面153への入射時に、仮に平面に見掛け上の入射角φ1inで入射したと仮定したときよりも、上面の法線V11により近づく側へと屈折する。 The light L 1 that has reached the prism surface 15 enters the inclined surface 153 of the prism 151 that constitutes the prism surface 15. The inclined surface 153 is a surface inclined toward the windshield WS from the front to the rear of the vehicle. When the angle formed between the upper surface normal V1 1 and the apparent incident angle φ1 in to the translucent cover member 64 is substantially the incident angle formed between the inclined surface 153 and the normal V1 2. φ1 in ′ is larger than the apparent incident angle φ1 in . As a result, the light L1, upon entering the inclined surface 153, than if assuming that the incident at an incident angle .phi.1 in the apparent to the plane, refracted to the side closer to the normal line V1 1 of the upper surface.

その後、光L1は、透光性カバー部材64の内部を通って上面に達する。そして、光L1は、この上面の法線V11から離れる側に屈折し、この法線V11との間になす出射角φ1outで出射する。上記の傾斜面153により、実質上の入射角φ1in’が大きくなっていることから、入射時の屈折量が大きくなり、その結果、出射角φ1outは入射角φ1inよりも小さくなる。つまり、光L1は、プリズム面15付きの透光性カバー部材64を、見掛け上、上面の法線V11に近づく側に屈折して透過する。 Thereafter, the light L1 reaches the upper surface through the inside of the translucent cover member 64. Then, the light L1 is refracted on the side away from the normal V1 1 of this upper surface, and emits an output angle .phi.1 out forming between the normal line V1 1. Since the substantial incident angle φ1 in ′ is increased by the inclined surface 153, the amount of refraction at the time of incidence increases, and as a result, the output angle φ1 out becomes smaller than the incident angle φ1 in . That is, the light L1 is a light-transmitting cover member 64 with the prism surface 15, apparently transmitted is refracted on the side closer to the normal V1 1 of the upper surface.

このHUD装置1では、光L1がなす重畳用画像のウインドシールドWSへの投影サイズSz1は、透光性カバー部材14からウインドシールドWSに至る光路が、次のような光路であれば、図3に示されている重畳用画像の投影サイズSz5と略同サイズとなる。即ち、この光路が、図3に示されている構成における透光性カバー部材54からウインドシールドWSに至る光路と略同じ光路であれば、上記の2つの投影サイズSz5,Sz1が互いに同サイズとなる。両者の光路を合わせるには、透光性カバー部材14からの出射角φ1outが図3に示されているプリズム面無しの透光性カバー54からの出射角φ5outと略同角度となればよい。この場合、透光性カバー部材14への入射角φ1inは、光L1を上記のような出射角φ1outで出射させるために、プリズム面無しの透光性カバー54への入射角φ5inよりも大きくとられることとなる。その結果、非球面ミラー13から透光性カバー部材14に至る光L1の光路は水平側に寝ることとなり、その断面の高さ寸法が小さくなる。図1に示されているHUD装置1では、これを利用し、図3に示されている表示源52や非球面ミラー53に比べて、高さ方向について小型の表示源62及び非球面ミラー13が採用されている。これにより、ケース61の、高さ方向についての小型化が図られ、延いてはHUD装置1の小型化が図られている。つまり、本実施形態のHUD装置1では、ウインドシールドWSへの重畳用画像の投影サイズSz1を維持しつつHUD装置1の小型化が図られている。 In the HUD device 1, the projection size Sz1 of the image for superimposition formed by the light L1 onto the windshield WS is as shown in FIG. 3 if the optical path from the translucent cover member 14 to the windshield WS is as follows. Is substantially the same size as the projection size Sz5 of the superimposing image shown in FIG. That is, if the optical path is substantially the same as the optical path from the translucent cover member 54 to the windshield WS in the configuration shown in FIG. 3, the two projection sizes Sz5 and Sz1 are the same size. Become. In order to match the optical paths of the two, if the exit angle φ1 out from the translucent cover member 14 is substantially the same as the exit angle φ5 out from the translucent cover 54 without the prism surface shown in FIG. Good. In this case, the incident angle φ1 in to the translucent cover member 14 is greater than the incident angle φ5 in to the translucent cover 54 without a prism surface in order to emit the light L1 at the above-described output angle φ1 out. Will be greatly increased. As a result, the optical path of the light L1 from the aspherical mirror 13 to the translucent cover member 14 lies on the horizontal side, and the height dimension of the cross section is reduced. The HUD device 1 shown in FIG. 1 utilizes this, and the display source 62 and the aspherical mirror 13 that are smaller in the height direction than the display source 52 and the aspherical mirror 53 shown in FIG. Is adopted. As a result, the case 61 can be downsized in the height direction, and thus the HUD device 1 can be downsized. That is, in the HUD device 1 of the present embodiment, the HUD device 1 is downsized while maintaining the projection size Sz1 of the image for superimposition on the windshield WS.

ここで、ウインドシールドWS越しには、車両前方から太陽光が差し込み、その一部は、HUD装置1の透光性カバー部材14へと向かう。本実施形態では、この太陽光によってドライバーの眼が眩まないように防眩性の向上が図られている。以下では、この防眩性の向上について、図2を参照して説明する。   Here, sunlight passes through the windshield WS from the front of the vehicle, and a part thereof is directed to the translucent cover member 14 of the HUD device 1. In this embodiment, the anti-glare property is improved so that the driver's eyes are not dazzled by the sunlight. Hereinafter, the improvement of the antiglare property will be described with reference to FIG.

図2は、ウインドシールド越しに車両前方から差し込む太陽光の光路を示す模式図である。また、この図2には、透光性カバー部材14での太陽光LSの反射の様子が、拡大図A2に示されている。太陽光LSは、透光性カバー部材14に入射角φsで入射し、透光性カバー部材14の上下両面で、以下のように反射されてウインドシールドWSへと向かい、さらにウインドシールドWSで反射されてドライバーDR側へと向かう。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical path of sunlight inserted from the front of the vehicle through the windshield. Moreover, in this FIG. 2, the mode of reflection of sunlight LS by the translucent cover member 14 is shown in enlarged view A2. The sunlight LS is incident on the translucent cover member 14 at an incident angle φs, reflected on the upper and lower surfaces of the translucent cover member 14 as follows, and directed toward the windshield WS, and further reflected by the windshield WS. Then head to the driver DR side.

ここで、本実施形態では、透光性カバー部材14は、車両の前方から後方にかけてウインドシールドWS側に傾斜して設けられている。この透光性カバー部材14の上面で上記の入射角φSと同角度の反射角φUで反射される上面反射光LSUは、透光性カバー部材14の傾斜により、ウインドシールドWS側に傾けられた方向に反射される。その結果、ウインドシールドWSで反射されてドライバーDR側へと向かう上面反射光LSUの光路は、ドライバーDRの眼から下方に離された経路を辿ることとなる。 Here, in this embodiment, the translucent cover member 14 is provided to be inclined toward the windshield WS from the front to the rear of the vehicle. The upper surface reflected light LS U reflected on the upper surface of the translucent cover member 14 at the reflection angle φ U having the same angle as the incident angle φ S described above is caused toward the windshield WS due to the inclination of the translucent cover member 14. Reflected in the tilted direction. As a result, the optical path of the upper surface reflected light LS U toward and is reflected by the windshield WS to the driver DR side, and thus follow the isolated path downwardly from the eye of the driver DR.

また、本実施形態では、透光性カバー部材14は、車両の前後方向について、非球面ミラー13側に凸に湾曲している。透光性カバー部材14の湾曲により、上面反射光LSUの経路のウインドシールドWS側への傾きが大きくなっている。本実施形態では、この傾きの増加分を見込んで、透光性カバー部材14の傾斜高さが低く抑えられており、以って、HUD装置1の一層の小型化が図られている。 In the present embodiment, the translucent cover member 14 is convexly curved toward the aspherical mirror 13 in the front-rear direction of the vehicle. The curvature of the translucent cover member 14, the inclination of the windshield WS side of the path of the upper surface reflected light LS U is increased. In the present embodiment, in consideration of the increase in the inclination, the inclination height of the translucent cover member 14 is suppressed to be low, so that the HUD device 1 is further miniaturized.

透光性カバー部材14の内部へと入射し屈折して下面へと向かう太陽光LSは、プリズム面15を構成するプリズム151が有する、車両の前方から後方にかけてウインドシールドWS側に傾斜した傾斜面153でその大部分が反射される。この傾斜面153で反射された下面反射光LSLは、透光性カバー部材14の上面へと向かい屈折して上面から出射角φLで出射する。この下面反射光LSLの出射角φLは、下面での反射面が上記のようにウインドシールドWS側に傾斜した傾斜面153であることから、上面反射光LSUの反射角φUよりも小さくなる。つまり、下面反射光LSLは、上面反射光LSUよりも、ウインドシールドWS側に傾けられた方向に向かう。その結果、さらにウインドシールドWSで反射されてドライバーDR側へと向かうに当たり、下面反射光LSLの光路は、上面反射光LSUの光路よりも下方へとドライバーDRの眼から離された経路を辿る。つまり、本実施形態のHUD装置1では、小型化のために設けられたプリズム面15で反射される太陽光LSに対する防眩性が向上されている。 The sunlight LS that is incident on the inside of the translucent cover member 14 and is refracted toward the lower surface is inclined by the prism 151 that constitutes the prism surface 15 and is inclined toward the windshield WS from the front to the rear of the vehicle. At 153, most of it is reflected. The lower surface reflected light LS L reflected by the inclined surface 153 is refracted toward the upper surface of the translucent cover member 14 and is emitted from the upper surface at an emission angle φ L. The emission angle φ L of the lower surface reflected light LS L is larger than the reflection angle φ U of the upper surface reflected light LS U because the reflection surface on the lower surface is the inclined surface 153 inclined toward the windshield WS as described above. Get smaller. That is, the lower surface reflected light LS L travels in a direction inclined toward the windshield WS than the upper surface reflected light LS U. As a result, when further reflected by the windshield WS toward the driver DR side, the optical path of the lower-surface reflected light LS L follows a path away from the eyes of the driver DR below the optical path of the upper-surface reflected light LS U. follow. That is, in the HUD device 1 of the present embodiment, the antiglare property against the sunlight LS reflected by the prism surface 15 provided for miniaturization is improved.

また、上述したように、本実施形態では、透光性カバー部材14の傾斜により、上面反射光LSUの光路も、ドライバーDRの眼から下方に離された経路を辿ることとなっており、防眩性が一層向上されている。また、下面反射光LSLの光路は、上面反射光LSUの光路よりも下方を辿るため、設計に当たっては、上面反射光LSUの光路のみを念頭に透光性カバー部材14の傾斜角度等を決めればよく、設計上の簡素化も図られることとなっている。 As described above, in the present embodiment, the inclination of the translucent cover member 14, the optical path of the upper surface reflected light LS U also has a tracing the isolated path downwardly from the eye of the driver DR, Antiglare property is further improved. Further, the optical path of the lower surface reflected light LS L in order to follow the lower than the optical path of the upper surface reflected light LS U, when designing the inclination angle of the translucent cover member 14 only the optical path of the upper surface reflected light LS U in mind, such as This simplifies the design.

さらに、本実施形態のHUD装置1では、プリズム面15が透光性カバー部材14の下面に形成され外部にさらされていないことから、外傷に対する耐久性も向上されている。   Further, in the HUD device 1 of the present embodiment, the prism surface 15 is formed on the lower surface of the translucent cover member 14 and is not exposed to the outside, so that durability against damage is also improved.

以上のように、本実施形態のHUD装置1では、小型化が図られつつも、太陽光LSに対する防眩性と、外傷に対する耐久性とが向上されることとなっている。   As described above, in the HUD device 1 of the present embodiment, the antiglare property with respect to the sunlight LS and the durability with respect to the damage are improved while downsizing is achieved.

尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記の実施形態では、重畳用画像を1つの非球面ミラー13での反射によりウインドシールドWSへ投影する形態が例示されている。しかしながら、反射に使われるミラーは、非球面ミラーに限らず、例えば球面ミラー等であってもよい。また、表示源12からウインドシールドWSへと至る光路も、1つのミラーでの反射による光路に限らず、例えば複数のミラーでの反射により光が導かれる光路であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, a mode in which an image for superimposition is projected onto the windshield WS by reflection from one aspherical mirror 13 is illustrated. However, the mirror used for reflection is not limited to an aspherical mirror, and may be a spherical mirror, for example. In addition, the optical path from the display source 12 to the windshield WS is not limited to the optical path reflected by one mirror, but may be an optical path in which light is guided by reflection by a plurality of mirrors, for example.

1 HUD装置(車両用表示装置の一実施形態)
11 ケース
12 表示源(表示源の一例)
13 非球面ミラー(ミラーの一例)
14 透光性カバー部材(透光性カバー部材の一例)
15 プリズム面(プリズム面の一例)
151 プリズム(プリズムの一例)
152 稜線
153 傾斜面
1 HUD device (one embodiment of vehicle display device)
11 Case 12 Display source (an example of display source)
13 Aspherical mirror (an example of a mirror)
14 Translucent cover member (an example of a translucent cover member)
15 Prism surface (example of prism surface)
151 Prism (an example of a prism)
152 Ridge 153 Slope

Claims (3)

表示源に表示された重畳用画像をミラーで反射して車両のウインドシールドに投影することで、車内のアイポイントから前記ウインドシールドを透して視認される前記車両の前景と、前記ウインドシールドに投影される前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させる車両用表示装置において、
前記ミラーから前記ウインドシールドへと至る光路上には、前記重畳用画像をなす光が透過する透光性カバー部材が配置され、
前記透光性カバー部材における前記ミラー側の面には、前記車両の前方から後方にかけて前記ウインドシールド側に傾斜した傾斜面を有するとともに前記車両の幅方向に稜線が延びたプリズムが前記車両の前後方向に複数配列されてなるプリズム面が形成されていることを特徴とする車両用表示装置。
By reflecting the image for superimposition displayed on the display source with a mirror and projecting it on the windshield of the vehicle, the foreground of the vehicle viewed through the windshield from the eyepoint inside the vehicle, and the windshield In the vehicular display device that visually superimposes the virtual image of the superimposed image to be projected,
On the optical path from the mirror to the windshield, a translucent cover member that transmits the light forming the superimposing image is disposed,
The mirror-side surface of the translucent cover member has an inclined surface inclined toward the windshield from the front to the rear of the vehicle, and a prism having a ridge line extending in the width direction of the vehicle. A vehicular display device having a plurality of prism surfaces arranged in a direction.
前記透光性カバー部材は、前記車両の前方から後方にかけて前記ウインドシールド側に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の車両用表示装置。   The vehicle display device according to claim 1, wherein the translucent cover member is inclined toward the windshield from the front to the rear of the vehicle. 前記透光性カバー部材は、前記車両の前後方向について、前記ミラー側に凸に湾曲していることを特徴とする請求項2記載の車両用表示装置。   The vehicle display device according to claim 2, wherein the translucent cover member is convexly curved toward the mirror in the front-rear direction of the vehicle.
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