JP2015152718A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】搭載性を向上したヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ＨＵＤ装置１は、車室８１内部に設けられ、表示光を投射する表示器１１と、インストルメントパネル６１上に設けられ、且つ、再帰反射性を有し、表示器１１から投射された表示光を反射して該表示光をウインドシールド５１に導く反射部材２１と、を備える。【選択図】図１

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、車両に搭載されて用いられるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と称する場合がある。）が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
ＨＵＤ装置では、例えば、表示器から投射された表示光が反射部材等を介してウインドシールドに導かれ、当該ウインドシールドで反射した表示光を運転者が視認する。ＨＵＤ装置では、ウインドシールドよりも進行方向前方の位置に（すなわち、運転者の視認方向における後方に。）虚像として表示像が結像されるので、表示像の視認のために必要な運転者の焦点調節が僅かで済むという利点がある。また、ＨＵＤ装置によれば、ウインドシールドを通じて視認する車両前方の景色と、進行方向前方に結像された表示像とを重畳して視認できるので、通常の表示パネルを用いた表示とは異なる新規な態様で情報を呈示できる。なお、表示光の反射面としては、ウインドシールドの代わりにコンバイナと呼ばれる光学部材（ハーフミラー）が用いられる場合もある。
特開２０１２−２０３０９０号公報 特許第４９２８０１４号
特許文献１の図１に示されているＨＵＤ装置は、表示器、凹面鏡、凹レンズ、フロントガラス、操作スイッチ、及び制御装置を備えている。これらのうち、表示器、凹面鏡、凹レンズ、及び制御装置は、インストルメントパネル（以下、インパネと称する場合がある。）の内部に画成された空間に収容されている。
しかしながら、このような構成では、これら各部材がインパネ内部に配置された構造体や機能部品（例えば、メータユニットや空調配管等。）に干渉することを避けるように設計する必要があり、搭載要件を満たすことが難しい場合があった。
また、特許文献２には、再帰反射性を有する反射部材を用いたＨＵＤ装置が開示されている。当該ＨＵＤ装置では、車室内に各部材が配置される。しかしながら、当該ＨＵＤ装置では大型のコンバイナやスクリーンが構成部品として使用されており、実際の車両に搭載することが難しい。
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、搭載性を向上した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、下記の点を特徴としている。
（１）車室内部に設けられ、表示光を投射する表示器と、
インストルメントパネル上に設けられ、且つ、再帰反射性を有し、前記表示器から投射された表示光を反射して該表示光をウインドシールド又はコンバイナに導く反射部材と、
を備える。
上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、車室内部に設けられた表示器とインパネ上に設けられた反射部材とにより構成されており、インパネ内部には部材が配置されないので、インパネ内部に配置される構造体や機能部品との干渉の発生を抑制でき、搭載性を向上できる。
また、上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、インパネ上のほぼ全域に亘って反射部材を設けることができるので、大型の（換言すれば、反射面が縦横方向に大きい。）反射部材を用いることができる。これにより、広視野角の表示を実現でき、ウインドシールド又はコンバイナの幅広い領域に情報を提示できる。
（２） 上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示器が、所定の波長帯域の光を投射する表示器であり、
前記反射部材又は前記ウインドシールド若しくは前記コンバイナが、前記波長帯域の光のみを反射する。
ところで、ヘッドアップディスプレイ装置では、表示器からウインドシールド又はコンバイナに至るまでの光路とは逆の経路を経て、ウインドシールド又はコンバイナを透過した太陽光が表示器に集光される場合がある。太陽光が集光されると、温度上昇によって表示器及びその周辺に配置された要素に悪影響が及ぶおそれがある。
これに対して、上記（２）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、反射部材又はウインドシールド若しくはコンバイナが表示器から投射される所定の波長帯域（例えば、可視光帯域）の光のみを反射するので、太陽光のうちの可視光帯域以外の帯域の光が表示器に到達することを抑制でき、表示器等に悪影響が及ぶことを防止できる。また、反射部材又はウインドシールド若しくはコンバイナにおける反射率が向上されるので、表示効率を向上できる。
本発明によれば、搭載性を向上した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。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）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、実施形態に係るＨＵＤ装置の構成及びその配置を模式的に示す側面図である。 図２は、変形例に係るＨＵＤ装置の構成及びその配置を模式的に示す側面図である。
以下、本発明の一実施形態を、図１を参照して説明する。
実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と称する場合がある。）１は、一般的な車両に搭載されて用いられる。図１では車両内部を示しており、ウインドシールド５１にて外部と隔てられた車室８１に運転者Ｕが搭乗している状態を想定している。運転者Ｕの前方には、ハンドル８３等が設けられるインストルメントパネル（以下、インパネと称する場合がある。）６１が配置されている。
ＨＵＤ装置１は、図１に示すように、表示器１１と、反射部材２１と、を主要な構成として備えている。表示器１１は、車室の天井に相当する部位の車体パネルに対して固定されており、車室８１内における運転者Ｕの前方斜め上に配置されている。反射部材２１は、インパネ６１の上面に沿うように、インパネ６１上に配置されている。なお、ＨＵＤ装置１は、実際には、従来のＨＵＤ装置と同様に表示器１１の制御を司る制御装置や操作スイッチ等を他の構成として備えているが、図１では説明の簡略化のために省略して示している。
ＨＵＤ装置１では、概略的には、表示器１１から投射された表示光がインパネ６１上に配置された反射部材２１で再帰的に反射してウインドシールド５１に導かれ、当該ウインドシールド５１で反射した表示光を運転者Ｕが視認する。ＨＵＤ装置１では、ウインドシールド５１よりも進行方向前方の位置に（すなわち、視認方向における後方に。）虚像として表示像が結像される。また、ウインドシールド５１は、車両前方側から入射する光を透過するので、運転者はウインドシールド５１を通じて車両前方の景色を視認することもできる。すなわち、運転者は、車両前方の景色と進行方向前方に結像された表示像とを重畳して視認できる。
表示器１１は、例えば液晶プロジェクターであり、図示しない制御装置からの指示に従って運転者に視認させるための表示像を含む表示光をインパネ６１上の反射部材２１に向けて投射する。
反射部材２１は、例えば再帰反射性を有するフィルムであり、インパネ６１上に貼り付けられている。反射部材２１は、表示器１１から投射された表示光を反射し、該表示光をウインドシールド５１に導くための光学部材である。ここで、再帰反射性とは、通常の鏡面反射や拡散反射とは異なり、入射した光を当該光が入射して来た方向と同一方向に反射する特性のことである。反射部材２１はこのような再帰反射性を有しており、図１に示すように、表示器１１からの光を当該表示器１１側に位置するウインドシールド５１に向けて反射する。反射部材２１は、インパネ６１上のほぼ全域に亘って設けられることができるので、反射部材２１としては、大型の（換言すれば、反射面が縦横方向に大きい。）ものを用いることができる。
なお、ウインドシールド５１の少なくとも反射部分を含む領域には、所定の狭帯域の波長の光のみを透過する特性を付加するために、ダイクロイックミラー加工が施されている。これにより、表示器１１からの表示光が外部に放射されることを防止している。
以上説明したＨＵＤ装置１によれば、車室８１内部に設けられた表示器１１とインパネ６１上に設けられた反射部材２１とにより構成されており、インパネ６１内部には部材が配置されないので、インパネ６１内部に配置される構造体や機能部品との干渉の発生を抑制でき、搭載性を向上できる。
また、ＨＵＤ装置１によれば、インパネ６１上のほぼ全域に亘って反射部材２１を設けることができるので、大型の（換言すれば、反射面が縦横方向に大きい。）反射部材２１を用いることができる。これにより、広視野角の表示を実現でき、ウインドシールド５１の幅広い領域に情報を提示できる。
（第１変形例）
まず、第１変形例が課題とする点について説明する。ＨＵＤ装置１では、表示器１１からウインドシールド５１に至るまでの光路とは逆の経路を経て、ウインドシールド５１を透過した太陽光が表示器１１に集光される場合がある。太陽光が集光されると、温度上昇によって表示器１１及びその周辺に配置された要素に悪影響が及ぶおそれがある。
このため、第１変形例に係るＨＵＤ装置では、表示器１１として所定の狭波長帯域の光を投射するレーザー投射型の表示器を用い、ウインドシールド５１に当該狭波長帯域の光のみを反射するバンドストップフィルター処理を施す。レーザー投射型の表示器は、ＲＧＢの各狭波長帯域の表示光によるフルカラー表示を実現する。ウインドシールド５１は、当該狭波長帯域の光のみを反射する。したがって、太陽光が表示器１１に到達することを抑制でき、表示器１１等に悪影響が及ぶことを防止できる。
（第２変形例）
第２変形例に係るＨＵＤ装置１Ｂでは、図２に示すように、表示器１１が運転者Ｕの後部に設けられている。より具体的には、例えば運転席のヘッドレスト（図示せず。）等に表示器１１が設けられる。その他の点については上記実施形態に係るＨＵＤ装置１と同一であるので同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。このように、表示器１１が車室８１の内部に設けられ、インパネ６１に設けられた反射部材２１に表示光を投射する構成でありさえすれば、インパネ６１内部に部材が配置されないので、インパネ６１内部に配置される構造体や機能部品との干渉の発生を抑制でき、搭載性を向上できる。
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。
例えば、ウインドシールド５１の表示光を反射する領域にフレネルミラー等の拡大作用を有する光学部材を埋め込み、ウインドシールド５１において表示光を拡大して反射する構成としても構わない。このような構成とすれば、より広視野角の表示を実現できる。
また、本実施形態では、ウインドシールド５１で反射した表示光を運転者Ｕが視認する例を説明したが、ウインドシールド５１の代わりに板状のコンバイナ（図示せず。）を用いる構成としても構わない。
以下では、実施形態に係るＨＵＤ装置について纏める。
（１） 実施形態に係るＨＵＤ装置１、１Ｂは、車室８１内部に設けられ、表示光を投射する表示器１１と、インストルメントパネル６１上に設けられ、且つ、再帰反射性を有し、前記表示器１１から投射された表示光を反射して該表示光をウインドシールド５１又はコンバイナに導く反射部材２１と、を備える。
（２） 第２変形例に係るＨＵＤ装置１Ｂでは、前記表示器１１が、所定の波長帯域の光を投射する表示器であり、前記反射部材２１又は前記ウインドシールド５１若しくは前記コンバイナが、前記波長帯域の光のみを反射する。
１：ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置
１１：表示器
２１：反射部材
５１：ウインドシールド
６１：インストルメントパネル
８１：車室
Ｕ：運転者

Claims (2)

  1. 車室内部に設けられ、表示光を投射する表示器と、
    インストルメントパネル上に設けられ、且つ、再帰反射性を有し、前記表示器から投射された表示光を反射して該表示光をウインドシールド又はコンバイナに導く反射部材と、
    を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記表示器が、所定の波長帯域の光を投射する表示器であり、
    前記反射部材又は前記ウインドシールド若しくは前記コンバイナが、前記波長帯域の光のみを反射する、
    ことを特徴とする請求項１のヘッドアップディスプレイ装置。
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