JP2015182479A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性よく任意の設定値の近接あるいは超過の度合いを認識することが可能な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、車両情報を示すバー意匠部Ｇ２１を含む表示画像Ｇを表す表示光Ｌ１を出射する表示部２０を備え、表示光Ｌ１をコンバイナ５０に入射させて視認者２に表示画像Ｇを視認させる。バー意匠部Ｇ２１は、コンバイナ５０の外形に沿った少なくとも１つ以上の屈曲部Ｇ２１１を有し、屈曲部Ｇ２１１は、任意に設定される設定値を示す。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。このＨＵＤ装置は、表示器と、反射鏡と、コンバイナと、を備え、表示器の表示画像を表す光（表示光）を反射鏡によりコンバイナに向け反射させ、コンバイナにより前記表示画像を虚像としてユーザに視認させるものである。このようなＨＵＤ装置は、例えば、車両のダッシュボード上に設けられており、主に運転者であるユーザに、前方風景に重ねるようにして車速、走行距離等の表示情報を視認させることができるように構成されている。また、特許文献２には、列状に複数形成される指示部群を表示するバー表示部を備え、任意に設定される警告値に応じた指示部あるいは指示部の位置を示すマークを常時表示するものが開示されている。

特開２００１−２８２１３２号公報 特開２００４−３４５４４２号公報

特許文献２に係るＨＵＤ装置では、常時表示される指示部あるいはマークによって設定値への近接を認識することができるものの、指示部あるいはマークが小さいため、視認性の点でなお改善の余地があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、視認性よく設定値の近接や超過の度合いを認識すること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を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
車両情報を示すバー意匠部を少なくとも含む表示画像を表す表示光を出射する表示部を備え、前記表示光をコンバイナに入射させて視認者に前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記バー意匠部は、前記コンバイナの外形に沿った少なくとも１つ以上の屈曲部を有し、前記屈曲部は、任意に設定される設定値を示すことを特徴とする。

本発明によれば、視認性よく設定値の近接や超過の度合いを認識することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の概略断面図である。 図１に示すＨＵＤ装置の正面図である。 同上ＨＵＤ装置の電気的構成を示すブロック図である。 同上ＨＵＤ装置の表示例を示す図である。 同上ＨＵＤ装置の表示例を示す図である。

本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置を、図面を参照して説明する。

ＨＵＤ装置１は、図１及び図２に示すように、ケース体１０と、表示部２０と、回路基板３０と、反射部４０と、コンバイナ５０と、取付部材６０と、を備える。
ＨＵＤ装置１は、例えば、車両のダッシュボード上（例えば、インストルメントパネル上方）に取り付けられる据え置き型のＨＵＤ装置として構成されている。以下の説明では、ＨＵＤ装置１が表示する表示画像を視認する視認者２から見て、上方向を「上」、下方向を「下」、前方向を「前」、後ろ方向を「後」、右方向を「右」、左方向を「左」として（図１及び図２の両端矢印参照）、適宜、ＨＵＤ装置１を構成する各部を説明する。

ケース体１０は、上ケース１１と、下ケース１２と、中ケース１３と、を備える。上ケース１１には開口部１１０が形成されており、この上ケース１１と下ケース１２とが連結することで上側開口の箱のような形状となる。この箱形状の内部に、表示部２０、回路基板３０、及び中ケース１３が収納される。

上ケース１１は、コンバイナ５０が取り付けられる部分である平坦状の被取付部１１１を有する。被取付部１１１は、上ケース１１の前側端部（図１中右端部）に位置しており、例えばネジや接着剤等でコンバイナ５０が取り付けられる。コンバイナ５０が被取付部１１１に取り付けられると、コンバイナ５０は、上ケース１１から上方に延出するような格好となる。

下ケース１２には、中ケース１３が載置される。下ケース１２には、反射部４０の下端部に対応した形状の凹部１２１が形成されている。この凹部１２１と中ケース１３の一部（後側の内側面）とによって反射部４０は保持される（例えば、反射部４０は、その一端が凹部１２１に差し込まれ、且つ、後側の面が中ケース１３に粘着テープ等で固定されることで、保持されている）。また、下ケース１２の下側の面には、取付部材６０の後述する連結部材６２に対応する突出部１２２が形成されている。

中ケース１３は、略筒状の部材であり、その外側面の一部（図１中右側）に表示部２０が配設されている。中ケース１３には、表示部２０の表示面を露出させる穴である出射口１３０が形成されている。なお、中ケース１３に出射口１３０を覆う透明な窓部材を設けてもよい。

表示部２０は、車速、走行距離等の車両情報を報知するための表示画像を表す表示光Ｌ１を出射するものであり、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、又は蛍光表示管や有機ＥＬパネル等の自発光型ディスプレイから構成される。

回路基板３０は、ガラス繊維を含む樹脂等からなる板状の基材に、制御部７０（図１及び図２では図示せず）を実装したプリント回路板である。回路基板３０は、例えば、下ケース１２に図示しない取付部材により固定されており、表示部２０よりも前側であって上ケース１１と下ケース１２の間に位置する。回路基板３０と表示部２０とは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）３を介して導通接続されている。ＦＰＣ３の一端部はコネクタＣを介して回路基板３０と接続されている。

反射部４０は、表示部２０の表示側、即ち表示光Ｌ１の出射側に位置し、到達した表示光Ｌ１をコンバイナ５０に向けて反射させる。反射部４０は、例えば、アルミ蒸着された樹脂成形品からなり、表示部２０からの表示光Ｌ１を効率良くコンバイナ５０に反射させる曲面として構成された反射面を有する（なお、図１では、反射面を概略的に平面のように表している）。また、反射部４０は、前述のように凹部１２１と中ケース１３の一部とによって保持されることで、その反射面が表示部２０の表示面と略対向するように配置されている。表示部２０が出射した表示光Ｌ１は、出射口１３０を通過して反射部４０に到達する。そして、反射部４０で反射した表示光Ｌ１は、上ケース１１の開口部１１０を通過してコンバイナ５０に向かう。

コンバイナ５０は、曲面を有する板状の部材であり、例えば主面（反射部４０の反射面と略対向する面）に半透過反射層が成膜された透明な樹脂成型品からなるハーフミラーにより構成される。コンバイナ５０は、その一端側（下側の端側）からコンバイナ５０の主面（反射部４０の反射面と略対向する面）の面内方向以外の方向に突出する突出部５１を有する。

本実施形態に係る突出部５１は、図１に示すように、コンバイナ５０の主面のほぼ面外方向に突出しており、具体的には、視認者２の前方（コンバイナ５０に対して視認者２と反対側）に向かって突出している。突出部５１は、例えば２つあり、突出部５１が上ケース１１の被取付部１１１にネジや接着剤等で固定されることで、コンバイナ５０は、被取付部１１１に取り付けられる。つまり、突出部５１が、その突出する方向（つまり前方）と直交する方向から（上側から）、上ケース１１の被取付部１１１に取り付けられることで、コンバイナ５０は、被取付部１１１に取り付けられている。

以上のように取り付けられ、上ケース１１に固定されたコンバイナ５０は、その凹面５０ａが反射部４０の反射面と略対向するようになる。コンバイナ５０は、図１に示すように、反射部４０で反射した後に、入射する表示光Ｌ１の光路を変更する（コンバイナ５０としてハーフミラーを用いる場合は反射により表示光Ｌ１の光路を変更する）。コンバイナ５０の凹面５０ａは、表示光Ｌ１を集光する機能を有し、光を単純反射させる場合よりも、虚像を前遠方（例えば、コンバイナ５０より約１ｍ前方）に形成することのできる曲面として構成されている。コンバイナ５０は、その前方位置Ｆに表示画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過し、これにより、ＨＵＤ装置１は、表示画像の虚像と前方に実際に存在する外景等の双方を、視認者２に視認させることができる。

取付部材６０は、ＨＵＤ装置１を車両のダッシュボード上に取り付けるものであり、台座６１と、連結部材６２と、固定部材６３と、を備える。

台座６１は、例えば金属板から形成されており、略矩形の平板に２つの差込リブ６１１が立設されて形成されている（図１では１つの差込リブ６１１が図示されている）。２つの差込リブ６１１のそれぞれには、後述するピンボルト４が挿通されるボルト孔（図示せず）が形成されている。台座６１は、両面テープなどのシート状の接着部材（図示せず）を介して車両のダッシュボードと接合し、ＨＵＤ装置１をダッシュボード上に配置する。

連結部材６２は、例えば硬質合成樹脂から形成され、略矩形の平板部６２１と、平板部６２１の前側（図１中右側）の端部に連続して形成され、内部にピンボルト４とこのピンボルト４と螺合されるナット（図示せず）とを収容する空間が形成されたスリーブ部６２２と、から形成されている。平板部６２１には、平面中央のやや後側寄りに下ケース１２の突出部１２２に対応して孔部（図示せず）が形成されており、この孔部に突出部１２２が嵌入されることで、連結部材６２が下ケース１２の下面に突出部１２２を中心として左右方向に回転可能に取り付けられる。また、スリーブ部６２２には、台座６１に設けられた差込リブ６１１を挿入する差込スリット（図示せず）が形成されている。差込リブ６１１を前記差込スリットに挿入した後、ピンボルト４をスリーブ部６２２に挿入して前記ナットと螺合することによって、連結部材６２がピンボルト４を中心として上下方向に回転移動可能に台座６１に取り付けられる。

固定部材６３は、例えば硬質合成樹脂から形成され、略円板状であり、下ケース１２の突出部１２２及び連結部材６２の平板部６２１の下側に配設され、突出部１２２及び平板部６２１を下方から支持する。固定部材６３は、例えば図示しないネジによって突出部１２２及び連結部材６２を支持した状態で固定されている。固定部材６３は、突出部１２２及び連結部材６２を支持することによって連結部材６２が配置位置から外れることを防止する。

図３は、ＨＵＤ装置１の電気的構成を示す図である。ＨＵＤ装置１は、表示部２０と、制御部７０と、操作部８０と、駆動回路９０と、を備える。

制御部７０は、所定のプログラムに基づき動作するマイクロコンピュータを中心に構成される回路からなり、ＣＡＮ（Controller Area Network）と称される相互接続された機器間のデータ通信仕様に基づいて、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の車両側の各種システムから車両情報（車速やエンジン回転数等の各種検出信号）を取得するとともに、表示のための出力処理を行うための入出力ポート（Ｉ／Ｏ回路）、表示部２０における表示画像を制御するための処理プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）や所定の演算処理を実行し所定の処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、演算処理するためのデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。制御部７０は、グラフィックディスプレイコントローラー（ＧＤＣ）を含むものであってもよい。制御部７０は、取得した車両情報に基づいて制御信号を駆動回路９０に出力し、表示部２０の表示制御（つまり、表示部２０に所定の表示画像を表示させる）や調光制御を行うものであり、表示部２０の表示制御部として機能する。また、制御部７０は、操作部８０からの操作信号を入力すると、この操作信号に応じた制御信号を駆動回路９０に出力し、表示部２０の各種設定変更を行う。

また、制御部７０は、操作部８０によって設定される各車両情報における設定値を記憶するＥ^２ＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ等の記憶部を有し、記憶された前記設定値に基づいて後述するバー意匠部の始点及び終点を設定する機能を有する。

操作部８０は、複数の押しボタンスイッチなどを備え、ユーザが各種操作を行うためのものである。

駆動回路９０は、制御部７０からの制御信号に応じて表示部２０に駆動電流を出力し、表示部２０の表示内容の変更や表示光Ｌの輝度調整を行うものである。

以上の各部によって、ＨＵＤ装置１が構成されている。

（表示画像について）
ＨＵＤ装置１で表示される表示画像Ｇは、例えば図２に示すものである。なお、図２においては表示画像Ｇはコンバイナ５０で視認される虚像を示している。
表示画像Ｇは、車速をデジタル表示する車速表示部Ｇ１と、エンジン回転数をバー表示するエンジン回転数表示部Ｇ２と、を含む。さらに、エンジン回転数表示部Ｇ２は、バー意匠部Ｇ２１と、指標部Ｇ２２と、を有する。

バー意匠部Ｇ２１は、帯状の画像であり、表示する車両情報（ここではエンジン回転数）に応じて伸縮する。指標部Ｇ２２は、バー意匠部Ｇ２１の先端が示す車両情報の数値を示す数字群からなる。すなわち、エンジン回転数表示部Ｇ２は、バー意匠部Ｇ２１の先端と指標部Ｇ２２との対比判読によってエンジン回転数を表示する。また、バー意匠部Ｇ２１は、その形状がコンバイナ５０の外形に沿った形状からなり、コンバイナ５０の外形の一部である角部５２（図２中の左上に位置する角部）に沿った屈曲部Ｇ２１１を有する。屈曲部Ｇ２１１は、任意に設定される設定値を示す部分であり、図２においては、３０００ｒｐｍの値を示す部分である。なお、「コンバイナ５０の外形に沿った」とは、完全な相似のほか、概ね形状が似ているものであればよい。視認者２は、屈曲部Ｇ２１１を基準としてエンジン回転数の現在値の前記設定値に対する近接あるいは超過の度合いを把握することができる。すなわち、視認者２は、表示されるバー意匠部Ｇ２１に屈曲部Ｇ２１１が含まれていない場合は前記設定値に達していないことが瞬時に認識でき、また、コンバイナ５０の外形（角部５３）と対比することで前記設定値への近接の度合い（どの程度前記設定値に近づいているか）を把握することができる。また、表示されるバー意匠部Ｇ２１に屈曲部Ｇ２１１が含まれている場合は前記設定値を超過したことが瞬時に認識でき、また、屈曲部Ｇ２１１からのバー意匠部Ｇ２１の先端の長さによって前記設定値の超過の度合い（どの程度前記設定値を超過しているか）を把握することができる。

（設定値変更機能について）
制御部７０は、操作部８０の任意の操作に基づいて、前記設定値の変更を行う設定値変更機能を有する。以下、エンジン回転数の前記設定値を変更する方法を例に挙げて説明する。まず、操作部８０の所定のモード変更操作が入力されると、制御部７０は、設定値変更モードに移行する。図４は、前記設定値変更モードにおける表示例を示す。前記設定値変更モードにおいては、バー意匠部Ｇ２１が全表示される（始点Ｇ２１２から終点Ｇ２１３まで表示される）。なお、図４においては、前記設定値は３０００ｒｐｍの値が設定されており、屈曲部Ｇ２１１が３０００ｒｐｍの値を示すように指標部Ｇ２２が配置されている。視認者２は、前記設定値変更モードにおいて、操作部８０の所定の設定値変更操作によって前記設定値を変更する。図５は、前記設定値を７０００ｒｐｍの値に変更した表示例を示す。前記設定値が変更されると、制御部７０は、前記設定値を示す屈曲部Ｇ２１１がコンバイナ５０の外形に対応するように、バー意匠部Ｇ２１の屈曲部Ｇ２１１，始点Ｇ２１２及び終点Ｇ２１３の位置を変更して表示部２０に表示させる制御を行う。図５においては、屈曲部Ｇ２１１が７０００ｒｐｍの値を示すのに伴って、屈曲部Ｇ２１１がコンバイナ５０の角部５３（図５中の右上の角部）に対応する位置に変更され、始点Ｇ２１２の位置が表示画像Ｇの中央上側に変更され、終点Ｇ２１３の位置が表示画像Ｇの右下側に変更される。なお、屈曲部Ｇ２１１の位置は固定として、始点Ｇ２１２及び終点Ｇ２１３の位置のみが変更されるものであってもよい。また、始点Ｇ２１２、終点Ｇ２１３の何れか一方の位置のみが変更されるものであってもよい。これによって、前記設定値を変更する場合であっても、コンバイナ５０の外形に沿ってかつ前記設定値を示す屈曲部Ｇ２１１を含むバー意匠部Ｇ２１を表示することができる。

以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、車両情報を示すバー意匠部Ｇ２１を少なくとも含む表示画像Ｇを表す表示光Ｌ１を出射する表示部２０を備え、表示光Ｌ１をコンバイナ５０に入射させて視認者２に表示画像Ｇを視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、バー意匠部Ｇ２１は、コンバイナ５０の外形に沿った少なくとも１つ以上の屈曲部Ｇ２１１を有し、屈曲部Ｇ２１１は、任意に設定される設定値を示す。
これによれば、コンバイナ５０の外形及び屈曲部Ｇ２１１によって、視認性よく前記設定値の近接あるいは超過の度合いを認識することができる。

また、ＨＵＤ装置１は、前記設定値を変更する操作部８０と、前記設定値の変更に伴ってバー意匠部Ｇ２１の始点Ｇ２１２及び／あるいは終点Ｇ２１３の位置を変更する制御部７０と、を備えてなる。
これによれば、前記設定値を変更する場合であっても、コンバイナ５０の外形に沿ってかつ前記設定値を示す屈曲部Ｇ２１１を含むバー意匠部Ｇ２１を表示することができる。

なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。

例えば、バー意匠部Ｇ２１が、コンバイナ５０の外形に沿った複数の屈曲部を含み、各屈曲部が任意に設定される複数の設定値をそれぞれ示すものであってもよい。

以上の説明では、表示部２０からの表示光Ｌ１を、反射部４０で反射させ、コンバイナ５０に到達させる例を示したが、これに限られない。表示部が表示光を直接コンバイナに向けて出射するようにＨＵＤ装置を構成してもよい。この場合、表示部とコンバイナとは略対向するように設けられ、反射部４０は、不要である。

また、以上では、ＨＵＤ装置１を据え置き型のものとして説明したが、ＨＵＤ装置１は、例えば、車両のダッシュボードと一体的に構成されるものであってもよい。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１ ＨＵＤ装置
２ 視認者
１０ ケース体
１３０ 出射口
２０ 表示部
３０ 回路基板
４０ 反射部
５０ コンバイナ
５２ 角部
５３ 角部
６０ 取付部材
７０ 制御部
８０ 操作部
Ｇ 表示画像
Ｇ１ 車速表示部
Ｇ２ エンジン回転数表示部
Ｇ２１ バー意匠部
Ｇ２１１ 屈曲部
Ｇ２１２ 始点
Ｇ２１３ 終点
Ｇ２２ 指標部

Claims (2)

1. 車両情報を示すバー意匠部を少なくとも含む表示画像を表す表示光を出射する表示部を備え、前記表示光をコンバイナに入射させて視認者に前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記バー意匠部は、前記コンバイナの外形に沿った少なくとも１つ以上の屈曲部を有し、前記屈曲部は、任意に設定される設定値を示すことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記設定値を変更する操作部と、
   前記設定値の変更に伴って前記バー意匠部の始点及び／あるいは終点の位置を変更する表示制御部と、を備えてな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。

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