JP2016030503A

JP2016030503A - ヘッドアップディスプレイ装置

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Publication number: JP2016030503A
Application number: JP2014153392A
Authority: JP
Inventors: 武志谷内田; Takeshi Yanaida; 竹部　実; Minoru Takebe; 実竹部
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-03-07

Abstract

【課題】消費電力を抑制して、車両の停車中に車外に車両情報を報知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】車両に搭載され、車両情報を含む表示画像を表す表示光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１である。ＨＵＤ装置１は、コンバイナ５０の傾斜角度を調整する角度調整部６０と表示部２０及び角度調整部６０を制御する制御部７０と、を備え、制御部７０は、表示部２０に前記表示画像を表示させる通常表示機能と、前記車両が停車中である場合に、所定の車両情報に応じて角度調整部６０にコンバイナ５０の傾斜角度を変更させる情報報知機能と、を備えてなる。
【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。

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、車両のダッシュボード上面に配置された表示部を備え、車両の走行中と、車両の停車中において外部からの信号が入力された時と、の双方で表示部に車両情報を表示させるものである。特許文献１に係るＨＵＤ装置では、車両の停止中において外部からの信号が入力された時にプラグインハイブリッド車、ハイブリッド車又は電気自動車の電池の充電状態又は電池残量を表示部に表示させることで、車外にいながら電池の充電状態や電池残量を把握できるため、電池の充電作業をスムーズに行うことができる。

特開２０１２−２５２４８号公報

しかしながら、特許文献１に係るＨＵＤ装置は、車両の停車中に表示部に車両情報の表示を行わせるため、給電がない状態での消費電力が大きいという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、消費電力を抑制して、車両の停車中に車外に車両情報を報知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、
車両に搭載され、車両情報を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、
前記コンバイナの傾斜角度を調整する角度調整部と、
前記表示部及び前記角度調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記表示部に前記表示画像を表示させる通常表示機能と、前記車両が停車中である場合に、所定の車両情報に応じて前記角度調整部に前記コンバイナの傾斜角度を変更させる情報報知機能と、を備えてなることを特徴とする。

本発明によれば、消費電力を抑制して、車両の停車中に車外に車両情報を報知可能となる。

本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の概略断面図である。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装置の制御方法を示すフローチャート図である。同上ＨＵＤ装置の概略断面図である。

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、角度調整部６０と、制御部７０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」として（図１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。また、ＨＵＤ装置１が搭載される前記車両は、外部電源から前記車両に搭載されるバッテリーに充電が可能な車両、具体的には電気自動車あるいはプラグインハイブリッド車であるものとする。

ケース体１０は、例えば黒色の樹脂材料からなり、上側に開口１１を有する箱形状となっている。この箱形状の内部に、表示部２０、回路基板３０（制御部７０を含む）及び反射部４０が収納される。

表示部２０は、車速、走行距離、前記バッテリーの充電状態やバッテリー残量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を実装したプリント回路板である。回路基板３０は、例えば、ケース体１０に図示しない取付部材により固定されている。回路基板３０と表示部２０とは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）３１を介して導通接続されている。

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、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、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、ケース体１０の開口１１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５０ａ（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（なお、図１では、主面を概略的に平面のように表している）。コンバイナ５０は、下端側に第１ギア６１が固定されている。

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の主面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する。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。

角度調整部６０は、第１ギア６１と、第２ギア６２と、駆動手段６３と、を備え、コンバイナ５０の上下方向の角度を調整するものである。角度調整部６０は、ケース体１０の上側に配設されている。第１ギア６１は、コンバイナ５０の下端側に固定され、第２ギア６２と噛み合わされている。第２ギア６２は、駆動手段６３の回転軸（図示しない）に回転可能に固定されている。駆動手段６３は、例えばモータからなり、制御部７０からの制御信号に応じて回転駆動し、第２ギア６２を図１の紙面に対して垂直方向を軸として回転させる。第２ギア６２の回転は第１ギア６１に伝達され、コンバイナ５０が第１ギア６１を軸として開閉して上下方向の傾斜角度が適宜変更される。なお、角度調整部６０は、コンバイナ５０の角度調整を可能とするものであればよく、上記の例に限定されない。

図２は、制御部７０の電気的構成を示す図である。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、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、汎用メモリ７３、ビデオメモリ７４及び外部インターフェース７５を有する。

ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２内に予め記憶された所定のプログラムを読み出して実行し、所定の処理を行う。

ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１が動作するプログラムが記憶されるものである。

汎用メモリ７３は、表示画像や各種演算結果などのＣＰＵ７１がプログラムを実行するためのデータを一時的に記憶する。

ビデオメモリ７４は、表示部２０に表示させる表示画像を記憶するものである。

外部インターフェース７５は、制御部７０を表示部２０、駆動手段４０及び前記車両のＣＡＮ（Controller Area Network）バス３と通信可能に接続するものである。ＣＡＮバス３との通信は、例えば車両診断用のＯＢＤ２通信を用いる。

制御部７０は、ＣＡＮバス３を介して車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の車両側の各種システムから車両情報を取得するとともに、表示部２０の表示やコンバイナ５０の開閉のための出力処理を行う。制御部７０は、取得した車両情報に基づいて表示画像データを表示部２０に出力し、表示部２０の表示制御（つまり、表示部２０に車両情報を示す表示画像を表示させる）を行う通常表示機能と、前記車両が停車中である場合に、取得した車両情報のうちバッテリー残量に基づいて駆動信号を駆動手段４０に出力し、コンバイナ５０の傾斜角度を変更するバッテリー残量報知機能（情報報知機能）と、を備える。

以上の各部によって、ＨＵＤ装置１が構成されている。

次に、図３を用いて制御部７０によるＨＵＤ装置１の制御方法について説明する。
電源が投入されると、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１においてＣＡＮバス３から各種車両情報を取得する。本実施形態においては、ＣＰＵ７１は表示部２０に表示する車速や走行距離などのほか、特に、前記バッテリーの充電状態（前記外部電源から充電を行っているか否か）、バッテリー残量及びパーキングブレーキの状態を車両情報として取得するものとする。
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２において、前記車両が停車しているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１で取得する車両情報から、前記バッテリーに充電中である場合あるいはパーキングブレーキが掛かっている場合に、前記車両が停車していると判定する。なお、前記車両が停車しているか否かは、他の条件で判定してもよい。例えば、車速が０Ｋｍ／ｈである状態が所定時間継続した場合、パワースイッチがオフされた場合、これらの条件が複数成立した場合などに前記車両が停車していると判定してもよい。ＣＰＵ７１は、前記車両が停車していると判定されない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）は、前記通常表示機能を実行するべくステップＳ３に移行し、前記車両が停車していると判定される場合は（ステップＳ２；Ｙｅｓ）は、前記バッテリー残量報知機能を実行するべくステップＳ５に移行する。
ステップＳ３において、ＣＰＵ７１は、駆動手段６３に駆動信号を出力してコンバイナ５０を開閉動作させ、コンバイナ５０の傾斜角度を予め汎用メモリ７３に記憶される設定角度に変更する。この設定角度は、視認者２がコンバイナ５０を介して前記表示画像の虚像を視認するための角度であり、固定された初期設定角度であってもよいし、図示しない操作スイッチを操作して任意に設定される角度であってもよい。
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ４において、取得した車両情報に基づいて描画されビデオメモリ７４に記憶される表示画像データを表示部２０に出力し、表示部２０に車両情報を含む表示画像を表示させる。
ステップＳ５において、ＣＰＵ７１は、表示部２０に制御信号を出力して表示部２０の表示をオフ（非表示）とする。
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ６において、取得したバッテリー残量に基づいて駆動手段６３に駆動信号を出力し、コンバイナ５０を開閉動作させ、コンバイナ５０の傾斜角度を予め設定されるバッテリー残量に応じた角度に変更する。バッテリー残量とコンバイナ５０の傾斜角度の対応関係としては、例えば、バッテリー残量が最小値（０％）である場合にコンバイナ５０の傾斜角度を最大角度（最も開いた起立状態、図４（ａ）参照）、バッテリー残量が最大値（１００％）である場合にコンバイナ５０の傾斜角度を最小角度（最も閉じた収納状態、図４（ｂ）参照）とし、バッテリー残量が最小値から最大値の間である場合にコンバイナ５０の傾斜角度を最大角度と最小角度の間で段階的に変更する。
ＣＰＵ７１は、電源が遮断されるまでステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返し実行する。

以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、バッテリー残量に基づいてコンバイナ５０の傾斜角度を変更することによって、前記車両の停車中に車外にバッテリー残量を報知することができる。ユーザーは、フロントガラス越しにコンバイナ５０を見ることで、充電の要否を判断し、また、前記バッテリーの充電の進行状況を把握することができる。また、角度調整部６０（の駆動手段６３）によってコンバイナ５０の傾斜角度を適宜変更するのみであるので、表示部２０に情報を表示させる場合よりも消費電力を抑制することができる。このような効果は以下の構成によって実現される。

ＨＵＤ装置１は、車両に搭載され、車両情報を含む表示画像を表す表示光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、
コンバイナ５０の傾斜角度を調整する角度調整部６０と、
表示部２０及び角度調整部６０を制御する制御部７０と、を備え、
制御部７０は、表示部２０に前記表示画像を表示させる通常表示機能と、前記車両が停車中である場合に、所定の車両情報（バッテリー残量）に応じて角度調整部６０にコンバイナ５０の傾斜角度を変更させる情報報知機能と、を備えてなる。

ＨＵＤ装置１は、外部からバッテリーへの充電が可能な前記車両に搭載され、
制御部７０は、前記情報報知機能として、前記車両が停車中である場合に、前記バッテリーへの充電状態あるいは前記バッテリーの残量に応じて角度調整部６０にコンバイナ５０の傾斜角度を変更させる。

また、制御部７０は、前記情報報知機能においては、表示部２０を非表示とする。

また、制御部７０は、前記バッテリーの残量が最大値である場合に、角度調整部６０にコンバイナ５０の傾斜角度を最大角度あるいは最小角度に変更させる。
これによれば、ユーザーが充電不要であることや充電が完了したことを瞬時に判断することができる。

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、本実施形態では、前記情報報知機能として、バッテリー残量に基づいてコンバイナ５０の傾斜角度を変更させるものであったが、バッテリーの充電状態に基づいてコンバイナ５０の傾斜角度を変更させてもよい。具体的には、バッテリーに充電中である場合はコンバイナ５０の傾斜角度を最大角度（起立状態）あるいは最小角度（収納状態）とし、バッテリーに充電していない場合（充電が完了した場合を含む）はコンバイナ５０の傾斜角度をバッテリーに充電中である場合とは反対に最小角度あるいは最大角度としてもよい。これによれば、車外からユーザーが容易に充電の状況を把握することができる。また、バッテリー残量及びバッテリーの充電状態のほか、車室内の温度や燃費情報などの他の車両情報に基づいてコンバイナ５０の傾斜角度を変更してもよい。

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、車外からコンバイナが視認できるものであれば良く、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。

１ＨＵＤ装置
２視認者
１０ケース体
２０表示部
３０回路基板
４０反射部
５０コンバイナ
６０角度調整部
６１第１ギア
６２第２ギア
６３駆動手段
７０制御部

Claims

車両に搭載され、車両情報を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、
前記コンバイナの傾斜角度を調整する角度調整部と、
前記表示部及び前記角度調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記表示部に前記表示画像を表示させる通常表示機能と、前記車両が停車中である場合に、所定の車両情報に応じて前記角度調整部に前記コンバイナの傾斜角度を変更させる情報報知機能と、を備えてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
前記制御部は、前記情報報知機能においては、前記表示部を非表示とす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。
外部からバッテリーへの充電が可能な前記車両に搭載され、
前記制御部は、前記情報報知機能として、前記車両が停車中である場合に、前記バッテリーへの充電状態あるいは前記バッテリーの残量に応じて前記角度調整部に前記コンバイナの傾斜角度を変更させ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。
前記制御部は、前記バッテリーに充電していない場合あるいは前記バッテリーの残量が最大値である場合に、前記角度調整部に前記コンバイナの傾斜角度を最大角度あるいは最小角度に変更させることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。