JP2018140693A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の限られたスペースに効率よく搭載できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】表示器１２から出射された表示光Ｌを反射する第１のミラー１３と、この第１のミラー１３によって反射された表示光Ｌを更にウインドシールドへ向かって反射する第２のミラー１４と、表示器１２及び第１，第２のミラー１３，１４を収容するハウジング１１と、を備え、第１のミラー１３は、第２のミラー１４へ向かって反射した表示光Ｌを第２のミラー１４へ到達する前に車両の上下方向にクロスさせる曲率を有した曲面形状を有し、ハウジング１１の底面には、交点（クロス位置）Ｐに対応してハウジング１１の外側から凹む凹部１１ｃを設ける。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関し、例えば、車両のウィンドシールドに表示像を投影するヘッドアップディスプレイ装置として好適である。

運転手が運転中に視線をほとんど動かさずに車両情報（速度、走行速度等）を読み取れるようにするため、車両のウィンドシールド（フロントガラス）の前方に情報を虚像表示させる車両用のヘッドアップディスプレイ装置が、例えば、特許文献１に提案されている。

この車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード内に配置されており、このヘッドアップディスプレイ装置から投射する表示光がウィンドシールドにより反射され、車両利用者（運転者）は虚像を風景と重畳させて視認させることができる。

特開２０１１−１２１４０１号公報

上述のようなヘッドアップディスプレイ装置では、空気調和器用のダクトや各種配線など、多様な部品とともにダッシュボード内に内蔵されるため、配置スペースの確保が困難であった。特に、表示画面の大型化（高画角化）にともなって、ヘッドアップディスプレイ装置の外径も大型になってしまうため、車両への搭載がより困難になっている。

本発明の目的は、上述課題に着目し、車両の限られたスペースに効率よく搭載できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、
表示光を生成して出力する表示器を備え、前記表示光を運転席よりも前方側に設けられる透光性の被投影部に照射し、この表示光を実景と重ねて視認させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示器から出射された表示光を反射する第１のミラーと、この第１のミラーによって反射された前記表示光を更に前記被投影部へ向かって反射する第２のミラーと、
前記表示器及び前記第１，第２のミラーを収容する筐体と、を備え、
前記第１のミラーは、前記第２のミラーへ向かって反射した前記表示光を前記第２のミラーへ到達する前に車両の上下方向にクロスさせる曲率を有した曲面形状を有し、
前記筐体の底面には、このクロス位置に対応して前記筐体の外側から凹む凹部を設けることを特徴とする。

また、前記凹部には、緩衝部材が設けられることを特徴とする。

また、前記凹部には、配線用クランプが設けられることを特徴とする。

本発明は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関し、車両の限られたスペースに効率よく搭載できる。

本発明の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の車載概略図。 同上実施の形態の表示例を示す図。 同上実施の形態のヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 同上実施の形態の別例を示すヘッドアップディスプレイ装置の断面図。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、図１，２に示すように車両（自車両）２のダッシュボード３内に設けられ、生成した表示画像を表す表示光（表示像）Ｌをウインドシールド（被投影部）４で反射させることにより、運転席５に着座した運転者６に車両情報等を表す表示画像の虚像Ｊを視認させる装置である。これにより、運転者６は、車両２の前方から視線を逸らさずに表示エリアＮを臨むことにより虚像Ｊによる車両情報等を視認できる。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、車両２のダッシュボード３の上部に埋め込まれるようにして設けられ、図３に示すように、ハウジング（筐体）１１内に表示器１２、第１，第２のミラー１３，１４を備える。

ハウジング１１は、遮光性の合成樹脂材からなり、表示器１２や、第１，第２のミラー１３，１４などの構成部品を収容して保持する。また、ハウジング１１は、第２のミラー１４の配設位置の上部（ウインドシールド４側）を開口する窓部１１ａが設けられている。ハウジング１１は、複数の部材を嵌め合わせて収納空間を形成でき、一部、または全てをアルミニウム等の金属材で形成することもできる。この場合、各構成部品を精度よく保持したり、放熱（伝熱）を良好にする作用が期待できる。また、ハウジング１１の上部には、透光性の合成樹脂材（例えばアクリル）からなるカバー１１ｂが、窓部１１ａを塞ぐようにして設けられる。

表示器１２は、表示すべき情報を表示光Ｌとして発光出力するもので、表示光Ｌの出射側の面が第１のミラー１３に対向するようにしてハウジング１１内に設けられ、表示光Ｌの光軸が第１のミラー１３の曲面１３ａに交わるような位置や向きにて固定保持される。また、表示器１２は、液晶表示素子１２ａ、光源１２ｂ、拡散板１２ｃなどから主に構成されている。

例えば、表示器１２の液晶表示素子１２ａは、透明電極を備えた一対のガラス基板間に液晶を封入した液晶セルと、この液晶セルの前後側に設けられる偏光膜（偏光部材）と、で構成され、光源１２ｂからの照明光を透過して表示像（表示光）Ｌを出力する。液晶表示素子１２ａは、例えば、透過可能なＴＦＴ型液晶表示素子が適用でき、表示すべき情報（例えば、車両２の走行速度やエンジン回転数，経路案内など）を、マークや数値、バーグラフなどの形態を示す表示画像を生成する。

光源１２ｂは、複数の発光ダイオードを適用することができ、配線基板に保持されている。光源１２ｂは、液晶表示素子１２ａを透過照明し第１のミラー１３まで照明光（表示光Ｌ）が達するような向きおよび位置にて設けられる。

拡散板１２ｃは、少なくとも一方の面に凹凸加工がなされた、透光性の合成樹脂部材を適用することができ、光源１２ｂと液晶表示素子１２ａとの間に設けられる。この場合、拡散板１２ｃは、照明光が透過する面に凹凸な形状を施してなるものを適用したが、更に光源１２ｂの指向性や配置を考慮したレンズアレイを一体もしくは別体に設けることによって、より均一な照明による表示出力を期待できる。

また、表示器１２は、図示しないマイクロコンピュータからなる制御手段と接続され、車両情報等に応じて最適な表示画像を生成し出力できる。制御手段は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１とは別に車両２に搭載される後方／側方検出手段や撮像手段、電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ナビケーションシステムなどに接続され、これらからの情報に基づいて、表示器１２、特に、液晶表示素子１２ａ、光源１２ｂを駆動制御する。

第１のミラー１３は、表示器１２からの表示光Ｌを第２のミラー１４側へ反射し、この際、第１のミラー１３の上端側での反射光Ｌ１（二点鎖線で示す）が第２のミラー１４の下端側へ反射し、第１のミラー１３の下端側での反射光Ｌ２（破線で示す）が第２のミラー１４の上端側へ反射するような曲率を有する曲面１３ａが形成される。即ち、第１のミラー１３から出射される表示光Ｌは、第１のミラー１３と第２のミラー１４との間で上下端側の反射光Ｌ１，Ｌ２がクロス（交錯）する交点Ｐを有する。

第２のミラー１４は、凹面鏡を適用でき、凹面１４ａを有するポリカーボネートからなる合成樹脂基板に反射層を蒸着形成してなる。第２のミラー１４は、凹面１４ａが表示器１２とカバー１１ｂとに対向するように設けられ、表示器１２から投射される表示光Ｌをウインドシールド４側に拡大させつつ反射させる。また、第２のミラー１４は、ウインドシールド４に投影される表示光Ｌを運転者６が視認し易いように角度調節可能に設けられている。

上述構成によって、所望の表示光Ｌをウインドシールド４に投影することによって、虚像Ｊを運転者６に視認可能に照射できる。

また、本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置１におけるハウジング１１の底面は、前述した反射光Ｌ１，Ｌ２に沿った形状にて形成されている。即ち、ハウジング１１の底面には、反射光Ｌ１，Ｌ２がクロス（交錯）する交点Ｐ側に隆起し、これに対応して外側から凹む凹部１１ｃが形成されている。

この凹部１１ｃによって部分的に車両用ヘッドアップディスプレイ装置１が薄くなるため、ダッシュボード３内の他の部品Ｂを避けるようにして配置でき、車両２への搭載自由度が高まる。特に、ダッシュボード３の上部に搭載される車両用ヘッドアップディスプレイ装置１にあっては、ハウジング１１の下部が他の部品Ｂの配置と干渉しやすいため有効である。他の部品Ｂとしては、例えば、複数束ねられた配線や、車両用計器Ｍ、車体フレーム、空気調和器用のダクトが考えられる。

この場合、凹部１１ｃには、発泡ウレタンシートなどからなる緩衝部材７が接着により貼り付けられ、車両２の走行にともなって振動が生じても、異音が発生してしまうことを抑止したり、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１自体の振動を減衰し表示の揺れを防止する作用が期待できる。また、緩衝部材７によって、他の部品Ｂを接触させることができるため、振動による接触防止や品質誤差のためのクリアランスを確保せずに、ダッシュボード３内に効率よく配置できる。

次に、図４を用いて、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の別例を示すが、同様の構成部品については、同じ符号を記し、詳細な説明を省く。

図４に示す車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、ハウジング１１の凹部１１ｃに配線用クランプ１１ｄが形成されている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の下部に配置される他の部品が、複数の配線Ｂ１など撓み易い部材である場合には、この配線用クランプ１１ｄによって、所定位置を通るように保持されることで、組み付け時に部品同士の間で配線Ｂ１が噛み込みんでしまうことや、車両２の走行にともなう配線Ｂ１の振動を低減できる。この場合、更に、ハウジング１１の底面に緩衝部材７を設けて、振動や接触による異音を抑えているが、配線の種類や形状などによって、これを省くこともできる。また、配線（他の部品）Ｂ１は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１への電源供給や通信用の配線であってもよい。また、図４に示す配線用クランプ１１ｄは、Ｌ字状に屈曲するものを示したが、曲形状であっても同様の効果を得ることができる。また、配線Ｂ１の強固な固定保持まで必要ない場合などにあっては、ハウジング１１の凹部１１ｃに単純な突起構造や突条構造を形成することによって、配線Ｂ１の経路を導きながら位置規制する構造や配線Ｂ１を挟み込む構造も考えられる。

斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示光Ｌを生成して出力する表示器１２を備え、表示光Ｌを運転席５よりも前方側に設けられる透光性のウインドシールド（被投影部）４に照射し、この表示光Ｌを実景と重ねて視認させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１であって、表示器１２から出射された表示光Ｌを反射する第１のミラー１３と、この第１のミラー１３によって反射された表示光Ｌを更にウインドシールド４へ向かって反射する第２のミラー１４と、表示器１２及び第１，第２のミラー１３，１４を収容するハウジング（筐体）１１と、を備え、第１のミラー１３は、第２のミラー１４へ向かって反射した表示光Ｌを第２のミラー１４へ到達する前に車両２の上下方向にクロスさせる曲率を有した曲面形状を有し、ハウジング１１の底面には、交点（クロス位置）Ｐに対応してハウジング１１の外側から凹む凹部１１ｃを設ける。

従って、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の底面側のスペースが生まれるため、これを有効利用することができ、車両２の限られたスペースに効率よく搭載できる。

なお、本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述実施の形態では、被投影部であるウインドシールド４に表示光Ｌを反射させて運転者６がこの表示光Ｌを視認するヘッドアップディスプレイを例に挙げたが、被投影部として専用に設けられる表示部材（コンバイナ）を用いるものであってもよい。

また、表示器１２としてレーザー光Ｃを走査させるものや、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）素子を用いて表示光を形成するものであってもよく、部分的な輝度調整が簡易な構成で精密に制御できる。

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置として適用できる。

１ 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
１１ ハウジング（筐体）
１２ 表示器
１３ 第１のミラー
１４ 第２のミラー
１１ｃ 凹部
１１ｄ 配線用クランプ（支持部）
２ 車両（自車両）
３ ダッシュボード
４ ウインドシールド（被投影部）
６ 運転者
７ 緩衝部材
Ｎ 表示エリア
Ｌ 表示光

Claims (3)

1. 表示光を生成して出力する表示器を備え、前記表示光を運転席よりも前方側に設けられる透光性の被投影部に照射し、この表示光を実景と重ねて視認させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示器から出射された表示光を反射する第１のミラーと、この第１のミラーによって反射された前記表示光を更に前記被投影部へ向かって反射する第２のミラーと、
   前記表示器及び前記第１，第２のミラーを収容する筐体と、を備え、
   前記第１のミラーは、前記第２のミラーへ向かって反射した前記表示光を前記第２のミラーへ到達する前に車両の上下方向にクロスさせる曲率を有した曲面形状を有し、
   前記筐体の底面には、このクロス位置に対応して前記筐体の外側から凹む凹部を設けることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記凹部には、緩衝部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記凹部には、配線用クランプが設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。

Images