JP2019119396A - 表示装置および表示装置の設置方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】多くの部材を共用可能な表示装置を提供すること。【解決手段】映像を表示する表示器と、表示器に表示された映像の映像表示光を、湾曲形状に形成されて視認者に対面して配置されたウィンドシールドに向けて反射する凹面鏡51と、表示器と凹面鏡51とが組み付けられた筐体10と、を備え、凹面鏡51は、筐体10とウィンドシールドと視認者との相対的な位置関係に応じて、筐体10の基準面において回転させて筐体10に対する角度を調整可能である。【選択図】図10

Description

本発明は、表示装置および表示装置の設置方法に関する。
例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置(以下、「HUD(Head Up Display)装置」という。)が知られている。車両のウィンドシールドは、前後方向および左右方向に湾曲している。右ハンドル車の運転者用に設置するHUD装置と左ハンドル車の運転者用に設置するHUD装置とは、HUD装置から運転者の視点に向かう光線経路が異なる。このため、右ハンドル車の運転者用に設置するHUD装置と左ハンドル車の運転者用に設置するHUD装置とは、光線経路が異なるようにそれぞれ設計して別の部品を配置することを要する。
右ハンドル車用と左ハンドル車用とで一部の部材を共用することができる車両用装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2014−119718号公報
特許文献1では、一部の部材を共用することができるが、共用することができない部材もある。そこで、より多くの部材を共用することが望まれる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多くの部材を共用可能な表示装置および表示装置の設置方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、湾曲形状に形成されて視認者に対面した反射部に向けて反射する凹面鏡と、前記表示器と前記凹面鏡とが組み付けられた筐体と、を備え、前記凹面鏡は、前記筐体と前記反射部と前記視認者との相対的な位置関係に応じて、前記筐体の基準面において回転させて前記筐体に対する角度を調整可能である、ことを特徴とする。
本発明に係る表示装置の設置方法は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、湾曲形状に形成されて視認者に対面した反射部に向けて反射する凹面鏡と、前記表示器と前記凹面鏡とが組み付けられた筐体と、を備える表示装置の設置方法であって、前記視認者が、対称面に対して対称な曲率を有する湾曲形状に形成された前記反射部に対面した第一位置に位置する場合と、前記対称面に対して第一位置と対称な第二位置に位置する場合とにおいては、前記筐体を、前記表示器に表示された前記映像の前記映像表示光の第一中心光線と前記反射部において反射して前記視認者に届く第二中心光線との間の角度の2倍の角度を被取付部に対して回転させた取り付け姿勢に調整し、前記凹面鏡を、前記第一中心光線の、前記筐体の基準面における法線と前記凹面鏡の前記基準面における中心線との間の角度の2倍の角度を前記筐体の前記基準面において回転させた角度に調整する。
本発明によれば、多くの部材を共用することができるという効果を奏する。
図1は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図2は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図3は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。 図4は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。 図5は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。 図6は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットの平面図である。 図7は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットとカバーユニットとの平面図である。 図8は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置から運転者に向かう光線経路を説明する図である。 図9は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置から運転者に向かう光線経路を説明する図である。 図10は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図11は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図12は、第二実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図13は、第二実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図14は、第三実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図15は、第三実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。 図16は、透過部が連動して回転しない場合のヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットと透過部との平面図である。
以下に添付図面を参照して、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置(表示装置。以下、「HUD(Head Up Display)装置」という。)1の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
以下の説明においては、HUD装置1を車両の運転席の前方に搭載した状態で各方向を定義する。前後方向とは、車両直進時の進行方向と平行な方向であり、運転席側に向かう方向を前後方向の「後」、前方のウィンドシールドS側に向かう方向を前後方向「前」とする。左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。運転席側から見て、左手側が「左」、右手側が「右」である。上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および鉛直方向は、3次元で直交する。また、車両が平坦な路面上に位置するときの路面と平行な面を車両水平面という。
[第一実施形態]
図1ないし図7を参照して、HUD装置1について説明する。図1は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。図2は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。図3は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。図4は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。図5は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。図6は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットの平面図である。図7は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットとカバーユニットとの平面図である。
HUD装置1は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報を、車両の前方に虚像として投影して運転者(視認者)Dに認識させる。HUD装置1は、凹面鏡ユニット5から投射された映像表示光がウィンドシールドSにおいて反射されて、視認者に虚像として認識される。
車両のウィンドシールドSは、上下方向および左右方向に湾曲している。より詳しくは、ウィンドシールドSは、ウィンドシールドSの左右方向中央部を通り、前後方向に平行で、車両水平面に対して垂直な平面である対称面Vに対して対称な曲率を有する湾曲形状に形成されている。このため、HUD装置1の姿勢を、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいて調整可能にすることによって、右ハンドル車および左ハンドル車のどちらの運転者D用にも設置可能にする。右ハンドル車における運転者Dの着座位置が第一位置であり、左ハンドル車における運転者Dの着座位置が第二位置である。第一位置と第二位置とは、対称面Vに対して対称である。
HUD装置1は、表示器2と凹面鏡ユニット5とカバーユニット6と筐体10とを有する。本実施形態では、HUD装置1は、表示器2と凹面鏡ユニット5との間の光線経路上に第一折返鏡3と第二折返鏡4とを有する。
筐体10は、被取付部である車両のダッシュボートの下側に配置される。筐体10は、下筐体11と上筐体12とを組み付けて箱形状に形成されている。筐体10は、内部の空間に表示器2と第一折返鏡3と第二折返鏡4と凹面鏡ユニット5とが組み付けられている。
筐体10は、筐体10とウィンドシールドSと運転者Dとの相対的な位置関係に応じて、基準面である車両水平面において回転させて、車両のダッシュボートに対する取り付け姿勢が調整可能である。本実施形態では、筐体10を車両に取り付ける取付部および車両側に形成される被取付部は説明を省略する。なお、車両の被取付部は、対称面Vに対して対称である。
下筐体11は、底壁である壁部111と側壁である壁部112と開口部113と一対の内壁部114と空間部115と凸部116とを有する。壁部111と壁部112と一対の内壁部114と凸部116とは、一体に形成されている。
壁部111は、平面状に形成されている。本実施形態では、壁部111は、上下方向視において七角形状に形成されている。壁部111には、筐体10内に収容される各部材が取り付けられている。本実施形態では、壁部111は、HUD装置1が車両に設置された状態において、車両水平面(被取付部の基準面)と平行な平面状に形成されている。壁部111の延在する平面を筐体10の基準面とする。
壁部112は、壁部111の周縁から上方に立設されている。壁部112は、壁部111の周縁の一部を除いて配置されている。言い換えると、壁部112は、壁部111の周方向において開口部113を有する。
開口部113は、HUD装置1が組み付けられた状態で、凹面鏡ユニット5のケーシング53が露出する。
一対の内壁部114は、壁部112より内側に、向かい合って形成されている。一対の内壁部114は、壁部111から上方に立設されている。内壁部114の端部は、壁部112の周方向の端部に連なって配置されている。内壁部114は、上下方向視において円弧状に湾曲した曲面状に形成されている。内壁部114は、ケーシング53の壁部532の一部である湾曲部532aに対応した円弧状である。
空間部115は、開口部113と連通し、壁部111と一対の内壁部114とで囲まれた空間である。空間部115には、凹面鏡ユニット5が組み付けられる。
凸部116は、空間部115に面した壁部111に配置されている。凸部116は、壁部111から上方に立設されている。凸部116は、円柱状に形成されている。凸部116は、凹面鏡ユニット5の孔部537に挿通される。凸部116の中心線は、凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転するときの回転中心である。本実施形態では、凸部116の真上に、凹面鏡ユニット5において中心光線が通過する点が位置付けられている。
一対の支持部117は、一対の内壁部114に一体に形成されている。支持部117は、内壁部114より肉厚に形成されている。一対の支持部117には、HUD装置1が組み付けられた状態で、凹面鏡ユニット5のケーシング53の一対のフランジ部534が載置される。
雌ネジ部118は、一対の支持部117に形成されている。雌ネジ部118は、凹面鏡ユニット5と筐体10とを締結する雄ネジと螺合する。雌ネジ部118は、右ハンドル車の運転者D用に設置した場合と、左ハンドル車の運転者D用に設置した場合とにおいて、筐体10に対する凹面鏡ユニット5の角度を適切な位置に位置決め可能である。本実施形態では、雌ネジ部118は、各支持部117に形成された雌ネジ部118Rと雌ネジ部118Lとを有する。雌ネジ部118Rによって凹面鏡ユニット5を締結することで、右ハンドル車の運転者D用の適切な設置角度に凹面鏡ユニット5が位置決めされる。雌ネジ部118Lによって凹面鏡ユニット5を締結することで、左ハンドル車の運転者D用の適切な設置角度に凹面鏡ユニット5が位置決めされる。同一の支持部117に形成された雌ネジ部118Rと雌ネジ部118Lとは、長孔535の調整幅と合わせ、凹面鏡ユニット5の取付け角が2×B°を満たせる位置に形成されている。本実施形態では、凹面鏡ユニット5の取付け角が、例えば、10°を満たせる位置に形成されている。
上筐体12は、下筐体11と向かい合って配置されている。上筐体12は、蓋部である壁部121と側壁である壁部122と開口部123と切欠部124と凹部125と目盛128とを有する。壁部121と壁部122とは一体に形成されている。
壁部121は、平面状に形成されている。壁部121は、下筐体11と上筐体12とを組み付けた状態において、壁部111と対面する。本実施形態では、壁部121は、上下方向視において壁部111と対応する七角形状に形成されている。
壁部122は、壁部121の周縁から下方に立設されている。壁部122は、下筐体11と上筐体12とを組み付けた状態では、壁部112と連なり、筐体10の側壁になる。壁部122は、壁部121の周縁の一部を除いて配置されている。言い換えると、壁部122は、壁部121の周方向において開口部123を有する。
開口部123は、下筐体11と上筐体12とを組み付けた状態において、開口部113と連通する。開口部123は、HUD装置1が組み付けられた状態で、凹面鏡ユニット5のケーシング53が露出する。
切欠部124は、壁部121において開口部123と連通する位置に形成されている。切欠部124は、下筐体11と上筐体12とを組み付けた状態において、開口部113と開口部123と連通する。切欠部124は、凹面鏡ユニット5から投射されウィンドシールドSに向かう映像表示光を通過させる。
凹部125は、壁部121の表面121aであって、切欠部124の周縁に形成されている。凹部125は、表面121aより下方に凹んでいる。凹部125は、周縁の一部である湾曲部125aが円弧状に形成されている。凹部125には、HUD装置1が組み付けられた状態で、カバーユニット6の枠部621が載置される。
目盛128は、筐体10に対する凹面鏡ユニット5の回転角度を測定する。目盛128は、壁部121の表面121aに配置されている。目盛128は、凹面鏡ユニット5の回転方向に、例えば、1°ごとの等間隔で配置されている。
表示器2は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)または有機EL(Organic Electro‐Luminescence)ディスプレイなどを含むディスプレイである。表示器2は、図示しない表示制御部からの映像信号に基づいて表示面に映像を表示する。表示器2の表示面に表示された映像の映像表示光は、第一折返鏡3に入射する。
第一折返鏡3は、反射面が表示器2の表示面および第二折返鏡4の反射面と対面している。第一折返鏡3は、表示器2から入射した映像表示光を第二折返鏡4へ向けて反射させる。
第二折返鏡4は、反射面が第一折返鏡3の反射面および凹面鏡ユニット5の凹面鏡51の反射面と対面している。第二折返鏡4は、第一折返鏡3から入射した映像表示光を凹面鏡51へ向けて反射させる。
凹面鏡ユニット5は、凹面鏡51と駆動部52とケーシング53とを組み付けた構成である。
凹面鏡51は、映像表示光の中心光線の通過点である凹面鏡中心を通り、車両水平面に対して垂直な平面である凹面鏡対称面に対して対称な曲率を有する。凹面鏡51は、反射面が第二折返鏡4の反射面およびウィンドシールドSの反射面と対面している。凹面鏡51は、第二折返鏡4から入射した映像表示光をウィンドシールドSに向けて反射する。凹面鏡51が反射した映像表示光は、ウィンドシールドSにおいて反射されて、視認者に虚像として認識される。凹面鏡51は、凹面鏡中心が凸部116の真上に位置する。
凹面鏡51は、筐体10とウィンドシールドSと運転者Dとの相対的な位置関係に応じて、壁部111において回転させて、筐体10に対する角度を調整可能である。
孔部511は、凹面鏡中心の真下に形成されている。孔部511は、ケーシング53の凸部536と嵌合する円柱状に形成されている。
駆動部52は、運転者Dの座高の違いによる見下ろし角度を調整するため、凹面鏡51の傾きを調整する。駆動部52は、凹面鏡51の反射面と反対側に配置されている。駆動部52は、凹面鏡中心を通り、壁部111に平行に配置された回転軸521と図示しない駆動源とを有する。回転軸521は、凹面鏡51と連結されている。駆動部52は、駆動源によって回転軸521を回転して凹面鏡51の傾きを調整する。
ケーシング53は、凹面鏡51と駆動部52とを収容する。ケーシング53は、底壁である壁部531と側壁である壁部532と開口部533と一対のフランジ部534と長孔(第二位置決め部)535と凸部536と孔部537とを有する。壁部531と壁部532と一対のフランジ部534と凸部536とは一体に形成されている。
壁部531は、平面状に形成されている。壁部531は、凹面鏡ユニット5を筐体10に組み付けた状態において、壁部111と対面する。
壁部532は、壁部531の周縁から上方に立設されている。壁部532は、壁部531の周縁の一部を除いて配置されている。言い換えると、壁部532は、壁部531の周方向において開口部533を有する。壁部532は、凹面鏡ユニット5を筐体10に組み付けた状態において、凹面鏡51の反射面の反対側と対面する。壁部532は、湾曲部532aが上下方向視において円弧状に湾曲した曲面状に形成されている。湾曲部532aは、内壁部114に対応した円弧状である。言い換えると、凹面鏡ユニット5を筐体10に組み付けた状態において、内壁部114と湾曲部532aとは向かい合う。また、凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転するとき、内壁部114に沿って湾曲部532aが摺動する。これにより、内壁部114と湾曲部532aとによって、筐体10と凹面鏡ユニット5との間に隙間が生じることが抑制される。
開口部533は、凹面鏡ユニット5が組み付けられた状態において、凹面鏡51の反射面が露出する。開口部533は、凹面鏡ユニット5から投射されウィンドシールドSに向かう映像表示光を通過させる。
一対のフランジ部534は、壁部532から半径方向の外側に張り出している。一対のフランジ部534は、凹面鏡ユニット5を筐体10に組み付けた状態において、一対の支持部117上に載置される。
長孔535は、フランジ部534に形成されている。長孔535は、凹面鏡ユニット5の回転方向に対応した円弧状に形成されている。長孔535を雌ネジ部118とが重なるように、一対の支持部117と一対のフランジ部534とを重ね合わせた状態で、締結部材で締結する。これにより、右ハンドル車の運転者D用に設置した場合と、左ハンドル車の運転者D用に設置した場合とにおいて、筐体10に対する凹面鏡ユニット5の角度を適切な位置に位置決め可能である。より詳しくは、長孔535を雌ネジ部118Rと重ね合わせた状態で締結部材で締結することで、右ハンドル車の運転者D用の適切な設置角度に位置決めされる。長孔535を雌ネジ部118Lと重ね合わせた状態で締結部材で締結することで、左ハンドル車の運転者D用の適切な設置角度に位置決めされる。本実施形態では、長孔535は、右ハンドル車および左ハンドル車に設置する際に、凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転して位置付けられる範囲を含んで形成されている。さらに、長孔535は、様々な車種の右ハンドル車および左ハンドル車に設置する際に、凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転して位置付けられる範囲を含んで形成されていることが好ましい。
凸部536は、壁部531の上方に面した表面に形成され、孔部511と嵌合する円柱状に形成されている。凸部536は、凹面鏡ユニット5が組み付けられた状態において、凹面鏡中心の真下に配置されている。
孔部537は、壁部531の表面と反対側の裏面に形成され、凸部116と回転可能に係合する円柱状に形成されている。孔部537は、凹面鏡ユニット5が組み付けられた状態において、凹面鏡中心の真下に配置されている。
このように構成されたケーシング53に、凹面鏡51と駆動部52とが組み付けられる。このように構成された凹面鏡ユニット5は、筐体10に組み付けられる。凹面鏡ユニット5は、凹面鏡ユニット5を筐体10に組み付けた状態において、凸部116を中心にして、筐体10に対して一体として回転する。凹面鏡ユニット5は、筐体10に対して、例えば、20°程度の角度の範囲で回転可能である。
カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5の上部を覆うカバーである。カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5および筐体10の内部への埃の進入を規制する。カバーユニット6は、凹面鏡51からウィンドシールドSに向かう映像表示光を透過する。カバーユニット6は、透過部61とホルダ62とを有する。
透過部61は、凹面鏡51の反射面において反射してウィンドシールドSに向かう映像表示光を透過する。言い換えると、透過部61は、映像表示光を筐体10から投射する。透過部61は、透明で、平面状の板材で形成されている。透過部61は、矩形状に形成されている。
ホルダ62は、透過部61を支持する支持部である。ホルダ62は、枠部621と開口部622と一対の庇部623と基準線624とを有する。
枠部621は、平面状の板材で形成されている。枠部621は、開口部622を覆って配置された透過部61の周縁を覆う。枠部621は、壁部121の凹部125に係合する形状に形成されている。枠部621は、周縁の一部である湾曲部621aが、凹部125の湾曲部125aに対応した円弧状に形成されている。
開口部622は、枠部621の中央部に矩形状に形成されている。開口部622は、透過部61によって覆われている。
一対の庇部623は、枠部621から下方に立設されている。一対の庇部623は、凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転するとき、凹面鏡51と内壁部114との間に隙間が生じることを抑制する。一対の庇部623は、凹面鏡ユニット5が回転するとき、表示器2からの表示光の広がりにより、下筐体11の壁面114等に反射する光を遮ることと、外部から凹面鏡周辺部の構造が見えないよう規制する。
基準線624は、枠部621の表面に配置されている。基準線624は、HUD装置1が組み付けられた状態で、目盛128と向かい合う。基準線624は、目盛128を指示して、筐体10に対する凹面鏡ユニット5の回転角度を測定可能とする。
このような構成のカバーユニット6は、凹面鏡ユニット5に組み付けられる。これにより、カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する回転に連動して、筐体10に対して回転する。
次に、このように構成されたHUD装置1の設置方法と作用とについて説明する。
図8、図9を参照して、このように構成されたHUD装置1を、右ハンドル車の運転者D用に設置した場合と、左ハンドル車の運転者D用に設置した場合とにおける光線経路について説明する。図8は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置から運転者Dに向かう光線経路を説明する図である。図9は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置から運転者Dに向かう光線経路を説明する図である。左右の区別を要しない場合、左右を区別せずに説明する。説明の簡略化のため、HUD装置1は、表示器2と凹面鏡51とを備え、折返鏡を含まない構成として説明する。上下方向視における筐体10は、前後方向に長い長方形状である。
図8に示すように、表示器2から投射する第一中心光線K1は、凹面鏡51に入射する。凹面鏡51において反射した中心光線は、ウィンドシールドSにおいて反射して、第二中心光線K2として運転者Dに届く。第二中心光線K2の延びる方向が、上下方向視において前後方向と平行な方向になるようにHUD装置1の姿勢を調整して車両に取り付ける。図8に示す例では、第二中心光線K2の延びる方向が、左右方向視において、ウィンドシールドSから運転者Dに向かって傾斜している。
図9に示すように、右ハンドル車の運転者D用に設置したHUD装置1をHUD装置1とする。HUD装置1は、右ハンドル車の運転者Dの前方のダッシュボードに設置される。上下方向視において筐体10の長辺は、前後方向に対して傾いている。表示器2から投射する第一中心光線K1は、上下方向視における筐体10の長辺と平行な方向に延びている。第一中心光線K1は、前後方向に対して傾いている。第一中心光線K1と第二中心光線K2との間の角度はA°である。凹面鏡51の中心線Lは、第一中心光線K1の法線Nに対して角度B°傾いている。
図9に示すように、左ハンドル車の運転者D用に設置したHUD装置1をHUD装置1とする。HUD装置1は、左ハンドル車の運転者Dの前方のダッシュボードに設置される。HUD装置1は、凹面鏡51の凹面鏡中心が凹面鏡51の凹面鏡中心と対称面Vに対して対称な位置に位置付けられている。HUD装置1は、HUD装置1を車両水平面において反時計回りに角度2×A°回転した位置に位置付けられている。第一中心光線K1と第二中心光線K2との間の角度は、A°である。さらに、凹面鏡51は、凹面鏡51を車両水平面において時計回りに角度2×B°回転した位置に位置付けられている。言い換えると、凹面鏡51の中心線Lと凹面鏡51の中心線Lとの間の角度は2×B°である。このように姿勢が調整されたHUD装置1において、凹面鏡51の中心線Lは、表示器2から入射する第一中心光線K1の法線Nに対して、角度B°傾いている。
このように、HUD装置1とHUD装置1とにおいて、凹面鏡51からウィンドシールドSに向かう中心光線および第二中心光線K2と、凹面鏡51からウィンドシールドSに向かう中心光線および第二中心光線K2とが、車両の左右方向中央部を通り前後方向に平行な対称面Vに対して鏡像になる。また、第一中心光線K1と第一中心光線K1とが、対称面Vに対して鏡像になる。さらに、表示器2の表示面の対称面Vに対する傾きと、表示器2の表示面の対称面Vに対する傾きとが、対称面Vに対して鏡像になる。さらに、凹面鏡51の中心線Lの対称面Vに対する傾きと、凹面鏡51の中心線Lの対称面Vに対する傾きとが、対称面Vに対して鏡像になる。
これらより、運転者Dから見える虚像の左右方向が水平となるHUD装置1の設置条件は、HUD装置1とHUD装置1とを、表示器2から凹面鏡51へ向かう第一中心光線K1とウィンドシールドSから運転者Dのアイポイントへ向かう第二中心光線K2との角度A、第一中心光線K1の車両水平方向の法線Nと凹面鏡51の車両水平方向の中心線Lとの角度Bが、対称面Vに対して鏡像になるように設置すればよい。なお、角度A、角度Bは、ウィンドシールドSの湾曲および車種ごとの取付角度に応じて設定される。
このため、右ハンドル車の運転者D用に設置するときと左ハンドル車の運転者D用に設置するときとでは、下記の(条件i)と(条件ii)とを満たすように設置すればよい。(条件i)と(条件ii)とを満たすことで、運転者Dに対しても適切な虚像を視認させることが可能になる。
(条件i)運転者D用に設置する場合、筐体10を、車両水平面と平行な平面において運転者D用に設置した姿勢から反時計回りに角度2×A°回転させた姿勢に位置付ける。
(条件ii)さらに、運転者D用に設置する場合、凹面鏡51を、筐体10内において車両水平面と平行な平面において運転者D用に設置した姿勢から時計回りに角度2×B°回転させた姿勢に位置付ける。
図7、図10を参照して、HUD装置1を、右ハンドル車の運転者D用に設置する設置方法について説明する。図10は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、右ハンドル車の運転者D用に設置した図である。図7において、実線は、右ハンドル車の運転者D用に設置したHUD装置1の凹面鏡ユニット5とカバーユニット6とを示す。
筐体10の車両に対する取り付け姿勢の調整について説明する。本実施形態では、筐体10の壁部111が車両水平面と平行で、かつ、筐体10の壁部122の位置調整基準面122aが車両の前後方向と平行になるように筐体10を右ハンドル車の運転者Dの前方のダッシュボードに取り付ける。
凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢の調整について説明する。カバーユニット6の基準線624が目盛128Rを指示するように、凹面鏡ユニット5を筐体10に対して回転する。そして、一対の支持部117上に一対のフランジ部534を重ね合わせ、雌ネジ部118Rと長孔535とを重ね合わせた状態で、凹面鏡ユニット5と筐体10とを雄ネジによって締結する。
カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢に合わせた位置に位置付けられている。
図7、図11を参照して、HUD装置1を、左ハンドル車の運転者D用に設置する設置方法について説明する。図11は、第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す図であり、左ハンドル車の運転者D用に設置した図である。図7において、破線は、左ハンドル車の運転者D用に設置したHUD装置1の凹面鏡ユニット5とカバーユニット6とを示す。
筐体10の車両に対する取り付け姿勢の調整について説明する。本実施形態では、筐体10の壁部111が車両水平面と平行で、かつ、筐体10の壁部122の位置調整基準面122aが車両の前後方向に対して反時計回りに2×A°回転させて筐体10を左ハンドル車の運転者Dの前方のダッシュボードに取り付ける。
凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢の調整について説明する。カバーユニット6の基準線624が目盛128Lを指示するように、凹面鏡ユニット5を筐体10に対して時計回りに角度2×B°回転する。そして、一対の支持部117上に一対のフランジ部534を重ね合わせ、雌ネジ部118Lと長孔535とを重ね合わせた状態で、凹面鏡ユニット5と筐体10とを雄ネジによって締結する。
カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢に合わせた位置に位置付けられている。
このようにして、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいてHUD装置1の筐体10の車両に対する取り付け姿勢と、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢とを調整する。このようにすることにより、右ハンドル車および左ハンドル車のどちらの運転者Dに対しても適切な虚像を視認させる。
上述したように、本実施形態は、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいて、筐体10の車両に対する取り付け姿勢と、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢とをそれぞれに適した位置に調整する。本実施形態によれば、一つのHUD装置1によって、右ハンドル車および左ハンドル車のどちらの運転者Dに対しても適切な虚像を視認可能に設置することができる。このように、本実施形態によれば、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいて、多くの部材を共用することができる。
本実施形態は、雌ネジ部118と長孔535とを重ね合わせて締結することによって、凹面鏡ユニット5を筐体10に対して回転して位置決めした状態で固定することができる。さらに、本実施形態によれば、雌ネジ部118と長孔535とを重ね合わせる位置を調整することによって、様々な車種の右ハンドル車および左ハンドル車に対して1つのHUD装置1を適切に設置することができる。
本実施形態は、表示器2から凹面鏡51の間に第一折返鏡3と第二折返鏡4とを配置して、筐体10内において光線経路を折り返す。これにより、本実施形態は、筐体10の小型化を実現して、車両に納まる筐体10の大きさを実現することができる。
本実施形態は、カバーユニット6は、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する回転に連動して、筐体10に対して回転する。これにより、本実施形態は、HUD装置1を右ハンドル車と左ハンドル車とで共用する際に、凹面鏡ユニット5の姿勢に応じて、映像表示光が通過するのに必要な部分に透過部61が位置付けられる。本実施形態によれば、透過部61を小型化することができる。
これに対して、図16に示すように、凹面鏡ユニット5の回転に連動して回転しない透過部200が設置されている場合について説明する。図16は、透過部が連動して回転しない場合のヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡ユニットと透過部との平面図である。右ハンドル車に設置した場合と左ハンドル車に設置した場合とにおいては凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転しているため、凹面鏡51からウィンドシールドSに投射する光線経路が大きく異なる。このため、HUD装置1を右ハンドル車と左ハンドル車とで共用する際に、透過部200を大きくする必要がある。
本実施形態では、駆動部52が凹面鏡51の反射面と反対側に配置されている。これにより、本実施形態は、凹面鏡ユニット5を回転させたとき、駆動部52が凹面鏡51から投射する光線経路上に位置しないので、凹面鏡51および凹面鏡ユニット5を小型化することができる。本実施形態は、凹面鏡ユニット5が小型化されることによって、筐体10における他の光学部材の配置の自由度を増やすことができる。
本実施形態では、凹面鏡ユニット5の壁部532の湾曲部532aの外形を円弧状として、筐体10の内壁部114を湾曲部532aに合わせた円弧状とする。これにより、本実施形態は、凹面鏡ユニット5を回転させたときに、表示器2の映像表示光が筐体10と凹面鏡ユニット5との合わせ目などから漏れ出ることを規制することができる。
本実施形態は、筐体10側に凹面鏡ユニット5が筐体10に対して回転するときの回転中心である凸部116が配置され、凹面鏡ユニット5側に凸部116に係合可能な孔部537が形成されている。本実施形態によれば、凹面鏡ユニット5の車両水平面上の角度を精度よく調整することができる。
本実施形態は、目盛128と基準線624とによって、車種ごとや右ハンドル車、左ハンドル車など取り付ける車両に合わせて、凹面鏡ユニット5の角度設定を適切かつ容易に行うことができる。
[第二実施形態]
図12、図13を参照して、HUD装置1Aについて説明する。図12は、第二実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。図13は、第二実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。図12、図13においては、説明の簡略化のために、一部の部材を省略して図示している。HUD装置1Aは、基本的な構成は第一実施形態のHUD装置1と同様である。以下の説明においては、HUD装置1と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態では、HUD装置1Aは、特定の車種の車両の右ハンドル車と左ハンドル車とに取り付けられるものとする。これにより、角度A、角度Bは、当該車種にのみ対応可能に設定すればよい。
本実施形態では、説明を簡単にするため、HUD装置1Aは、折返し鏡を有していないものとして説明する。例えば、HUD装置1Aは、表示器2Aと凹面鏡ユニット5Aと透過部61Aと筐体10Aとを有する。
筐体10Aには、向かい合う一対の側壁部に形成されたフランジ部13Aに雌ネジ部14Aが形成されている。雌ネジ部14Aは、筐体10Aと被取付部とを締結する雄ネジと螺合する。本実施形態では、雌ネジ部14Aは、各フランジ部13Aに形成された雌ネジ部14ARと雌ネジ部14ACと雌ネジ部14ALとを有する。
HUD装置1Aを当該車種の右ハンドル車に取り付ける際には、雌ネジ部14ARおよび雌ネジ部14ACと、車両の被取付部とを締結する。HUD装置1Aを当該車種の左ハンドル車に取り付ける際には、雌ネジ部14ALおよび雌ネジ部14ACと、車両の被取付部とを締結する。これらの雌ネジ部14Aによって、HUD装置1Aは、運転者D用に設置する場合と運転者D用に設置する場合とで、車両水平面と平行な平面において角度2×A°回転させた姿勢に調整される。
凹面鏡ユニット5Aは、凹面鏡51Aと雄ネジ部54Aとを有する。凹面鏡51Aは、凹面鏡ユニット5A内において筐体10Aに対する角度が調節可能である。雄ネジ部54Aは、雌ネジ部54ARと雌ネジ部54ALとが配置されている。
HUD装置1Aを当該車種の右ハンドル車に取り付ける際には、雌ネジ部54ARと筐体10Aの被取付部とを締結する。HUD装置1Aを当該車種の左ハンドル車に取り付ける際には、雌ネジ部54ALと筐体10Aの被取付部とを締結する。これらの雌ネジ部54Aによって、凹面鏡51Aは、運転者D用に設置する場合と運転者D用に設置する場合とで、車両水平面と平行な平面において角度2×B°回転させた姿勢に調整される。
透過部61Aは、HUD装置1Aが右ハンドル車と左ハンドル車のどちらに設置された状態でも、凹面鏡51AからウィンドシールドSに投射する光線を遮らない形状に設定されている。
上述したように、本実施形態は、特定の車種の車両に取り付ける場合、雌ネジ部14Aによって、運転者D用に設置する場合と運転者D用に設置する場合とで、筐体10Aの車両に対する取り付け姿勢を容易に調節することができる。本実施形態は、特定の車種の車両に取り付ける場合、雄ネジ部54Aによって、運転者D用に設置する場合と運転者D用に設置する場合とで、凹面鏡ユニット5の筐体10に対する姿勢を容易に調節することができる。
このように、本実施形態によれば、特定の車種の車両に取り付ける場合、一つのHUD装置1に雌ネジ部14Aと雄ネジ部54Aとを形成しておくことによって、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいて、多くの部材を共有することができる。
[第三実施形態]
図14、図15を参照して、HUD装置1Bについて説明する。図14は、第三実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、右ハンドル車の運転者用に設置した図である。図15は、第三実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を車両に取り付けた状態を示す概略図であり、左ハンドル車の運転者用に設置した図である。HUD装置1Bは、基本的な構成は第一実施形態のHUD装置1および第二実施形態のHUD装置1Aと同様である。HUD装置1Bは、第二実施形態のHUD装置1Aを小型化したものである。より詳しくは、HUD装置1Bは、1枚の折返鏡を備える点で第一実施形態および第二実施形態と異なる。
HUD装置1Bは、表示器2Bと折返鏡3Bと凹面鏡ユニット5Bと透過部61Bと筐体10Bとを有する。
筐体10Bは、内部の空間に表示器2Bと折返鏡3Bと凹面鏡ユニット5Bとが組み付けられている。筐体10Bには、向かい合う一対の側壁部に形成されたフランジ部13Bに雌ネジ部14Bが形成されている。
表示器2Bは、表示面が折返鏡3Bの反射面と対面している。
折返鏡3Bは、反射面が表示器2Bの表示面および凹面鏡51Bの反射面と対面している。折返鏡3Bは、表示器2Bから入射した映像表示光を凹面鏡51Bへ向けて反射させる。折返鏡3Bを有することで、HUD装置1Bは小型化を実現している。
凹面鏡51Bは、反射面が折返鏡3Bの反射面およびウィンドシールドSの反射面と対面している。凹面鏡51Bは、折返鏡3Bから入射した映像表示光をウィンドシールドSに向けて反射する。
上述したように、本実施形態は、1つの折返鏡3Bを備えることによって、筐体10Bを小型化することができる。このように、本実施形態によれば、小型化したHUD装置1Bでも、右ハンドル車の運転者D用に設置する場合と左ハンドル車の運転者D用に設置する場合とにおいて、多くの部材を共用することができる。
さて、これまで本発明に係るHUD装置1について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
上記の説明では、HUD装置1は、第一折返鏡3と第二折返鏡4とを有するものとして説明したが、これに限定されない。HUD装置1は、少なくとも表示器2と凹面鏡ユニット5と車両に配置された筐体10とを有していればよい。HUD装置1は、さらに一つ以上の折返鏡を有していてもよい。
光学部材が同一平面内に平面的に配置されているものとして説明したが、これに限定されない。光学部材は、車両水平面に対して上下方向において高さを変えて立体的に配置されていてもよい。
雌ネジ部118は、雌ネジ部118Rと雌ネジ部118Lとを有するものとして説明したが、これに限定されない。HUD装置1が右ハンドル車に設置される場合は、雌ネジ部118Rのみを有する筐体10を使用し、HUD装置1が左ハンドル車に設置される場合は、雌ネジ部118Lのみを有する筐体10を使用してもよい。これにより、より簡単に位置決めすることができる。
枠部621は、平面状であるものとして説明したが、これに限定されない。枠部621は、透過部61の反射光対策として、傾斜した形状としてもよいし、湾曲した形状としてもよい。
1 HUD装置(表示装置)
2 表示器
3 第一折返鏡
4 第二折返鏡
5 凹面鏡ユニット
51 凹面鏡
53 ケーシング
534 フランジ部
535 長孔(第二位置決め部)
537 孔部
6 カバーユニット
61 透過部
62 ホルダ
623 庇部
624 基準線
10 筐体
11 下筐体
116 凸部
118 雌ネジ部(第一位置決め部)
12 上筐体
128 目盛
D 運転者(視認者)
K1 第一中心光線
K2 第二中心光線
L 中心線
N 法線
S ウィンドシールド(反射部)
V 対称面

Claims (8)

  1. 映像を表示する表示器と、
    前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、湾曲形状に形成されて視認者に対面した反射部に向けて反射する凹面鏡と、
    前記表示器と前記凹面鏡とが組み付けられた筐体と、
    を備え、
    前記凹面鏡は、前記筐体と前記反射部と前記視認者との相対的な位置関係に応じて、前記筐体の基準面において回転させて、前記筐体に対する角度を調整可能である、
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記筐体は、前記筐体と前記反射部と前記視認者との相対的な位置関係に応じて、前記基準面において回転させて、被取付部に対する取り付け姿勢が調整可能である、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記筐体は、前記視認者が、左右方向中央部を通り、前後方向に平行で、前記基準面に対して垂直な平面である対称面に対して対称な曲率を有する湾曲形状に形成された前記反射部に対面した第一位置に位置する場合と、前記対称面に対して第一位置と対称な第二位置に位置する場合とにおいて、前記表示器に表示された前記映像の前記映像表示光の第一中心光線と前記反射部において反射して前記視認者に届く第二中心光線との間の角度の2倍の角度を前記被取付部に対して回転させた取り付け姿勢に調整可能に配置され、
    前記凹面鏡は、前記視認者が前記第一位置に位置する場合と前記第二位置に位置する場合とにおいて、前記第一中心光線の前記基準面における法線と前記凹面鏡の前記基準面における中心線との間の角度の2倍の角度を前記筐体の前記基準面において回転させた角度に調整可能に配置されている、
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記筐体は、前記視認者が前記第一位置に位置する場合と前記第二位置に位置する場合とにおいて、前記第一中心光線の前記基準面における法線と前記凹面鏡の前記基準面における中心線との間の角度の2倍の角度を前記筐体の前記基準面において回転させた位置に位置決め可能な第一位置決め部を有し、
    前記凹面鏡は、前記第一位置決め部に対応して形成された第二位置決め部、を有し、前記第一位置決め部と前記第二位置決め部との位置を合せることによって、前記視認者が前記第一位置に位置する場合と前記第二位置に位置する場合とにおいて、前記筐体に対する角度が調節可能である、
    請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記第二位置決め部は、前記凹面鏡の前記筐体に対する回転方向に沿った長孔状に形成されている、
    請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記凹面鏡の上方に配置され、前記凹面鏡において反射して前記反射部に向かう前記映像表示光を透過し、前記凹面鏡の回転に連動して回転する透過部、
    を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 前記第一位置は、右ハンドル車の運転席であり、
    前記第二位置は、左ハンドル車の運転席であり、
    前記筐体は、前記視認者が右ハンドル車の運転席に位置する場合と左ハンドル車の運転席に位置する場合とにおいて、前記被取付部に対する取り付け姿勢を調整可能に配置され、
    前記凹面鏡は、前記視認者が前記右ハンドル車の運転席に位置する場合と前記左ハンドル車の運転席に位置する場合とにおいて、前記筐体に対する角度を調整可能に配置されている、
    請求項3または4に記載の表示装置。
  8. 映像を表示する表示器と、
    前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、湾曲形状に形成されて視認者に対面した反射部に向けて反射する凹面鏡と、
    前記表示器と前記凹面鏡とが組み付けられた筐体と、
    を備える表示装置の設置方法であって、
    前記視認者が、対称面に対して対称な曲率を有する湾曲形状に形成された前記反射部に対面した第一位置に位置する場合と、前記対称面に対して第一位置と対称な第二位置に位置する場合とにおいては、前記筐体を、前記表示器に表示された前記映像の前記映像表示光の第一中心光線と前記反射部において反射して前記視認者に届く第二中心光線との間の角度の2倍の角度を被取付部に対して回転させた取り付け姿勢に調整し、前記凹面鏡を、前記第一中心光線の、前記筐体の基準面における法線と前記凹面鏡の前記基準面における中心線との間の角度の2倍の角度を前記筐体の前記基準面において回転させた角度に調整する、
    表示装置の設置方法。
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