JP2019194710A - 特に自動車用のディスプレイ、特にヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ、特に、車両ドライバーの視野に仮想イメージを表示するためのヘッドアップディスプレイ【解決手段】前記ディスプレイ１は前記仮想イメージを表示するための半反射ブレード５と、イメージを前記半反射ブレード５に投射するための一つまたは複数の光学素子３、７とを備え、前記ディスプレイ１は、前記ディスプレイ１が停止されたとき、前記ディスプレイ１が作動しているときの前記一つまたは複数の光学素子３、７の位置を通過する軌道で前記半反射ブレード５が格納されるように前記光学素子３、７を動かすように構成される。【選択図】図３

Description

本発明はディスプレイに関し、特にヘッドアップディスプレイ、特に自動車用のものに関する。

ヘッドアップディスプレイと称されるディスプレイを車両に装備する方法が知られている。この種の装置は、車両のフロントガラスの方を向いた車両ドライバーの視野に仮想イメージを表示する。このディスプレイ装置（表示装置）は、通常、イメージ生成装置と、ディスプレイ装置の構造に特有の光学部品とを備えている。この種の装置は、例えば、車速、外部温度、案内情報、エンジンの回転数などの一般的なタイプの情報をドライバーに提供する。

特に、計器パネルから突出しているコンバイナーと称される半反射ブレードによって、仮想イメージを生成する公知のヘッドアップディスプレイがある。このコンバイナーは、通常、計器パネルの下に格納可能に取り付けられ、特に、ヘッドアップディスプレイが使用されていないとき、機械的ストレスや天候条件及び塵埃から保護されるようになっている。ヘッドアップディスプレイの全体のサイズは、イメージ生成装置と関連する光学部品とがすぐ近くに存在しているにもかかわらず、この格納のために空いたままにしておかなければならない空間によって影響を受ける。

本発明の目的はこのディスプレイを改良することであり、そのため、ディスプレイ、特に、自動車ドライバーの視野に仮想イメージを表示するためのヘッドアップディスプレイを提案する。前記ディスプレイは前記仮想イメージを表示するための半反射ブレードと、イメージを前記半反射ブレードに向けて投射するための一つまたは複数の光学素子とを備える。前記ディスプレイは、前記ディスプレイが停止されたとき、前記ディスプレイが作動しているときの前記一つまたは複数の光学素子の位置を通過する軌道で前記半反射ブレードが格納されるように前記一つ又は複数の光学素子を動かすように構成される。

このように、半反射ブレードの格納は、ディスプレイの作動中に近くに位置するディスプレイの一つの部品、又は複数の部品のうちの少なくとも一つの動きと関連する。これは、これらの部品が、ディスプレイが停止されたとき、固定された幾何学的位置に制限されず、それらの幾何学的位置から半反射ブレードの格納のために空いた空間へ動くことができるからである。前記格納は、従って、前記部品の幾何学的位置によって空間的に制約されることが少ない。

特に、半反射ブレードの前記格納に対して最も障害となる部品を上記のように構成することは有益である。

本発明の種々の実施態様は、別々に、あるいは組み合わされると考えられてよいが、次のとおりである。
− 前記ディスプレイは、格納後に前記半反射ブレードを保護するように構成される。
− 前記ディスプレイは、格納後に外部衝撃、及び／又は、塵埃から前記半反射ブレードを保護するカバー、キャップ又はケーシングを備える。
− 前記ケーシングは、格納後に、前記半反射ブレードを天候の変動、特に水滴から保護するように構成された隔離筐体である。
− 前記ケーシングは、前記一つ又は複数の光学素子を収容する。
− 前記半反射ブレード及び前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つは、ディスプレイが停止したとき、使用位置から半反射ブレードの格納位置までの、及び／又はその逆の、前記半反射ブレードの前記格納のための移動を可能にする一つまたは複数の機械的移動装置に取り付けられる。
− 前記複数の機械的装置は、特に、使用位置から前記半反射ブレードの格納位置まで、又はその逆に、前記半反射ブレード及び前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つが組み合わされた動きをするように構成される。
− 前記一つ又は複数の機械的装置は、特に、ディスプレイの使用位置から前記半反射ブレードの格納位置まで、又はその逆に、前記半反射ブレード及び前記一つの光学素子又は前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つを、逐次に及び／又は同時に、動かすことができる。
− 前記光学素子は、イメージ生成装置と、必要に応じて前記イメージを伝送するための光学部品と、を備える。
− 前記イメージ生成装置及び／又はイメージ伝送のための前記光学部品のうちの少なくとも一つは、ディスプレイの使用位置から、前記半反射ブレードの前記格納を可能にする空間を解放する位置まで、及び／又はその逆に動くことができる。
− 前記イメージ生成装置は、回転移動可能であり、特に前記イメージ生成装置を通る軸の回りに回転移動可能である。
− イメージを伝達するための前記一つ又は複数の光学部品は固定されている。
− 前記半反射ブレードは、例えば前記イメージ生成装置の回転軸に平行な、離れた軸の回りを回転運動するため旋回軸上に配置される。
− 前記半反射ブレードを動かすための機械的装置は、イメージ生成装置に対して横方向に位置する。
− 前記ディスプレイは前記機械的装置の動きを制御するための制御装置を備える。
− 前記装置は、前記半反射ブレード及び／又は前記可動の光学素子を使用位置に位置決めするための停止部材を備え、これにより、イメージの正確な形成を容易にする。

本発明のこれらの特徴及び利点、更に他の点は、添付図を参照して、本発明の実施態様の下記の説明からより十分に明らかになるであろう。

図１は、本発明によるイメージディスプレイの使用位置における概略部分立面図である。 図２は、格納過程におけるコンバイナーを備えた図１のディスプレイ装置の同様な図である。 図３は、格納過程におけるコンバイナーを備えた図１のディスプレイ装置の同様な図である。 図４は、コンバイナーが格納位置にあるディスプレイを示す前述の図に類似した図である。

図は本発明を適用するために詳細に本発明を示し、また、前記図は、必要であれば、本発明をより詳細に定義するため、利用できることが明らかであることに留意すべきである。

下記の説明において、同一符号は類似の、または同一の部材を示すために使用される。

図１に示すように、本発明は、自動車前方の状況をフロントガラスを通して注視する自動車ドライバーの視野に仮想イメージを表示するためのヘッドアップディスプレイとも称されるディスプレイ１に関する。

ディスプレイ１は、前記仮想イメージを表示するための半反射ブレード５と、イメージを前記半反射ブレードに向けて投射するための一つまたは複数の光学素子３、７とを備えている。

前記イメージ投射用の一つ又は複数の光学素子は、特に、イメージ生成装置３を含む。
このイメージ生成装置３は、例えば、レーザータイプの光線を放射する不図示の一つ以上の光源を有するスキャニングプロジェクターを含む。これらの光源は、例えば、レーザー光源、一般的にレーザーダイオードであり、各レーザー光源は単色光線、即ち一つの色からなる光線を放射する。

前記イメージ生成装置３は、典型的には、三つの光源を含み、前記光源のそれぞれから個々に放射されたビームを、一緒にすることによって、組み合わせて、一つの光線を形成するように構成されている。

また、前記スキャニングプロジェクターは、光線を水平に、且つ、垂直に動かして前記イメージ生成装置３のアウトプットに、特にディフューザーのような表面にイメージを形成する機能を有するスキャンジェネレータも備えている。

光線の移動方向におけるイメージ生成装置３の下流において、前記ディスプレイは、この場合、前記イメージ投射用の一つ又は複数の光学素子のうちの他の部品即ち前記イメージを伝送するための光学部品７と、コンバイナーとも称される前記半反射ブレード５と、を備えている。

前記光学伝送部品７は、イメージ生成装置３によって放射された光線をコンバイナーに向けて反射するために使用できる。これは、ミラーであってもよい。

前記コンバイナーは、ディスプレイを備えた車両のフロントガラスを越えて、前記半反射ブレードによって提供された仮想スクリーン上にイメージを表示することができる。

本発明によれば、前記ディスプレイは、停止されたときに、ディスプレイが作動しているときの前記光学素子３の位置を通る軌道で前記反射ブレード５を格納するように前記光学投射素子３、７を動かすように構成される。換言すると、通常固定されている前記イメージ投射用の光学素子は、半反射ブレード５が通過することができるようにシフトできるように移動可能にされる。

従って、半反射ブレード５は、単純な機構によって短い軌道で格納できる。この機構は、ディスプレイの光学素子の位置によって制約されない。

より正確には、前記ディスプレイ１は、格納後に前記半反射ブレード５を保護するように構成されている。この目的ために、前記ディスプレイ１は、図示のように、カバー、キャップまたはケーシング９を備え、前記半反射ブレード５のためのハウジングを画定し、格納後に半反射ブレードを外部衝撃及び／又は塵埃から保護している。

前記ケーシング９は、有利には、前記半反射ブレード５を、格納後に、天候の変動、特に水滴から保護するように構成された隔離筐体である。

ケーシング９は、また、前記光学投射素子３、７も収容し、それらは結果として保護されてもいる。

前記半反射ブレード５と、前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つ、この場合イメージ生成装置３とが、一つまたは複数の機械的移動装置（不図示）に取り付けられ、ディスプレイが停止されたとき、特に図３に示すように、使用位置（図１）から半反射ブレードの格納位置（図４）まで、及び／又はその逆に、半反射ブレード５の前記格納のためにそれらを移動することができる。

前記一つまたは複数の機械的装置は、半反射ブレード５と、前記一つの光学素子及び／又は前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つ、この場合には前記イメージ生成装置３とを、使用位置から半反射ブレード５の格納位置までの、及び／又はその逆の、組み合わせた移動を可能にするように構成される。それらは、半反射ブレード５及び／又はディスプレイの光学素子３を支持する、一般的な機械的装置、例えば、三角の組立体又は平行四辺形又は他の装置のような形態をとることができる。

従って、前記一つまたは複数の機械的装置は、前記半反射ブレード５及び前記一つまたは複数の光学素子を、特に、ディスプレイの使用位置から半反射ブレードの格納位置まで、及び／又はその逆に、連続的に、及び／又は同時に移動できる。

図２に示す例によれば、前記イメージ生成装置３は、前記イメージ生成装置３を通る軸ｄの回りを回転移動可能である。この軸ｄは車両の平面にある、即ち、車両の通常の走行状態において実質的に水平である。

イメージを伝送するための前記光学部品、即ち、この場合のミラー７は固定されている。

不図示の変形例によれば、ディスプレイの光学ミラーは、ディスプレイが停止されたとき、前記半反射ブレードを格納するように移動可能である。この可能性は、反射ブレードの形状と、車両の計器パネルの下方に反射ブレードを収容することができる空間とに応じて考慮されてよい。

前記半反射ブレード５は、例において、当該ブレードから離れた旋回軸上に配置されて回転運動する。この軸は、例えば、前記イメージ生成装置の回転軸ｄに平行で、且つ前記イメージ生成装置の上方に位置する。より正確には、それは、イメージ生成装置の横方向に隣り合う下方支持装置１１に固定される。この支持装置１１はそれ自体が、ディスプレイが停止されたときに、半反射ブレード５を実質的に垂直な使用位置から、ブレードが前記ケーシングへ引き込まれる図４の前記格納位置まで移動させるための機械的装置に固定されている。後者の位置において、半反射ブレード５はこの場合、ディスプレイのケーシング９内で保護されている間、イメージ生成装置３の真上にあるか、或いは、後者と隣り合ってさえいる。

半反射ブレードのこの機械的及び／又は支持装置１１は、この場合、イメージ生成装置に対して横に位置し、電動モータによって駆動されるリンク機構又はパンタグラフ機構の形態をとってもよい。

前記ディスプレイは、又、前記電動モータによる前記機械的装置の動き、この場合、イメージ生成装置３の動きを制御するための制御装置を備えてもよい。

実施態様の不図示の変形例によれば、半反射ブレードは、ディスプレイの光学部品に取り付けることができる。あるいは、実際上は、複数の光学素子のうちの一つの支持体に、例えば、イメージ生成装置の出力光線の一部を反射するミラーの支持体に取り付けることができる。このとき、この光学素子は、ディスプレイの停止時に、半反射ブレード５を使用位置から半反射ブレード５の格納位置に、又その逆に移動するように動くことができる。光学素子は、好ましくは、制御装置によって制御される一つ以上の電動モータによって動かされる。

このように、本発明は、特に、半反射ブレード即ちコンバイナーを格納するための機構を単純化できる車両用のディスプレイを提供する。

Claims (15)

1. ディスプレイ（１）、特に、車両ドライバーの視野に仮想イメージを表示するためのヘッドアップディスプレイであって、前記ディスプレイ（１）は前記仮想イメージを表示するための半反射ブレード（５）と、イメージを前記半反射ブレード（５）に投射するための一つまたは複数の光学素子（３、７）とを備え、前記ディスプレイ（１）は、前記ディスプレイ（１）が停止されたとき、前記ディスプレイ（１）が作動しているときの前記一つまたは複数の光学素子（３、７）の位置を通過する軌道で前記半反射ブレード（５）が格納されるように前記光学素子（３、７）を動かすように構成されていることを特徴とするディスプレイ（１）。
2. 格納後に前記半反射ブレード（５）を保護するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ（１）。
3. 格納後に外部衝撃及び／又は塵埃から前記半反射ブレード（５）を保護する、カバー、キャップまたはケーシング（９）を備えることを特徴とする、請求項２に記載のディスプレイ（１）。
4. 前記ケーシング（９）は、有利なことに、格納後に、前記半反射ブレード（５）を天候の変動、特に水滴から保護するように構成された隔離筐体であることを特徴とする、請求項３に記載に記載のディスプレイ（１）。
5. 前記筐体すなわちケーシング（９）は、前記光学素子（３、７）を収容することを特徴とする、請求項３又は４に記載のディスプレイ（１）。
6. 前記半反射ブレード（５）及び前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子（３、７）のうちの少なくとも一つは、一つまたは複数の機械的移動装置（１１）に取り付けられ、ディスプレイが停止されたとき、使用位置から前記半反射ブレード（５）の格納位置までの、又はその逆の、前記半反射ブレード（５）の前記格納のための移動を可能にすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のディスプレイ（１）。
7. 前記一つまたは複数の機械的装置（１１）は、前記半反射ブレード（５）及び前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子（３、７）のうちの少なくとも一つが、組み合わされた動きをするように構成されたことを特徴とする、請求項６に記載のディスプレイ（１）。
8. 前記一つまたは複数の機械的装置（１１）は、前記半反射ブレード（５）及び前記一つの光学素子若しくは前記複数の光学素子のうちの少なくとも一つ（３）を、逐次に及び／又は同時に動かすことができることを特徴とする、請求項６又は７に記載のディスプレイ（１）。
9. 前記複数の光学素子（３、７）はイメージ生成装置（３）と、必要に応じて前記イメージを伝送するための光学部品（７）と、を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載のディスプレイ。
10. 前記イメージ生成装置（３）及び／又はイメージ伝送のための前記光学部品（７）のうちの少なくとも一つは、前記ディスプレイ（１）の使用位置から前記半反射ブレード（５）の前記格納を可能とする空間を解放する位置まで、及び／又はその逆に、移動可能であることを特徴とする、請求項９に記載のディスプレイ（１）。
11. イメージ伝送のための一つ又は複数の前記光学部品（７）は固定されていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のディスプレイ（１）。
12. 前記イメージ生成装置（３）は、前記イメージ生成装置（３）を通る軸ｄの回りを回転移動可能であることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のディスプレイ（１）。
13. 前記半反射ブレード（５）は、前記イメージ生成装置（３）の回転軸ｄに平行な離れた軸の回りを回転運動するため旋回軸上に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載のディスプレイ（１）。
14. 前記半反射ブレード（５）を動かすための前記機械的装置（１１）は、前記イメージ生成装置（３）に対して横方向に位置することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載のディスプレイ（１）。
15. 前記機械的装置（１１）の動きを制御するための制御装置を備えることを特徴とする、請求項６〜１４のいずれか一項に記載のディスプレイ（１）。

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