JP5776157B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード等の表示素子を備えたヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に表示光を投影し、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば、特許文献１に開示されている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、透明な出光部２を備えたハウジング３に表示器４及び反射鏡５を収容したものであり、車両のダッシュボード内に配設される（図５参照）。

表示器４は、発光ダイオード表示パネル６と、この発光ダイオード表示パネル６が発した表示光を出射範囲Ｓに広げるマイクロレンズ群７ａを有する光学素子７と、表示光が通過する窓部８ａを有するカバー８と、発光ダイオード表示パネル６が搭載されるベース部９とを有している（図６及び図７参照）。発光ダイオード表示パネル６は、矩形の表示領域Ａを有しており、この表示領域Ａに種々の図形や文字を表示することができる。光学素子７のマイクロレンズ群７ａは、発光ダイオード表示パネル６の表示領域Ａと同形状の領域に配設されている。カバー８の窓部８ａは、表示光の出射範囲Ｓに対応するように、発光ダイオード表示パネル６の表示領域Ａよりも大きくなっている。

特開２００６−１１１６８号公報

しかしながら、反射鏡５を介して太陽光が表示器４に入射したとき、マイクロレンズ群７ａの周辺部が視認されてしまう虞があった。つまり、マイクロレンズ群７ａが配設された所定範囲（即ち、表示領域Ａ）と、カバー８の窓部８ａとの間の領域Ｄが額縁のように見えてしまうため、表示品位が低くなるという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、表示品位が良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、所定領域Ａに配設された複数の画素を有し表示光Ｌを発する表示素子２１と、前記表示素子２１が発した前記表示光Ｌを屈折させる光学素子２２と、前記光学素子２２が屈折した前記表示光Ｌを前記表示素子２１の前記所定領域Ａよりも広い範囲で出射する窓部２３ａを有するカバー２３と、を有する表示ユニット１５と、前記光学素子２２が屈折した前記表示光Ｌを反射する反射面を有するミラーユニット１６と、前記ミラーユニット１６が反射した前記表示光Ｌを出射する出光部４４を有し前記表示ユニット１５と前記ミラーユニット１６を収容するハウジング１７と、を備えたヘッドアップディスプレイ装置１１であって、
前記光学素子２２は、前記表示素子２１からの前記表示光Ｌを入射する第１のマイクロレンズ群２２ａと、前記第１のマイクロレンズ群２２ａの周辺に前記表示素子２１からの前記表示光Ｌを入射しない第２のマイクロレンズ群２２ｂを有し、
前記光学素子のマイクロレンズ群２２ａ，２２ｂは、前記窓部２３ａよりも広い領域Ｃに配設されるものである。

また、本発明の前記表示ユニット１５は、前記ミラーユニット１６が反射した外光の光軸に対して傾斜して配置される透光性カバー１９を有するケース体１８に配置されるものである。

また、本発明の前記ハウジング１７は、外光が前記表示ユニット１５に入射することを防ぐ遮光壁１７ｃを有するものである。

マイクロレンズ群の周辺部が目立たなくなり、表示品位が低くなる虞がすくない。

本発明の実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す発光ダイオード表示パネルの正面図。 同上実施形態を示す発光ダイオード表示パネルの断面図。 従来例を示す断面図。 同上従来例を示す発光ダイオード表示パネルの正面図。 同上従来例を示す発光ダイオード表示パネルの断面図。

以下、添付の図面に基づいて、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置１１に適用した一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１１は車両のダッシュボード１２内に配設されている（図２参照）。ヘッドアップディスプレイ装置１１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により車両ドライバー１４に反射される。車両ドライバー１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置１１は、表示器１５，ミラーユニット１６等をハウジング１７に収容したものである。表示器１５は、略角筒形状のケース体１８内に配置されている。ケース体１８の前端部には透光性カバー１９が保持されている。透光性カバー１９は、透光性樹脂からなるものであり、光軸に対して傾斜配置されている。ミラーユニット１６を介して表示器１５に入射した太陽光Ｍは、透光性カバー１９によって下方に反射されるため、反射光が凹面鏡３０に戻って車両ドライバー１４に達して、車両ドライバー１４が眩しさを感じることがない。ケース体１８の後端部は、後述する放熱部材に固定されている。

ミラーユニット１６は、凹面鏡３０，保持部材３１及びステッピングモータ３２を有している。凹面鏡３０は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３０ａを形成したものである。反射面３０ａは凹面となっており、表示ユニット１５が発した表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３０は保持部材３１に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３１は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４及び軸部３５が一体に形成されている。保持部材３１の軸部３５はハウジング１７に軸支されている。

ステッピングモータ３２の回動軸には歯車３７が取付けられており、この歯車３７は、保持部材３１の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３０は保持部材３１と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３２により凹面鏡３０を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。車両ドライバー１４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３０の角度を調整する。

４０は放熱部材であり、この放熱部材４０は、ハウジング１７の開口部１７ａに配設されている。放熱部材４０は、図示しないビスによってフランジ部４０ａでハウジング１７に固定されている。放熱部材４０は、平板形状の多数の放熱フィン４０ｂを有しており、発光ダイオード２２が発した熱をハウジング１７の外に放出する。４２は長方形環状のパッキング部材であり、このパッキング部材４２は、放熱部材４０と、ハウジング１７の開口部１７ａの間を塞ぐことによって、ハウジング１７の中に塵埃が入ることを防いでいる。

ハウジング１７には表示器１５及びミラーユニット１６が収容される。ハウジング１７には表示光Ｌが出射する出光部４４が設けられている。この出光部４４は透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１７には遮光壁１７ｃが設けられており、太陽光等の外光が表示ユニット１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１７ｃは平板形状になっており、ハウジング１７の上部から斜めに垂下するように形成されている。

次に、図３及び図４に基づいて、表示器１５について詳述する。表示器１５は、発光ダイオード表示パネル（表示素子）２１と、配線部２１ｂの全域に配設されたマイクロレンズ群２２ａ，２２ｂを有する光学素子２２と、表示光Ｌが通過する窓部２３ａを有するカバー２３と、発光ダイオード表示パネル２１が搭載されるベース部２４とを有している。発光ダイオード表示パネル２１は、矩形の表示領域（所定領域）Ａを有しており、種々の図形や文字を表示することができる。カバー２３の窓部２３ａは、表示光Ｌの出射範囲Ｓに対応するように、表示領域Ａよりも大きくなっている。

光学素子２２のマイクロレンズ群２２ａ，２２ｂは、発光ダイオード表示パネル２１の表示領域Ａよりも広い領域Ｃに配設されている。光学素子２２のマイクロレンズ群２２ａは、発光ダイオード表示パネル２１が発した表示光Ｌを屈折させて出射範囲Ｓに広げるものである。光学素子２２のマイクロレンズ群２２ｂはマイクロレンズ群２２ａの周辺に配設されている。マイクロレンズ群２２ｂはダミーマイクロレンズであり、マイクロレンズ群２２ｂには、発光ダイオード表示パネル２１が発した表示光Ｌは入射しない。

本実施形態によれば、光学素子２２がマイクロレンズ群２２ｂを有するため、マイクロレンズ群２２ａの周辺が額縁にように視認されることがなく、表示品位が良好である。なお、光学素子２２のマイクロレンズ群２２ａとマイクロレンズ群２２ｂとは、光線透過率が異なるものであっても良いし、光線透過率が同一であっても良い。また、光学素子２２に反射防止コートを施しても良い。

１９ 透光性カバー
２１ 発光ダイオード表示パネル（表示素子）
２２ａ マイクロレンズ群
２２ｂ マイクロレンズ群
２３ａ 窓部
Ａ 表示領域（所定領域）
Ｌ 表示光

Claims (3)

1. 所定領域に配設された複数の画素を有し表示光を発する表示素子と、前記表示素子が発した前記表示光を屈折させる光学素子と、前記光学素子が屈折した前記表示光を前記表示素子の前記所定領域よりも広い範囲で出射する窓部を有するカバーと、を有する表示ユニットと、前記光学素子が屈折した前記表示光を反射する反射面を有するミラーユニットと、前記ミラーユニットが反射した前記表示光を出射する出光部を有し前記表示ユニットと前記ミラーユニットを収容するハウジングと、を備えたヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記光学素子は、前記表示素子からの前記表示光を入射する第１のマイクロレンズ群と、前記第１のマイクロレンズ群の周辺に前記表示素子からの前記表示光を入射しない第２のマイクロレンズ群を有し、
   前記光学素子のマイクロレンズ群は、前記窓部よりも広い領域に配設されることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示ユニットは、前記ミラーユニットが反射した外光の光軸に対して傾斜して配置される透光性カバーを有するケース体に配置され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。
3. 前記ハウジングは、外光が前記表示ユニットに入射することを防ぐ遮光壁を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
   

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