JP5979072B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
A.本実施例 :
A−1.装置構成 :
図1には、車両1のダッシュボード2内に搭載された本実施例のヘッドアップディスプレイ装置10が例示されている。図1(a)に示されるように本実施例のヘッドアップディスプレイ装置10は、画像が投影されて表示されるコンバイナー100と、コンバイナー100に表示する画像を投影する画像投影部12と、画像投影部12から投影された画像をコンバイナー100に向けて反射する凸面鏡14と、コンバイナー100の端面からコンバイナー100の内部に向けて光を放射するLEDユニット120と、画像投影部12やLEDユニット120の動作を制御する制御装置16などを備えている。
これら空気溝110のうち、運転席から見て右側の部分に形成された右向空気溝110Rは、コンバイナー100の下端面の近くから、右上方の右側方端面102に向かって緩やかに湾曲した形状に形成されている。また、運転席から見て左側の部分に形成された左向空気溝110Lは、コンバイナー100の下端面の近くから、左上方の左側方端面104に向けて緩やかに湾曲した形状に形成されている。更に、コンバイナー100の中央には、右側の側面が右側方端面102に向けて湾曲し、左側の側面が左側方端面104に向けて湾曲した中央空気溝110Cが形成されている。
また、コンバイナー100の下端面の複数箇所には、小さな仕切部108がコンバイナー100の厚さ方向に延設されている。
尚、LEDユニット120の右半分に設けられた青色LED122B、緑色LED122G、アーバン色LED122Uをまとめて右側LED122と称し、LEDユニット120の左半分に設けられた青色LED124B、緑色LED124G、アーバン色LED124Uをまとめて左側LED124と称することがある。
前述したように右向空気溝110Rおよび左向空気溝110Lは、コンバイナー100の下端面の近くから右上方の右側方端面102あるいは左上方の左側方端面104に向けて湾曲した形状に形成されているが、下端面付近の右向空気溝110Rあるいは左向空気溝110Lの下方の位置に、仕切部108が突設されている。また、下端面付近の中央空気溝110Cの下方にも仕切部108が突設されている。
そして、LEDユニット120の右側LED122および左側LED124は、それぞれの仕切部108と仕切部108との間に設けられている。
同様に、左側LED124に設けられた2つの青色LED124Bは、制御装置16のBL出力端子に接続されており、左側LED124の2つの緑色LED124Gは制御装置16のGL出力端子に接続され、左側LED124の2つのアーバン色LED124Uは、制御装置16のUL出力端子に接続されている。
そして、右側LED122あるいは左側LED124から放射された光は、コンバイナー100の下端面から進入した後、以下のようにしてコンバイナー100の右側方端面102あるいは左側方端面104に導かれる。
ここで、右向空気溝110Rの内部は空気で満たされている。また、空気の屈折率は、コンバイナー100を形成する材質(アクリル樹脂など)の屈折率よりも小さい。そして、屈折率の大きな媒体中を進行してきた光が、屈折率の小さな媒体に向かって、且つ、境界面に対して浅い角度で入射しようとすると、全ての光が境界面で反射される「全反射」と呼ばれる現象が生じる。この全反射が生じるための条件は、「屈折率の大きな媒体から屈折率の小さな媒体に向かって光が入射しようとすること」、および「屈折率が異なる媒体の境界面に対する光の入射角(境界面の法線との間の角度)が、それら屈折率で定まる臨界角よりも大きい(境界面に対して浅い角度で入射する)こと」であり、これらの条件は全反射の条件(あるいは全反射条件)と呼ばれることがある。尚、アクリル樹脂と空気との境界面での臨界角は、42〜43度程度であることが知られている。
また、右向空気溝110Rは右側方端面102に向かって緩やかに湾曲している。このため、矢印Dよりも上向きに光が放射された場合でも、右向空気溝110Rに対しては同じような角度で入射することになり、青色LED122Bからの光を右側方端面102に向けて効率よく反射することができる。
図6には、コンバイナー100の右側方端面102あるいは左側方端面104を光らせた時の運転席から見た様子が示されている。図6(a)にはコンバイナー100の右側方端面102を光らせた様子が示されている。このように右側方端面102を光らせると、危険物などが車両1の右側に存在することを、運転者は直感的に理解することができる。また、図6(b)にはコンバイナー100の左側方端面104を光らせた様子が示されている。このように左側方端面104を光らせると、運転者は車両1の左側に危険物など存在することを直感的に理解することができる。
その結果、右側LED122を点灯した場合には、図6(a)に示すように、右側方端面102および上端面106の右側部分だけを光らせることができる。また、左側LED124を点灯した場合には、図6(b)に示すように、左側方端面104および上端面106の左側部分だけを光らせることができる。このため運転者は、左右何れの方向に危険物が存在するかを、容易に認識することが可能となる。
尚、車両1の周辺の危険物は、周知の種々の方法を用いて検出することができる。たとえば、超音波ソナーやレーダーを用いれば、車両1の周辺に存在する危険物の位置を検出することができる。あるいは、車載カメラで車両1の周辺を撮影した画像を解析することによっても、危険物の位置を検出することができる。更に、所定の時間間隔で危険物の位置を検出することで、その危険物が自車両に衝突する危険度合いを評価する方法についても、周知の種々の方法が知られている。本実施例では、図示しない超音波ソナーやレーダー、車載カメラが車両1に搭載されており、制御装置16がこれらの機器から得られたデータあるいは画像を解析することによって、危険物が存在する方向や、その危険物の危険度合いを検出している。
上述した本実施例のコンバイナー100には、幾つかの変形例が存在する。以下では、変形例のコンバイナー100について、本実施例との相違点を中心として説明する。尚、変形例の中で、上述した本実施例と共通する部分については、本実施例と同じ番号を付すこととして詳細な説明は省略する。
上述した本実施例では、コンバイナー100の右側方端面102や、左側方端面104、上端面106は、コンバイナー100の表示面(画像が投影される面)に対して直角に形成されているものとして説明した。しかし、図8に示したように、コンバイナー100の右側方端面102、左側方端面104、および上端面106を、運転者に向けて斜めに形成しても良い。このとき、右側方端面102や左側方端面104、上端面106を傾ける方向は、運転者がこれらの端面を直接視認できる方向に傾けても良いし、逆方向に傾けても良い。
直接には視認できないものの、透明なコンバイナー100を通して、運転者がこれらの端面を視認できる方向に傾けても良い。
また、上述した実施例および変形例では、コンバイナー100の右側方端面102や、左側方端面104、上端面106のシボ加工が施された部分が光を乱反射するものとして説明した。しかし、右側方端面102や、左側方端面104、上端面106に到達した光を乱反射させることができるのであれば、必ずしもシボ加工を施す必要はない。
たとえば、透明な材質で形成されており、内部に光を散乱する微粒子を分散させた光拡散用の部材を、コンバイナー100の端面に設けることとしても良い。
そして、右側方光拡散部材112および左側方光拡散部材114には厚みがあるので、運転者は、右側方光拡散部材112あるいは左側方光拡散部材114が光っていることを容易に認識することが可能となる。
また、上述した実施例および変形例では、コンバイナー100に設けた空気溝110を用いて、右側方端面102あるいは左側方端面104に向けて光を反射させるものとして説明した。しかし、LEDユニット120から放射された光を右側方端面102あるいは左側方端面104に向けて反射させることができるのであれば、必ずしもコンバイナー100に空気溝110を設ける必要はない。
たとえば、LEDユニット120とコンバイナー100との間に、金属製あるいは金属メッキした反射鏡を設けておき、LEDユニット120から放射された光を、反射鏡を用いて右側方端面102あるいは左側方端面104に反射させることとしてもよい。
これに対して、上述した実施例あるいは各種の変形例では、コンバイナー100とは別に反射ユニット140を設ける必要がないので、部品点数が減少するため、簡単に且つ安価に製造することが可能となる。
14…凸面鏡、 16…制御装置、 100…コンバイナー、
102…右側方端面、 102d…右側方シボ面、 104…左側方端面、
104d…左側方シボ面、 106…上端面、 106d…上方シボ面、
106t…光透過面、 108…仕切部、 110…空気溝、
120…LEDユニット、 122…右側LED、 124…左側LED、
140…反射ユニット、 142…凸部。
Claims (6)
- 運転席の前方に設けられた透明な板状部材であるコンバイナーの表面に画像を投影することによって、該画像を該コンバイナーの前方の景色に重ねて表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナーの上端面あるいは下端面の一方の端面に沿って配列され、該一方の端面から該コンバイナーの内部に向けて光を放射する複数の光放射手段と、
複数の前記光放射手段の中の一部の該光放射手段に対して設けられて、該光放射手段が前記コンバイナーの内部に向けて放射した光を、該コンバイナーの一方の側方端面である第1側方端面に向けて反射する第1反射部と、
複数の前記光放射手段の中の一部の該光放射手段に対して設けられて、該光放射手段が前記コンバイナーの内部に向けて放射した光を、前記第1側方端面と対向する側方端面である第2側方端面に向けて反射する第2反射部と、
前記コンバイナーの前記第1側方端面に設けられて、該コンバイナーの内部を経由して該第1側方端面に到達した光を拡散させる第1拡散部と、
前記コンバイナーの前記第2側方端面に設けられて、該コンバイナーの内部を経由して該第2側方端面に到達した光を拡散させる第2拡散部と、
前記第1反射部が設けられた前記光放射手段、あるいは前記第2反射部が設けられた前記光放射手段の少なくとも一方を選択して駆動することにより、該駆動した光放射手段から光を放射させる駆動手段と
を備え、
前記コンバイナーには、複数の前記光放射手段が配列された前記端面から所定距離の範囲内に運転者から視認できない不可視領域が設けられており、
前記第1反射部および前記第2反射部は、前記不可視領域内に形成されて、前記光放射手段から放射された光の進行方向を斜めに遮る空気溝であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記空気溝は、前記光放射手段から放射された光を遮る側の側面が、該光の進行方向に対して全反射の条件を満たす角度に形成された空気溝であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 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であって、
前記第1拡散部は、前記コンバイナーの前記第1側方端面が凹凸形状に形成された部分であり、
前記第2拡散部は、前記コンバイナーの前記第2側方端面が凹凸形状に形成された部分であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナーは、前記第1側方端面および前記第2側方端面が、該コンバイナーに前記画像が投影される面に対して斜めに形成された部材であるヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記コンバイナーの上端面または下端面の中で前記光放射手段が配列されていない側の端面には、
前記第1側方端面に近い側および前記第2側方端面に近い側に、前記コンバイナーの内部を経由して到達した光を拡散させる光拡散部が設けられており、
前記第1側方端面の側の前記光拡散部と前記第2側方端面の側の前記光拡散部との間には、該光拡散部よりも光を透過させる光透過部が設けられているヘッドアップディスプレイ装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記光放射手段は、放射する光の色が異なる複数種類の該光放射手段が設けられており、
前記駆動手段は、放射する光の色を少なくとも1つ選択して、該選択した色の光を放射する前記光放射手段を駆動する手段であるヘッドアップディスプレイ装置。
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