JP7008267B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
本発明はヘッドアップディスプレイ装置に関する。
ヘッドアップディスプレイ装置は、運転者に運転に必要な情報などを車両の前方の景色と重ね合わせて虚像により表示する装置である。これにより、運転者は、運転中に大きな視線移動を行うことなく、必要な情報を把握することができる。
例えば特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置では、外光により表示が見えにくくなることを防止するため、ケース内に外光検出ユニットを設けて外光の照度を検出し、調整制御することが行われている。外光検出ユニットは、ケース内にビスで固定されている。
例えば特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置では、外光により表示が見えにくくなることを防止するため、ケース内に外光検出ユニットを設けて外光の照度を検出し、調整制御することが行われている。外光検出ユニットは、ケース内にビスで固定されている。
本発明は、光センサによる正確な外光検出ができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
視認者に虚像による表示を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示光を発する発光型表示器と、
前記表示光を反射する反射器と、
外光の照度を検出する外光検出ユニットと、
前記発光型表示器と前記反射器と前記外光検出ユニットを収容する内部空間と、前記反射器が反射した前記表示光を出射する開口窓部と、前記開口窓部を塞ぐ透光性カバーと、外部から外光を前記外光検出ユニットへ取り込むための貫通孔が形成され前記開口窓部から入射した外光が前記発光型表示器に入射することを防ぐ黒色の光遮蔽部と、を有するケースと、
前記光遮蔽部に貼付される低反射シートと、を備え、
前記低反射シートは、ポリエステル樹脂製のシート地と、前記シート地の前記光遮蔽部に対向する面である裏面に形成された接着層と、前記シート地の表面に形成されたウレタン樹脂製の発泡層と、を有する、
ことを特徴とする。
視認者に虚像による表示を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示光を発する発光型表示器と、
前記表示光を反射する反射器と、
外光の照度を検出する外光検出ユニットと、
前記発光型表示器と前記反射器と前記外光検出ユニットを収容する内部空間と、前記反射器が反射した前記表示光を出射する開口窓部と、前記開口窓部を塞ぐ透光性カバーと、外部から外光を前記外光検出ユニットへ取り込むための貫通孔が形成され前記開口窓部から入射した外光が前記発光型表示器に入射することを防ぐ黒色の光遮蔽部と、を有するケースと、
前記光遮蔽部に貼付される低反射シートと、を備え、
前記低反射シートは、ポリエステル樹脂製のシート地と、前記シート地の前記光遮蔽部に対向する面である裏面に形成された接着層と、前記シート地の表面に形成されたウレタン樹脂製の発泡層と、を有する、
ことを特徴とする。
本発明によれば、光センサによる正確な外光検出ができる。
以下、図面に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。
なお、以下の説明では、運転者１４から見た前後方向をＸ方向、運転者１４から見た左右方向をＹ方向、運転者から見た上下方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向を示す矢印が向く方向を＋（プラス）方向、その反対方向を－（マイナス）方向として説明する。
なお、以下の説明では、運転者１４から見た前後方向をＸ方向、運転者１４から見た左右方向をＹ方向、運転者から見た上下方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向を示す矢印が向く方向を＋（プラス）方向、その反対方向を－（マイナス）方向として説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置は、図１に示すように、車両１０のインストルメントパネル１１内部に配設された表示ユニットである表示装置１２が投射する表示光Ｌを投影部材である車両１０のフロントガラス１３で車両１０の運転者（視認者）１４の方向（－Ｘ方向）に反射させ、運転者１４に対して虚像Ｖの表示を行うものである。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１２の後述する発光型表示器２０から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３（投影部材）に照射（投射）し、この照射によって得られた虚像（表示像）Ｖを運転者１４に視認させるものである。これにより、運転者１４は、運転席の正面前方（＋Ｘ方向）に表示される虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置では、運転者（視認者）１４に虚像Ｖによる表示を視認させる場合に、外光により表示が見えにくくなることを防止するように表示の照度の調整が行われる。このため、ケース５０内に外光検出ユニット４０を設けて外光の照度を検出する必要があるが、外光検出ユニット４０は、これまでのビスによる固定に代えてフック方式によって簡単かつ確実にケース５０に固定できるようにしている。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、外光の照度を検出する光センサ（外光検出素子）４１と、光センサ（外光検出素子）４１を保持する素子ホルダ４２と、を有する外光検出ユニット４０と、外光検出ユニット４０が内部空間５３に収容され外部から外光が外光検出ユニット４０へ導光される貫通孔５７が形成されるケース５０と、を備えている。そして、ケース５０は、外光検出ユニット４０を係止する係止爪部６１を有するフック部材６０と、フック部材６０に向けて外光検出ユニット４０を付勢する弾性付勢部材６２と、弾性付勢部材６２とともに外光検出ユニット４０を挟み込む位置で外光検出ユニット４０に当たる回り止め部材６３と、を備えて構成されている。これにより、外光検出ユニット４０をフック部材６０、弾性付勢部材６２及び回り止め部材６３によってガタの発生を防止して確実にケース５０に固定できるようにしている。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、外光の照度を検出する光センサ（外光検出素子）４１と、光センサ（外光検出素子）４１を保持する素子ホルダ４２と、を有する外光検出ユニット４０と、外光検出ユニット４０が内部空間５３に収容され外部から外光が外光検出ユニット４０へ導光される貫通孔５７が形成されるケース５０と、を備えている。そして、ケース５０は、外光検出ユニット４０を係止する係止爪部６１を有するフック部材６０と、フック部材６０に向けて外光検出ユニット４０を付勢する弾性付勢部材６２と、弾性付勢部材６２とともに外光検出ユニット４０を挟み込む位置で外光検出ユニット４０に当たる回り止め部材６３と、を備えて構成されている。これにより、外光検出ユニット４０をフック部材６０、弾性付勢部材６２及び回り止め部材６３によってガタの発生を防止して確実にケース５０に固定できるようにしている。
ヘッドアップディスプレイ装置では、図２に示すように、表示装置１２は、表示光Ｌを発する発光型表示器２０と、反射器３０と、外光検出ユニット４０と、ケース５０とから主に構成されている。
発光型表示器２０は、例えば液晶表示素子２１と、レンズ２２と、光源２３と、配線基板２４と、筐体２５とから主に構成されている。
液晶表示素子２１は、例えば、ＴＦＴ型の液晶パネルの前後両面に偏光板を貼着したものが用いられる。液晶表示素子２１は、例えば、車両の速度等を表示する。レンズ２２は、アクリル等の透光性合成樹脂によって形成されており、液晶表示素子２１と光源２３の間に配置されている。光源２３は、例えば、適宜色で発光するチップ型発光ダイオードで構成される。光源２３からの光は、レンズ２２を介して、液晶表示素子２１を照明する。これにより、光源２３が発光すると、液晶表示素子２１からは、例えば、車両の速度等を表示する表示光Ｌが発せられる。
また、配線基板２４は、所定の配線パターンが形成された硬質回路基板からなり、マイクロコンピュータである後述する制御手段７０等が実装され、配線パターンに導通接続されている。筐体２５は、液晶表示素子２１とレンズ２２と光源２３と配線基板２４とを収容するものであり、液晶表示素子２１の表示面に対応する位置には、表示光Ｌを通過させるための略矩形状の開口部（図示せず）が形成されている。
また、配線基板２４は、所定の配線パターンが形成された硬質回路基板からなり、マイクロコンピュータである後述する制御手段７０等が実装され、配線パターンに導通接続されている。筐体２５は、液晶表示素子２１とレンズ２２と光源２３と配線基板２４とを収容するものであり、液晶表示素子２１の表示面に対応する位置には、表示光Ｌを通過させるための略矩形状の開口部（図示せず）が形成されている。
反射器３０は、液晶表示素子２１（発光型表示器２０）から発せられる表示光Ｌを反射させる凹面鏡（反射部材）３１と、この凹面鏡３１を保持するミラーホルダ３２とを備えている。
凹面鏡３１は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基材で構成され、凹面上に反射膜を蒸着形成して構成されている。凹面鏡３１は、ミラーホルダ３２に両面粘着テープにより接着されて取り付けられ、表面の反射膜がケース５０の透光性カバー５５と対向し、透光性カバー５５から臨める位置に傾斜状態にて配設される。なお、ミラーホルダ３２は、合成樹脂、例えば、ＡＢＳ樹脂からなり、ケース５０に固定される。これにより、凹面鏡３１は、液晶表示素子２１からの表示光Ｌを拡大し、拡大された表示光Ｌを、透光性カバー５５を通してフロントガラス１３に投射する。
凹面鏡３１は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基材で構成され、凹面上に反射膜を蒸着形成して構成されている。凹面鏡３１は、ミラーホルダ３２に両面粘着テープにより接着されて取り付けられ、表面の反射膜がケース５０の透光性カバー５５と対向し、透光性カバー５５から臨める位置に傾斜状態にて配設される。なお、ミラーホルダ３２は、合成樹脂、例えば、ＡＢＳ樹脂からなり、ケース５０に固定される。これにより、凹面鏡３１は、液晶表示素子２１からの表示光Ｌを拡大し、拡大された表示光Ｌを、透光性カバー５５を通してフロントガラス１３に投射する。
外光検出ユニット４０は、外光検出素子としての光センサ４１と、素子ホルダ４２と、光センサ４１が実装（配設）される回路基板４３とから構成されている。外光検出ユニット４０では、図２に示すように、光センサ４１は、回路基板４３上に実装されて素子ホルダ４２内に収容されている。素子ホルダ４２は、後述するように、ケース５０にフック部材６０で取り付けられる。
光センサ４１は、例えば、フォトダイオードが用いられており、外光の照度を検出して照度データを、後述する制御手段７０に出力するものである。
なお、光センサ４１の光軸は、車両１０の前方側（透光性カバー５５側、＋Ｘ方向）を向いており、車両前方からの外光の照度を検出する。
回路基板４３は、所定の回路パターンが形成された硬質回路基板からなり、光センサ４１が回路パターンに導通接続されている。なお、回路基板４３は、発光型表示器２０の配線基板２４と、図示しないハーネス等の配線部材によって電気的に接続されている。
光センサ４１は、例えば、フォトダイオードが用いられており、外光の照度を検出して照度データを、後述する制御手段７０に出力するものである。
なお、光センサ４１の光軸は、車両１０の前方側（透光性カバー５５側、＋Ｘ方向）を向いており、車両前方からの外光の照度を検出する。
回路基板４３は、所定の回路パターンが形成された硬質回路基板からなり、光センサ４１が回路パターンに導通接続されている。なお、回路基板４３は、発光型表示器２０の配線基板２４と、図示しないハーネス等の配線部材によって電気的に接続されている。
素子ホルダ４２は、例えば、黒色の合成樹脂材料によって形成されている。
素子ホルダ４２は、図４，図６及び図７に示すように、本体部４４を備えており、本体部４４は、底部分となる水平部（Ｘ－Ｙ平面上）４４ａと、水平部４４ａから上方（＋Ｚ方向）に突き出して背面部分となる垂直部４４ｂと、がＬ字状に一体に形成されている。本体部４４の垂直部４４ｂには、光センサ４１（図４では図示せず、図２参照）を包囲するため前方（＋Ｘ方向）が斜めに開口された略筒状の包囲部４５が一体に形成されている。素子ホルダ４２は、垂直部４４ｂの下部に後方（－Ｘ方向）に突き出して、板状の回路基板４３の下端面（－Ｚ方向、図７のケース５０を反転した場合の上端面（＋Ｚ方向））が装着される溝状の保持部４６が上方（＋Ｚ方向）に開口して形成されている。さらに、素子ホルダ４２は、板状の回路基板４３の上端面に形成した２箇所の凹状の段部４３ａを係止する基板フック４７を備えている。基板フック４７は、爪部４７ａを一端に有して保持部４６と対向し、他端が素子ホルダ４２の本体部４４から略水平（Ｘ－Ｙ平面上）に突き出すように、素子ホルダ４２と一体に合成樹脂材料で成形されて弾性を有している。
したがって、傾けた状態の回路基板４３の下端面を溝状の保持部４６に装着したのち、回路基板４３を立てるように起こして段部４３ａに基板フック４７を位置させて爪部４７ａを乗り越えるように押し込んで取り付ける。
これにより、溝状の保持部４６に下端面が装着された回路基板４３は、段部４３ａに入れられた基板フック４７のアーム部分で、上端面が押さえられて上下方向（Ｚ方向）の移動が規制され、段部４３ａに位置する基板フック４７で左右方向（Ｙ方向）の移動が規制される。さらに、本体部４４の垂直部４４ｂの背面と基板フック４７の爪部４７ａとで、回路基板４３の前後方向（Ｘ方向）の移動が規制され、回路基板４３は素子ホルダ４２にガタつくことなく、固定することができる。この素子ホルダ４２に回路基板４３を固定した状態では、光センサ４１の光軸が包囲部４５の中心軸上に位置するように固定される。
なお、素子ホルダ４２の本体部４４の水平部４４ａの両端部には、例えば、図４及び図７に示すように、ケース５０への固定のための矩形断面の固定用突起部４４ｃが左右（Ｙ方向）に突き出して形成されている。
素子ホルダ４２は、図４，図６及び図７に示すように、本体部４４を備えており、本体部４４は、底部分となる水平部（Ｘ－Ｙ平面上）４４ａと、水平部４４ａから上方（＋Ｚ方向）に突き出して背面部分となる垂直部４４ｂと、がＬ字状に一体に形成されている。本体部４４の垂直部４４ｂには、光センサ４１（図４では図示せず、図２参照）を包囲するため前方（＋Ｘ方向）が斜めに開口された略筒状の包囲部４５が一体に形成されている。素子ホルダ４２は、垂直部４４ｂの下部に後方（－Ｘ方向）に突き出して、板状の回路基板４３の下端面（－Ｚ方向、図７のケース５０を反転した場合の上端面（＋Ｚ方向））が装着される溝状の保持部４６が上方（＋Ｚ方向）に開口して形成されている。さらに、素子ホルダ４２は、板状の回路基板４３の上端面に形成した２箇所の凹状の段部４３ａを係止する基板フック４７を備えている。基板フック４７は、爪部４７ａを一端に有して保持部４６と対向し、他端が素子ホルダ４２の本体部４４から略水平（Ｘ－Ｙ平面上）に突き出すように、素子ホルダ４２と一体に合成樹脂材料で成形されて弾性を有している。
したがって、傾けた状態の回路基板４３の下端面を溝状の保持部４６に装着したのち、回路基板４３を立てるように起こして段部４３ａに基板フック４７を位置させて爪部４７ａを乗り越えるように押し込んで取り付ける。
これにより、溝状の保持部４６に下端面が装着された回路基板４３は、段部４３ａに入れられた基板フック４７のアーム部分で、上端面が押さえられて上下方向（Ｚ方向）の移動が規制され、段部４３ａに位置する基板フック４７で左右方向（Ｙ方向）の移動が規制される。さらに、本体部４４の垂直部４４ｂの背面と基板フック４７の爪部４７ａとで、回路基板４３の前後方向（Ｘ方向）の移動が規制され、回路基板４３は素子ホルダ４２にガタつくことなく、固定することができる。この素子ホルダ４２に回路基板４３を固定した状態では、光センサ４１の光軸が包囲部４５の中心軸上に位置するように固定される。
なお、素子ホルダ４２の本体部４４の水平部４４ａの両端部には、例えば、図４及び図７に示すように、ケース５０への固定のための矩形断面の固定用突起部４４ｃが左右（Ｙ方向）に突き出して形成されている。
ケース５０は、例えば黒色の合成樹脂材料にて箱状に形成されており、図２に示すように、中間部から上下（Ｚ方向）に分割された断面略凹状の上側ケース体５１と下側ケース体５２とで構成されている。ケース５０は、上側ケース体５１と下側ケース体５２とで形成される箱状の内部空間５３に、発光型表示器２０や反射器３０、外光検出ユニット４０等が収容される。
上側ケース体５１は、上面（車両１０のフロントガラス１３側（＋Ｚ方向の面））に、開口する開口窓部５４が形成されており、開口窓部５４を塞ぐように透光性カバー５５が配設されている。透光性カバー５５は、透光性の合成樹脂材料、例えば、アクリル樹脂からなり、下方に凸状の湾曲形状に形成され、反射器３０の凹面鏡３１で反射された表示光Ｌが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。透光性カバー５５には、遮蔽層５５ａが設けられており、例えば透光性カバー５５上に印刷された枠状の黒色印刷層で構成される。遮蔽層５５ａにより、ケース５０内への外光の入射を抑えるようにする。
透光性カバー５５により、凹面鏡３１によって反射された表示光Ｌは、透光性カバー５５を通じてフロントガラス１３に投影され、運転者１４に対し虚像Ｖの表示が行われる。
透光性カバー５５により、凹面鏡３１によって反射された表示光Ｌは、透光性カバー５５を通じてフロントガラス１３に投影され、運転者１４に対し虚像Ｖの表示が行われる。
ケース５０は、太陽光等の外光がケース５０の上面に設けた透光性カバー５５を通じて発光型表示器２０に入射することを防ぐための光遮蔽部５６を備えている。光遮蔽部５６は、外光が発光型表示器２０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）を防止するための遮光壁を構成し、上側ケース体５１の上面部５１ａから斜め前方に垂下するように一体に形成されている。光遮蔽部５６には、素子ホルダ４２に取り付けられた回路基板４３に実装された光センサ４１の光軸（Ｘ方向）に合わせて、包囲部４５の開口を介して外光を光センサ４１へ導くための貫通した貫通孔５７が形成してある。
ケース５０は、素子ホルダ４２をケース５０の上側ケース体５１に固定するためのフック部材６０などを備えている（例えば、図５参照）。すなわち、ケース５０は、外光検出ユニット４０を係止する係止爪部６１を有するフック部材６０と、フック部材６０に向けて外光検出ユニット４０を付勢する弾性付勢部材６２と、弾性付勢部材６２とともに外光検出ユニット４０を挟み込む位置で外光検出ユニット４０に当たる回り止め部材６３と、を備えて構成されている（図５～図７参照）。
フック部材６０は、図５に示すように、上側ケース体５１の上面部５１ａから下方（－Ｚ方向）に突き出すように一体に形成してあり、固定台部６０ａと弾性フック６０ｂとを対向させて構成され、素子ホルダ４２の大きさに合わせて左右（Ｙ方向）に間隔をあけて２組設けてある。固定台部６０ａには、Ｌ字状の段部６４が形成され、矩形断面の固定用突起部４４ｃの上面（＋Ｚ方向の面）及び前面（＋Ｘ方向の面）を当てることができるようにしてある。フック部材６０の先端部に形成される係止爪部６１は、弾性フック６０ｂの先端部に形成されており、固定台部６０ａの段部６４と対向して固定用突起部４４ｃの下面（－Ｚ方向の面）及び後面（－Ｘ方向の面）を押さえることができるように形成され、ケース５０と一体に形成されて弾性を有している。係止爪部６１は、下端から固定台部６０ａの段部６４側の上端に向けて厚さが増大する傾斜面を備えており、素子ホルダ４２を装着する場合のガイド部となる。
フック部材６０は、図５に示すように、上側ケース体５１の上面部５１ａから下方（－Ｚ方向）に突き出すように一体に形成してあり、固定台部６０ａと弾性フック６０ｂとを対向させて構成され、素子ホルダ４２の大きさに合わせて左右（Ｙ方向）に間隔をあけて２組設けてある。固定台部６０ａには、Ｌ字状の段部６４が形成され、矩形断面の固定用突起部４４ｃの上面（＋Ｚ方向の面）及び前面（＋Ｘ方向の面）を当てることができるようにしてある。フック部材６０の先端部に形成される係止爪部６１は、弾性フック６０ｂの先端部に形成されており、固定台部６０ａの段部６４と対向して固定用突起部４４ｃの下面（－Ｚ方向の面）及び後面（－Ｘ方向の面）を押さえることができるように形成され、ケース５０と一体に形成されて弾性を有している。係止爪部６１は、下端から固定台部６０ａの段部６４側の上端に向けて厚さが増大する傾斜面を備えており、素子ホルダ４２を装着する場合のガイド部となる。
フック部材６０は、ケース５０と合成樹脂で一体成形され、係止爪部６１を金型で形成する際に金型が通過する離型孔５８がケース５０に貫通して形成される（図５，図７及び図８参照）。離型孔５８は、固定台部６０ａと弾性フック６０ｂとの間に形成されることになり、２組のフック部材６０に対応して２つの離型孔５８が形成される。２つの離型孔５８は、光遮蔽部５６の外光検出用の貫通孔５７よりも外側（ケース５０の外壁面側（図８での＋Ｘ方向の壁面側）に形成されるようにしている。こうすることで、離型孔５８がケース５０の外側から見えにくくなり、見栄えを向上することができる。
一方で、離型孔５８は、光遮蔽部５６を貫通し外光が入射することになるため光遮蔽部５６の外面に、図９に示すように、低反射シート６５が貼り付けられて離型孔５８が塞がれるとともに、外光の反射を抑えている。
なお、低反射シート６５で離型孔５８を塞ぐ代わりに、離型孔５８が運転者１４から視認できないように、離型孔５８を透光性カバー５５に形成された遮蔽層５５ａで覆って隠蔽するようにしても良い（図２参照）。
低反射シート６５は、図１０に示すように、例えば、ポリエステル製のシート地６５ａの表面に、黒色に着色された発泡ウレタン６５ｂが塗布され、シート地６５ａの裏面には、両面テープなどの接着層６５ｃが設けられている。
低反射シート６５で、貫通した離型孔５８を上側ケース体５１の光遮蔽部５６の表面側から塞ぐことで、外光の反射や外光の入射を防止することができ、表示光Ｌが見えにくくなることを防止できる。
なお、離型孔５８は、他の素材によって塞ぐようにしても良く、低反射シート６５に限定するものでない。
また、反射を抑えるため、離型孔５８をシートなどで塞ぎ、黒色の塗料で塗装したり、シボ加工を施したシートで塞ぐようにしても良い。
一方で、離型孔５８は、光遮蔽部５６を貫通し外光が入射することになるため光遮蔽部５６の外面に、図９に示すように、低反射シート６５が貼り付けられて離型孔５８が塞がれるとともに、外光の反射を抑えている。
なお、低反射シート６５で離型孔５８を塞ぐ代わりに、離型孔５８が運転者１４から視認できないように、離型孔５８を透光性カバー５５に形成された遮蔽層５５ａで覆って隠蔽するようにしても良い（図２参照）。
低反射シート６５は、図１０に示すように、例えば、ポリエステル製のシート地６５ａの表面に、黒色に着色された発泡ウレタン６５ｂが塗布され、シート地６５ａの裏面には、両面テープなどの接着層６５ｃが設けられている。
低反射シート６５で、貫通した離型孔５８を上側ケース体５１の光遮蔽部５６の表面側から塞ぐことで、外光の反射や外光の入射を防止することができ、表示光Ｌが見えにくくなることを防止できる。
なお、離型孔５８は、他の素材によって塞ぐようにしても良く、低反射シート６５に限定するものでない。
また、反射を抑えるため、離型孔５８をシートなどで塞ぎ、黒色の塗料で塗装したり、シボ加工を施したシートで塞ぐようにしても良い。
また、光遮蔽部５６のケース５０の内部に、配線されるコードを押さえるコードクランプを一体に形成する場合にも、フック部材６０と類似の形状となり、離型孔が光遮蔽部５６に形成される場合がある。この場合にも、低反射シート６５で離型孔を塞ぐことで、外光の入射や外光の反射を抑えることができる。
ケース５０は、弾性付勢部材６２を備えている。弾性付勢部材６２は、フック部材６０による素子ホルダ４２の固定位置とは離れた回路基板４３の背面をフック部材６０に向けて付勢する。弾性付勢部材６２は、ケース５０の上面部５１ａから下方（－Ｚ方向）に突き出して垂下するように、左右（Ｙ方向）に間隔をあけて２箇所に形成してある。
２つの弾性付勢部材６２の間には、図５（ａ）および図７に示すように、外光検出ユニット４０に前面側から当てる回り止め部材６３がケース５０の上面部５１ａから下方に突き出して垂下するように１つの回り止め部材６３が一体に形成してある。
この回り止め部材６３は、外光検出ユニット４０の素子ホルダ４２の垂直部４４ｂ（２つの基板フック４７を連結する部分）に当てることで、２つの弾性付勢部材６２と協働して素子ホルダ４２を挟み込んで押さえるようにする。
これにより、素子ホルダ４２の２つのフック部材６０で取り付けられる部分を結ぶ方向（Ｙ方向）を中心軸（Ｙ方向の軸）として素子ホルダ４２が回転しようとする動きを抑制する回り止めとして機能する。
２つの弾性付勢部材６２の間には、図５（ａ）および図７に示すように、外光検出ユニット４０に前面側から当てる回り止め部材６３がケース５０の上面部５１ａから下方に突き出して垂下するように１つの回り止め部材６３が一体に形成してある。
この回り止め部材６３は、外光検出ユニット４０の素子ホルダ４２の垂直部４４ｂ（２つの基板フック４７を連結する部分）に当てることで、２つの弾性付勢部材６２と協働して素子ホルダ４２を挟み込んで押さえるようにする。
これにより、素子ホルダ４２の２つのフック部材６０で取り付けられる部分を結ぶ方向（Ｙ方向）を中心軸（Ｙ方向の軸）として素子ホルダ４２が回転しようとする動きを抑制する回り止めとして機能する。
素子ホルダ４２の上側ケース体５１への固定は、上側ケース体５１の光遮蔽部５６の貫通孔５７の中心に、素子ホルダ４２の包囲部４５の中心軸（Ｘ方向）が一致するように位置合わせをする。この後、素子ホルダ４２の水平部４４ａの両端部の固定用突起部４４ｃをフック部材６０の間に押し込むようにするとともに、回路基板４３の背面が弾性付勢部材６２の前面と接触し、垂直部４４ｂの前面が回り止め部材６３の背面と接触するように押し込む。
こうすることで、固定用突起部４４ｃがフック部材６０の固定台部６０ａの段部６４と弾性フック６０ｂの係止爪部６１とで上下（Ｚ方向）・左右（Ｙ方向）が挟まれて固定される。また、弾性付勢部材６２で素子ホルダ４２が前方（＋Ｘ方向）の固定台部６０ａの段部６４側に押し付けられることで、前後方向（Ｘ方向）のがたつきをなくして固定される。さらに、２つの弾性付勢部材６２と対向する回り止め部材６３とによって外光検出ユニット４０の素子ホルダ４２が挟み込まれ、素子ホルダ４２が取り付けられるフック部材６０を回転中心（Ｙ方向の軸）とするケース５０から離反するような回転が抑制される。
したがって、外光検出ユニット４０は、素子ホルダ４２を介してケース５０にフック部材６０で固定することができ、ガタ付きの発生が防止され、所定の位置に固定することができる。
これにより、光センサ４１は、透光性カバー５５を透過し、且つ、光遮蔽部５６に設けられた貫通部５７及びこの貫通部５７に連通するように設けられている包囲部４５を通過した外光を光センサ４１で検出し、高精度の照度データを制御手段７０に出力することができる。
こうすることで、固定用突起部４４ｃがフック部材６０の固定台部６０ａの段部６４と弾性フック６０ｂの係止爪部６１とで上下（Ｚ方向）・左右（Ｙ方向）が挟まれて固定される。また、弾性付勢部材６２で素子ホルダ４２が前方（＋Ｘ方向）の固定台部６０ａの段部６４側に押し付けられることで、前後方向（Ｘ方向）のがたつきをなくして固定される。さらに、２つの弾性付勢部材６２と対向する回り止め部材６３とによって外光検出ユニット４０の素子ホルダ４２が挟み込まれ、素子ホルダ４２が取り付けられるフック部材６０を回転中心（Ｙ方向の軸）とするケース５０から離反するような回転が抑制される。
したがって、外光検出ユニット４０は、素子ホルダ４２を介してケース５０にフック部材６０で固定することができ、ガタ付きの発生が防止され、所定の位置に固定することができる。
これにより、光センサ４１は、透光性カバー５５を透過し、且つ、光遮蔽部５６に設けられた貫通部５７及びこの貫通部５７に連通するように設けられている包囲部４５を通過した外光を光センサ４１で検出し、高精度の照度データを制御手段７０に出力することができる。
制御手段７０は、図３に示すように、マイクロコンピュータであるＣＰＵ７１、ＲＡＭ７２、ＲＯＭ７３等を有する。制御手段７０は、配線基板２４に搭載されており、液晶駆動回路７４を介して液晶表示素子２１を駆動し、また光源駆動回路７５を介して光源２３を駆動する。制御手段７０は、光センサ４１が検出し、出力された照度データに基づいて、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムに従って、所定の演算処理を行い、光源２３（発光型表示器２０）の照度を調整するように構成されている。
また、制御手段７０には、例えば、車速センサ７６が接続され、車速センサ７６からの速度データに基づき、表示光Ｌを発光照射して運転者に虚像Ｖを視認させる。
また、制御手段７０には、例えば、車速センサ７６が接続され、車速センサ７６からの速度データに基づき、表示光Ｌを発光照射して運転者に虚像Ｖを視認させる。
以上、実施形態とともに、具体的に説明したように、本発明のヘッドアップディスプレイ装置によれば、運転者（視認者）１４に虚像Ｖによる表示を視認させるヘッドアップディスプレイ装置で、外光の照度を検出する光センサ（外光検出素子）４１と、光センサ（外光検出素子）４１を保持する素子ホルダ４２と、を有する外光検出ユニット４０と、外光検出ユニット４０が内部空間５３に収容され外部から外光が外光検出ユニット４０へ導光される貫通孔５７が形成されるケース５０と、を備え、ケース５０は、外光検出ユニット４０を係止する係止爪部６１を有するフック部材６０と、フック部材６０に向けて外光検出ユニット４０を付勢する弾性付勢部材６２と、弾性付勢部材６２とともに外光検出ユニット４０を挟み込む位置で外光検出ユニット４０に当たる回り止め部材６３と、を備えているので、外光検出ユニット４０をケース５０に設けたフック部材６０の係止爪部６１によって取り付けることができ、弾性付勢部材６２で付勢することで、ガタ付きをなくすことができる。また、弾性付勢部材６２と回り止め部材６３とで挟み込むことで、フック部材６０を中心とする回転を抑えて一層確実に固定することができるとともに、外光検出ユニット４０の回転方向のガタ付きを抑えることもできる。
これにより、ビスなどで固定する場合に比べ、組み立て作業の向きの制約が緩和され、ケース５０の下側からでも簡単に組み立てることができ、組み立て工数を削減することができる。
これにより、ビスなどで固定する場合に比べ、組み立て作業の向きの制約が緩和され、ケース５０の下側からでも簡単に組み立てることができ、組み立て工数を削減することができる。
また、本発明のヘッドアップディスプレイ装置によれば、ケース５０には、ケース５０に一体に成形されたフック部材６０の係止爪部６１を金型で形成する際に金型が通過する離型孔５８が貫通して形成され、離型孔５８は、ケース５０に取り付けられる低反射シート６５で塞がれているので、係止爪部６１を備えるフック部材６０をケース５０に一体成形することで離型孔５８が生じても低反射シート６５で塞ぐことで、外観の見栄えの低下を防止することができ、外光がケース５０内に入り込んで迷光となることを防止することができる。
これにより、ケース５０へのフック部材６０の成形が容易にとなり、離型孔５８の処理も低反射シート６５を貼るだけで簡単にできる。
これにより、ケース５０へのフック部材６０の成形が容易にとなり、離型孔５８の処理も低反射シート６５を貼るだけで簡単にできる。
したがって、このようなヘッドアップディスプレイ装置によれば、光センサ４１が実装された回路基板４３を素子ホルダ４２を介して、上側ケース体５１に取り付ける場合に、上側ケース体５１に一体形成された係止爪部６１を有するフック部材６０と、弾性付勢部材６２と、回り止め部材６３とを利用して、取り付けることで、外光検出ユニット４０の光軸等の位置ズレが防止され、これにより光センサ４１による正確な外光検出が可能となる。
なお、本実施形態では、発光型表示器２０から発せられる表示光Ｌが、フロントガラス１３に投射される例について説明したが、例えばフロントガラス１３に表示光Ｌを良好に運転者１４方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよく、あるいはフロントガラス１３とは別の専用の反射体に表示光Ｌを投射する構成としてもよい。
本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に好適である。
１０ 車両
１１ インストルメントパネル
１２ 表示装置（表示ユニット）
１３ フロントガラス（投影部材）
１４ 運転者（観察者）
２０ 発光型表示器
２１ 液晶表示素子
２２ レンズ
２３ 光源
２４ 配線基板
２５ 筺体
３０ 反射器
３１ 凹面鏡（反射部材）
３２ ミラーホルダ
４０ 外光検出ユニット
４１ 光センサ（外光検出素子）
４２ 素子ホルダ
４３ 回路基板
４３ａ 段部
４４ 本体部
４４ａ 水平部
４４ｂ 垂直部
４４ｃ 固定用突起部
４５ 包囲部
４６ 保持部
４７ 基板フック
４７ａ 爪部
５０ ケース
５１ 上側ケース体
５１ａ 上面部
５２ 下側ケース体
５３ 内部空間
５４ 開口窓部
５５ 透光性カバー（透光部）
５５ａ 遮蔽層
５６ 光遮蔽部
５７ 貫通孔
５８ 離型孔
６０ フック部材
６０ａ 固定台部
６０ｂ 弾性フック
６１ 係止爪部
６２ 弾性付勢部材
６３ 回り止め部材
６４ 段部
６５ 低反射シート
６５ａ シート地
６５ｂ 発泡ウレタン
６５ｃ 接着層
７０ 制御手段
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＡＭ
７３ ＲＯＭ
７４ 液晶駆動回路
７５ 光源駆動回路
７６ 車速センサ
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向
Ｚ 上下方向
１１ インストルメントパネル
１２ 表示装置（表示ユニット）
１３ フロントガラス（投影部材）
１４ 運転者（観察者）
２０ 発光型表示器
２１ 液晶表示素子
２２ レンズ
２３ 光源
２４ 配線基板
２５ 筺体
３０ 反射器
３１ 凹面鏡（反射部材）
３２ ミラーホルダ
４０ 外光検出ユニット
４１ 光センサ（外光検出素子）
４２ 素子ホルダ
４３ 回路基板
４３ａ 段部
４４ 本体部
４４ａ 水平部
４４ｂ 垂直部
４４ｃ 固定用突起部
４５ 包囲部
４６ 保持部
４７ 基板フック
４７ａ 爪部
５０ ケース
５１ 上側ケース体
５１ａ 上面部
５２ 下側ケース体
５３ 内部空間
５４ 開口窓部
５５ 透光性カバー（透光部）
５５ａ 遮蔽層
５６ 光遮蔽部
５７ 貫通孔
５８ 離型孔
６０ フック部材
６０ａ 固定台部
６０ｂ 弾性フック
６１ 係止爪部
６２ 弾性付勢部材
６３ 回り止め部材
６４ 段部
６５ 低反射シート
６５ａ シート地
６５ｂ 発泡ウレタン
６５ｃ 接着層
７０ 制御手段
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＡＭ
７３ ＲＯＭ
７４ 液晶駆動回路
７５ 光源駆動回路
７６ 車速センサ
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向
Ｚ 上下方向
Claims (1)
- 視認者に虚像による表示を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示光を発する発光型表示器と、
前記表示光を反射する反射器と、
外光の照度を検出する外光検出ユニットと、
前記発光型表示器と前記反射器と前記外光検出ユニットを収容する内部空間と、前記反射器が反射した前記表示光を出射する開口窓部と、前記開口窓部を塞ぐ透光性カバーと、外部から外光を前記外光検出ユニットへ取り込むための貫通孔が形成され前記開口窓部から入射した外光が前記発光型表示器に入射することを防ぐ黒色の光遮蔽部と、を有するケースと、
前記光遮蔽部に貼付される低反射シートと、を備え、
前記低反射シートは、ポリエステル樹脂製のシート地と、前記シート地の前記光遮蔽部に対向する面である裏面に形成された接着層と、前記シート地の表面に形成されたウレタン樹脂製の発泡層と、を有する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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|---|---|---|---|
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- 2017-03-09 WO PCT/JP2017/009386 patent/WO2017163892A1/ja active Application Filing
- 2017-03-09 JP JP2018507203A patent/JP6777143B2/ja active Active
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- 2020-07-02 JP JP2020114629A patent/JP7008267B2/ja active Active
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