JPH0986225A

JPH0986225A - ヘッドアップディスプレイユニット

Info

Publication number: JPH0986225A
Application number: JP7251256A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shibata; 浩柴田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】表示源が自動車に固定的に設置され、かつ半
透明反射手段がフロントガラス中に組み込まれており、
ＨＵＤ装置を後から追設したり、ドライバの見易い位置
に変更・調節することが困難であると共に、インストル
メントの表示内容や警告マークを一層遠くに、あるいは
上下方向に分けて、また実像として表示することが難し
かった。【解決手段】情報を光線１５ａ、１６ａとしてそれぞ
れ放射する表示源１２と、光線１５ａ、１６ａを左右方
向に分けて観測者６０側に反射する半透明反射手段１４
１、１４２とを備え、これら表示源１２及び半透明反射
手段１４１、１４２が筐体１１に一体的に配設されてい
るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヘッドアップディス
プレイユニットに関し、より詳細には自動車等の車両の
運転席前方に着脱自在に取り付け可能なヘッドアップデ
ィスプレイユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の運転席における前方やや下側
の計器（インストルメント）パネルには、計器としてス
ピードメータ、エンジン回転計（タコメータ）、積算距
離計（オドメータ）、燃料計、水温計等が、また警告灯
としてスピード警告灯、充電警告灯、排気温警告灯、油
圧警告灯、エンジン警告灯、ブレーキ警告灯、燃料残量
警告灯等が多数配置されている。このため、比較的遠い
前方を注視しながら運転を行っているドライバが、瞬時
に視線を下側に変えると共に、焦点を合わせて前記イン
ストルメントパネルに表示された情報内容を正確に読み
取ることは困難な場合がある。この問題に対処するため
の補助手段として、前記所定の計器の計量値や警告マー
クを前記注視方向の比較的遠方に虚像として表示させる
ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと記す）装置
が開発されている。

【０００３】図５は自動車に搭載された従来のこの種Ｈ
ＵＤ装置を模式的に示した断面図であり（特開平６−１
９１３２５号公報）、図中５１は表示源を示している。
表示源５１には発光型のＶＦＤ（Vacuum Fluorescent D
isplay) や、あるいは光源を備えた非発光型のＬＣＤ(L
iquid Crystal Display)が用いられており、インストル
メントパネル（図示せず）に表示された情報と同様の例
えばスピード数値とスピード警告マークとが色彩を変え
てそれぞれ表示されるようになっている。この表示源５
１は例えば前記インストルメントパネル前方のメータケ
ース６１内に固定的に設置されている。メータケース６
１上方のフロントガラス６２の所定箇所には半透明反射
手段５２が配設されており、この半透明反射手段５２は
合わせガラスであるフロントガラス６２の内部に封入さ
れて車室６３内外の環境から保護されるようになってい
る。半透明反射手段５２はホログラム処理された半透明
反射板（コンバイナ）５２１を含んで構成されており、
半透明反射板５２１とフロントガラス６２とを合計した
透過率は７０％以上に設定されている。これら表示源５
１、半透明反射手段５２を含んでＨＵＤ装置５０が構成
されている。

【０００４】このように構成されたＨＵＤ装置５０の場
合、表示源５１において例えば短い波長（緑色）の光線
（スピード数値）５３ａが放射されると、この光線５３
ａが窓６１ａを通り、半透明反射手段５２において反射
されてドライバ等の観測者６０の目に投影される。する
と注視する景色と共に、緑色を呈するスピード数値「１
００」５３ｃがフロントガラス６２の前方約１０００ｍ
ｍの距離に虚像として視認される。同時に表示源５１に
おいて例えば長い波長（赤色）の光線（スピード警告マ
ーク）５４ａが放射されると、この光線５４ａが半透明
反射手段５２において反射されて観測者の目６０に投影
される。すると赤色を呈するスピード警告マーク「△」
５４ｃが、スピード数値「１００」５３ｃの約５０ｍｍ
手前側に重なって、あるいはこの約５０ｍｍ手前の左ま
たは右方に虚像として視認される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したＨＵＤ装置５
０においては、表示源５１がメータケース６１内等に固
定的に設置されると共に、半透明反射手段５２がフロン
トガラス６２の内部に封入されており、ユーザ側におい
て運転席の所望の箇所にＨＵＤ装置を取り付け、あるい
は付け替えることが困難である。この結果、ＨＵＤ装置
を必要とする場合はこれが装備された自動車に買い替え
ねばならなかったり、あるいは半透明反射手段５２を介
して反射される光線５３ｂ、５４ｂの位置を観測者６０
の体格等に合わせ、上下、左右方向に調整することが難
しいという課題があった。

【０００６】また上記したＨＵＤ装置５０においては、
スピード数値「１００」５３ｃの虚像とスピード警告マ
ーク「△」５４ｃの虚像とが左右方向に分かれ、かつフ
ロントガラス６２の前方約１０００ｍｍ及び約９５０ｍ
ｍの距離にそれぞれ結像されており、これらがさらに遠
方に結像し、あるいは上下方向に分かれて結像している
方が見易いというユーザの要望に対応することが難し
い。また虚像では見難いというユーザの要望に対応する
ことが困難であるという課題もあった。

【０００７】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、表示源と半透明反射手段とがひとつのユニッ
トとして一体的に構成され、運転席前の所望の箇所に簡
単に設置することができ、この位置を観測者の体格に合
わせて容易に調整することができると共に、インストル
メントの表示内容や警告マークを一層遠くに、あるいは
上下方向に分け、また実像としても表示することができ
るＨＵＤユニットを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために本発明に係るＨＵＤユニットは、複数個
の情報を光線としてそれぞれ放射する表示源と、前記光
線を左右方向に分けて観測者側に反射する複数個の半透
明反射手段とを備え、これら表示源及び半透明反射手段
が筐体に一体的に配設されていることを特徴としている
（１）。

【０００９】上記したＨＵＤユニット（１）によれば、
前記表示源及び前記半透明反射手段が前記筐体に一体的
に配設されているので、該筐体を介して前記表示源及び
前記半透明反射手段を運転席前方の見易い箇所に簡単に
取り付けると共に、取り付け角度を容易に調整すること
ができる。また前記表示源に所定のインストルメントや
警告灯の出力端子がそれぞれ接続されると、前記表示源
に所定の情報内容がそれぞれ点灯され、これらが前記複
数個の半透明反射手段を介して観測者（目）側に左右方
向に分かれてそれぞれ反射される。このため該観測者
は、前記半透明反射手段を介してフロントガラスの前方
に実像としての景色と、左右方向に分かれた虚像として
の前記各情報内容とを同時に視認することができる。

【００１０】また本発明に係るＨＵＤユニットは、上記
ＨＵＤユニット（１）において、表示源と複数個の半透
明反射手段との間の各光路上に、所定個数の反射鏡が介
装されていることを特徴としている（２）。

【００１１】上記したＨＵＤユニット（２）によれば、
前記反射鏡が平面鏡や所定の焦点距離を有する凹面鏡に
より構成されると共に、これらの間隔が所定距離に設定
されていると、該所定個数の凹面鏡において前記表示源
に点灯された情報内容が所定の倍率にそれぞれ拡大され
ると共に、前記所定個数の平面鏡、凹面鏡及び表示源間
において前記各光路が長く設定され、この増長した距離
分だけ虚像が一層遠い前方に結像される。このため、観
測者は一層遠方の前後左右側に前記各情報内容を視認す
ることができる。

【００１２】また本発明に係るＨＵＤユニットは、上記
ＨＵＤユニット（１）または（２）において、筐体の所
定箇所に窓が形成され、該窓を介して表示源からの所定
の光線が観測者側に直接放射されるように構成されてい
ることを特徴としている（３）。

【００１３】上記したＨＵＤユニット（３）によれば、
前記窓を介して前記表示源に表示された所定の情報内容
を実像として視認することができる。

【００１４】また本発明に係るＨＵＤユニットは、上記
ＨＵＤユニット（１）乃至（３）のいずれかにおいて、
表示源からの光線が半透明反射手段及び／または窓を介
し、上下方向に分れて観測者側に入射するように構成さ
れていることを特徴としている（４）。

【００１５】上記したＨＵＤユニット（４）によれば、
上記ＨＵＤユニット（１）における前記表示源の情報内
容が上下方向に分かれて表示されると共に、前記複数個
の半透明反射手段がそれぞれ上下方向に分割され、かつ
所定の傾斜角度に設定されると、観測者は虚像としての
前記各情報内容を上下方向に分けて視認することができ
る。さらに上記ＨＵＤユニット（２）における各反射鏡
がそれぞれ所定の傾斜角度に設定されると、観測者は虚
像としての前記各情報内容を上下方向に分けて視認する
ことができる。さらに上記ＨＵＤユニット（３）におけ
る窓が表示源と対向する筐体の所定箇所に形成される
と、観測者は実像としての前記各情報内容を上下方向に
分けて視認することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＨＵＤユニッ
トの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来
例と同一機能を有する構成部品には同一の符号を付すこ
ととする。図１及び図２は実施の形態１に係るＨＵＤユ
ニットを模式的に示した斜視図及び断面図であり、図中
１１１は筐体本体を示している。筐体本体１１１は略中
空直方体形状に形成されており、筐体本体１１１上部の
所定箇所には光線１５ｄ、１６ｃが透過する長方形形状
の開口部１１２が形成され、開口部１１２は透明ガラス
１１２ａを用いて閉塞されている。また筐体本体１１１
上部の所定箇所からは半透明反射手段１４１、１４２を
保持する保持部１１３が延設されており、また筐体本体
１１１下部にはこれをメータケース６１上の所望の箇所
に取り付けるための取り付け手段１１４が形成されてい
る。これら筐体本体１１１、開口部１１２、保持部１１
３、取り付け手段１１４等を含んで筐体１１が構成され
ている。筐体１１内の所定箇所には表示源１２が配設さ
れており、表示源１２は図５に示したものと同様、例え
ば発光型のＶＦＤや、あるいは光源を備えた非発光型の
ＬＣＤにより構成されている。この表示源１２には所定
のインストルメントや警告灯の出力端子（共に図示せ
ず）がそれぞれ接続され、例えばスピード数値とスピー
ド警告マークとがそれぞれ色彩を変えて表示されるよう
になっている。また筐体１１内の所定箇所には反射鏡１
３としての平面鏡１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、所定
の焦点距離を有する凹面鏡１３１ｃ、１３２ｂがそれぞ
れ所定距離及び所定角度を有して配設されている。また
支持部１１３には半透明反射手段１４１、１４２が左右
方向に並んでそれぞれ所定角度を有して取り付けられて
いる。図２に示したように、この半透明反射手段１４
１、１４２は透明合わせガラス１４１ａ、１４２ａの内
部にホログラム処理された半透明反射板（コンバイナ）
１４１ｂ、１４２ｂが封入された態様で構成されてお
り、透過率は７０％以上に設定されている。これら筐体
１１、表示源１２、反射鏡１３、半透明反射手段１４
１、１４２を含んでＨＵＤユニット１０が構成されてい
る。

【００１７】このように構成されたＨＵＤユニット１０
の場合、表示源１２において例えば短い波長（緑色）の
光線（スピード数値）１５ａが放射されると、この光線
１５ａが平面鏡１３１ａ、１３１ｂ、凹面鏡１３１ｃに
おいて反射・拡散され、開口部１１２を透過した後、半
透明反射手段１４１において反射されてドライバ等の観
測者６０の目に投影される。すると注視する景色と共
に、緑色を呈するスピード数値「１００」１５ｆが半透
明反射手段１４１の前方に、光路長（１５ａ＋１５ｂ＋
１５ｃ）分だけ一層遠距離に虚像として視認される。同
時に表示源１２において例えば長い波長（赤色）の光線
（スピード警告マーク）１６ａが放射されると、この光
線１６ａが平面鏡１３２ａ、凹面鏡１３２ｂにおいて反
射・拡散され、開口部１１２を透過した後、半透明反射
手段１４２において反射されてドライバ等の観測者６０
の目に投影される。すると赤色を呈するスピード警告マ
ーク「△」１６ｅが、スピード数値「１００」１５ｆの
手前左方に虚像として視認される。

【００１８】上記説明から明らかなように、実施の態様
１に係るＨＵＤユニット１０では、表示源１２及び半透
明反射手段１４１、１４２が筐体１１に一体的に配設さ
れているので、筐体１１を介して表示源１２及び半透明
反射手段１４１、１４２を運転席前方の見易い箇所に簡
単に取り付けると共に、取り付け角度を調整することが
できる。また表示源１２に所定のインストルメントや警
告灯の出力端子がそれぞれ接続されると、表示源１２に
所定の情報内容がそれぞれ点灯され、これらが２個の半
透明反射手段１４１、１４２を介して観測者６０の目に
左右方向に分かれてそれぞれ反射される。このため観測
者６０は、半透明反射手段１４１、１４２を介してフロ
ントガラスの前方に実像としての景色と、左右方向に分
かれた虚像としての各情報内容１５ｄ、１６ｃとを同時
に視認することができる。

【００１９】また、反射鏡１３が平面鏡１３１ａ、１３
１ｂ、１３２ａや所定の焦点距離を有する凹面鏡１３１
ｃ、１３２ｂにより構成されると共に、これらの間隔が
所定距離に設定されていると、凹面鏡１３１ｃ、１３２
ｂにおいて表示源１２に点灯された情報内容が所定の倍
率にそれぞれ拡大されると共に、表示源１２、平面鏡１
３１ａ、１３１ｂ及び凹面鏡１３１ｃ間、表示源１２、
平面鏡１３２ａ及び凹面鏡１３２ｂ間において各光路
（光線１５ａ＋１５ｂ＋１５ｃ）、（光線１６ａ＋１６
ｂ）が長く設定され、この距離分だけ虚像が一層遠い前
方に結像される。このため観測者６０は、一層遠方の前
後左右にスピード数値「１００」１５ｆとスピード警告
マーク「△」１６ｅとを視認することができる。

【００２０】図３及び図４は実施の形態２に係るＨＵＤ
ユニットを模式的に示した斜視図及び断面図であり、図
中２２は表示源を示している。表示源２２は図５に示し
たものと同様、例えば発光型のＶＦＤや、あるいは光源
を備えた非発光型のＬＣＤにより構成されており、これ
には所定のインストルメントや警告灯の出力端子（共に
図示せず）がそれぞれ接続され、例えばスピード数値と
スピード警告マークとがそれぞれ色彩を変えて表示され
るようになっている。また筐体１１内の所定箇所には反
射鏡２３としての平面鏡２３１と所定の焦点距離を有す
る凹面鏡２３２とがそれぞれ所定距離及び所定角度を有
して配設されている。また支持部１１３には半透明反射
手段２４が所定角度傾斜させて取り付けられている。図
４に示したように、この半透明反射手段２４は透明合わ
せガラス２４ａの内部にホログラム処理された半透明反
射板（コンバイナ）２４ｂが封入された態様で構成され
ており、透過率は７０％以上に設定されている。また表
示源２２に対向する筐体１１側壁部の所定箇所には光線
２６ａが透過する窓２１が形成されている。その他の構
成は図１及び図２に示したものと同様であるので、ここ
ではその構成の詳細な説明は省略することとする。これ
ら筐体１１、窓２１、表示源２２、反射鏡２３、半透明
反射手段２４を含んでＨＵＤユニット２０が構成されて
いる。

【００２１】このように構成されたＨＵＤユニット２０
の場合、表示源２２において例えば短い波長（緑色）の
光線（スピード数値）２５ａが放射されると、この光線
２５ａが平面鏡２３１、凹面鏡２３２において反射・拡
散され、開口部１１２を透過した後、半透明反射手段２
４において反射されてドライバ等の観測者６０の目に投
影される。すると注視する景色と共に、緑色を呈するス
ピード数値「１００」２５ｅが半透明反射手段２４の前
方に、光路長２５ａ分だけ一層遠距離に虚像として視認
される。同時に表示源２２において例えば長い波長（赤
色）の光線（スピード警告マーク）２６ａが放射される
と、この光線２６ａが窓２１を透過してドライバ等の観
測者６０の目に投影される。すると赤色を呈するスピー
ド警告マーク「△」２６ｂが、スピード数値「１００」
２５ｅの右方に実像として視認される。

【００２２】上記説明から明らかなように、実施の形態
２に係るＨＵＤユニット２０では、筐体１１の所定箇所
に窓２１が形成され、窓２１を介して表示源２２からの
所定の光線２６ａが観測者６０側に放射されるように構
成されているので、窓２１を介して表示源２２に表示さ
れたスピード警告マーク「△」２６ｂを実像として視認
することができる。

【００２３】また図示しないが、実施の形態３に係るＨ
ＵＤユニットは、図１及び図２に示した表示源１２の情
報内容が上下方向に分かれて表示され、半透明反射手段
１４１、１４２がそれぞれ上下方向に分割されると共に
所定の傾斜角度に設定され、また反射鏡１３が所定の傾
斜角度に設定されている。

【００２４】上記説明から明らかなように、実施の形態
３に係るＨＵＤユニットでは、表示源からの光線が半透
明反射手段を介して上下方向に分かれて観測者６０側に
入射するように構成されているので、観測者６０は虚像
としてのスピード数値「１００」とスピード警告マーク
「△」とを上下方向に分けて視認することができる。

【００２５】また図示しないが、実施の形態４に係るＨ
ＵＤユニットは、図３及び図４に示した表示源２２の情
報内容が上下方向に分かれて表示され、窓２１がこの表
示源と対向する筐体１１の所定箇所に形成されている。

【００２６】上記説明から明らかなように、実施の形態
４に係るＨＵＤユニットでは、表示源からの光線が半透
明反射手段及び窓を介して上下方向に分かれて観測者６
０側に入射するように構成されているので、観測者６０
は実像としてのスピード警告マーク「△」と、虚像とし
てのスピード数値「１００」とを上下方向に分けて視認
することができる。

【００２７】なお、上記した実施の形態１〜４に係るＨ
ＵＤユニットでは、いずれも半透明反射手段１４１、１
４２が半透明反射板１４１ｂ、１４２ｂにホログラム処
理が施されている場合について説明したが、別の実施の
形態ではホログラム処理が施されていないハーフミラー
のみを用いた半透明反射手段であってもよい。

【００２８】また、上記した実施の形態１〜４に係るＨ
ＵＤユニットでは、いずれも情報がスピード数値及びス
ピード警告マークの場合について説明したが、何らこれ
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵ
Ｄ）ユニットの実施の形態１を模式的に示した斜視図で
ある。

【図２】実施の形態１に係るＨＵＤユニットを模式的に
示した断面図である。

【図３】実施の形態２に係るＨＵＤユニットを模式的に
示した斜視図である。

【図４】実施の形態２に係るＨＵＤユニットを模式的に
示した断面図である。

【図５】自動車に搭載された従来のＨＵＤ装置を模式的
に示した断面図である。

【符号の説明】

１０筐体１２表示源１４１、１４２半透明反射手段１５ａ〜１５ｅ光線１６ａ〜１６ｄ光線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の情報を光線としてそれぞれ放射
する表示源と、前記光線を左右方向に分けて観測者側に
反射する複数個の半透明反射手段とを備え、これら表示
源及び半透明反射手段が筐体に一体的に配設されている
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイユニット。
【請求項２】表示源と複数個の半透明反射手段との間
の各光路上に、所定個数の反射鏡が介装されていること
を特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ
ユニット。
【請求項３】筐体の所定箇所に窓が形成され、該窓を
介して表示源からの所定の光線が観測者側に放射される
ように構成されていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載のヘッドアップディスプレイユニット。
【請求項４】表示源からの光線が半透明反射手段及び
／または窓を介し、上下方向に分れて観測者側に入射す
るように構成されていることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかの項に記載のヘッドアップディスプ
レイユニット。