JPH10115797A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ

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JPH10115797A
JPH10115797A JP8287514A JP28751496A JPH10115797A JP H10115797 A JPH10115797 A JP H10115797A JP 8287514 A JP8287514 A JP 8287514A JP 28751496 A JP28751496 A JP 28751496A JP H10115797 A JPH10115797 A JP H10115797A
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竜太郎 那須
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光に含まれる赤外線の画像表示面での吸収
量を低減し、表示性能の低下を防止でき、視認性の良い
ヘッドアップディスプレイを提供する。 【解決手段】 表示器３の画像表示面３ａから出射され
る画像表示光Ｌの光路を、観察者の前方に配置されるコ
ンバイナ２により変更することで、そのコンバイナ２の
前方に観察対象の虚像を形成する。その表示器３の画像
表示面３ａに対向する光学素子８が、その画像表示光Ｌ
を光路変更してコンバイナ２に導く。その光学素子８は
入射光を発散可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両や船舶等の乗
物に搭載するのに適したヘッドアップディスプレイに関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ナビゲーション情報を車両のド
ライバーに提供するヘッドアップディスプレイとして、
観察者の前方に配置されるコンバイナと、画像表示光を
画像表示面から出射する表示器とを備えるものが用いら
れている。その画像表示光の光路を、そのコンバイナに
より変更することで、そのコンバイナの前方に観察対象
の虚像を形成する。また、そのコンバイナを透過する光
により、そのコンバイナの前方の景色を視認可能とす
る。
【０００３】その表示器から出る画像表示光をコンバイ
ナにより直接に光路変更する場合、表示器から観察者の
瞳までの画像表示光の光路長が短くなり、観察者から虚
像結像位置までの距離が短くなる。そうすると、車両前
方の実際の景色を注視している状態から虚像を認識する
までに時間を要し、運転上好ましくない。また、その光
路長を長くするために画像表示器とコンバイナとの距離
を大きくすると、ヘッドアップディスプレイが大型化す
る。
【０００４】そこで、その画像表示面に対向するミラー
を設け、そのミラーの反射面により画像表示光を反射し
て上記コンバイナに導くことで、装置を大型化すること
なく一定のスペース内で画像表示光の光路長を長くする
ことが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、そのミラーの
反射面は平坦面若しくは凹面とされている。そのため、
コンバイナを透過した太陽光等の外光が、そのミラーに
より反射されることで画像表示面における狭い領域にお
いて集束し、その入射光に含まれる赤外線が画像表示面
において吸収される。そうすると、その画像表示面に熱
が集まり、表示性能の低下等の問題が生じる。
【０００６】本発明は、上記問題を解決することのでき
るヘッドアップディスプレイを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、観察者の前方
に配置されるコンバイナと、画像表示光を画像表示面か
ら出射する表示器とを備え、その画像表示光の光路をコ
ンバイナにより変更することで、そのコンバイナの前方
に観察対象の虚像を形成可能なヘッドアップディスプレ
イにおいて、その画像表示面に対向する光学素子が、そ
の画像表示光を光路変更して前記コンバイナに導くこと
ができるように設けられ、その光学素子は入射光を発散
可能とされていることを特徴とする。
【０００８】本発明の構成によれば、コンバイナを透過
した太陽光等の外光は光学素子の光路変更面に入射する
と、その光路変更面において発散されるので、狭い範囲
に集束することはない。よって、その外光に含まれる赤
外線による画像表示面での熱の集中を緩和できる。
【０００９】本発明のヘッドアップディスプレイにおい
て、その光学素子の光路変更面は、その画像表示光を光
路変更により前方斜め上方に向かい進行させるように鉛
直方向に対して傾斜され、その画像表示面は、下方に向
かうに従い前記光学素子から離れるように鉛直方向に対
して傾斜されるのが好ましい。これにより、コンバイナ
を透過した太陽光等の外光が、その画像表示面において
光路変更された後に観察者に向かうのを防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
【００１１】図１、図２の（１）、（２）は、車両用ヘ
ッドアップディスプレイ１を示し、コンバイナ２と、画
像表示器３と、その画像表示器３を内蔵すると共に上向
きに開く出射口５ａを有するハウジング５と、その出射
口５ａを覆う透明カバー９とを備える。
【００１２】そのコンバイナ２は、そのハウジング５の
上部の前方側（図２の（１）、（２）において左方側）
に、ヒンジ６を介して左右回転軸６ａ中心に回転可能に
設けられている。そのハウジング５が、例えばダッシュ
ボードの上面に取り付けられることで、そのコンバイナ
２と画像表示器３とはドライバー（観察者）の前方に配
置される。そのコンバイナ２としては、例えば、板状の
ハーフミラーやホログラム素子等を用いることができ
る。ハーフミラーを用いる場合は反射により光の光路を
変更し、ホログラム素子を用いる場合は回折により光の
光路を変更する。その光路変更面は、コンバイナ２の表
面であってもよいし裏面であってもよい。
【００１３】その画像表示器３は、例えばナビゲーショ
ン情報等に対応する画像表示光Ｌを、後方を向く画像表
示面３ａから後方に向かい出射する。この画像表示器３
として、例えば、光源としてバックライトを有する液晶
表示器を用いることができる。また、バックライトを必
要としない蛍光表示管、ＬＥＤ、ブラウン管等により画
像を表示する表示器を用いることもできる。
【００１４】その画像画像表示面３ａに対向するよう
に、前方を向く反射面（光路変更面）８ａを有するミラ
ー（光学素子）８が、上記透明カバー９の下方において
ハウジング５に内蔵される。そのミラー８は、その画像
表示光Ｌを全反射することで光路変更する。その反射面
８ａは、入射光を発散できるように凸曲面とされ、ま
た、上方に向かうに従い後方に向かうように鉛直方向に
対して傾斜する。これにより、ミラー８による全反射に
より光路を変更されることで、その画像表示光Ｌは上記
出射口５ａから前方斜め上方に向かい進行し、上記コン
バイナ２に導かれる。上記画像表示面３ａは、下方に向
かうに従いミラー８から離れるように鉛直方向に対して
傾斜される。
【００１５】そのコンバイナ２は、左右回転軸６ａ中心
に回転することで、図２の（１）に示すように、その出
射口５ａから出射される画像表示光Ｌの光路を変更して
ドライバーの瞳Ｅに導く使用位置と、図２の（２）に示
すように、その出射口５ａの前方側を閉鎖する収納位置
との間で変位可能とされている。
【００１６】そのコンバイナ２による画像表示光Ｌの光
路変更により、そのコンバイナ２の前方に観察対象の虚
像が形成され、また、前方からの光がコンバイナ２を透
過してドライバーの瞳に至る。これにより、その虚像と
前方に実際に存在する物の双方をドライバーは視認する
ことができる。そのコンバイナ２の光路変更面２ａは、
ミラー８の反射面８ａの形状に対応して明瞭な虚像を形
成できる形状とされ、且つ、その画像表示光Ｌを集光す
る機能を有し、単純反射する場合よりもその虚像を前遠
方に形成することのできる曲面とされ、例えばトーリッ
ク面や軸外し回転対称非球面とすることができる。
【００１７】そのコンバイナ２とドライバーとの間にお
いて、そのハウジング５の上部後方側に可動カバー１２
が設けられている。この可動カバー１２は、板状の上面
部１２ａと、この上面部１２ａの後縁から下方に延びる
背面部１２ｂと、その上面部１２ａの左右側縁後部側か
ら下方に延びる側面部１２ｃとを有し、その側面部１２
ｃを介してハウジング５に左右回転軸１２ｄ中心に回転
可能に取り付けられている。その可動カバー１２は回転
軸１２ｄ中心に回転することで、図２の（１）に示すよ
うに、ドライバーの瞳Ｅに向かう画像表示光Ｌを遮るこ
とのない開放位置と、図２の（２）に示すように、ドラ
イバーの瞳Ｅに向かう画像表示光Ｌの一部を遮るように
その出射口５ａの後方側を閉鎖する位置との間で変位す
る。
【００１８】図３は比較例を示し、上記実施形態との相
違は、ミラー８の反射面８ａが平坦面とされ、画像表示
面３ａを鉛直方向に沿うものとした点にある。また、コ
ンバイナ２の光路変更面２ａは、ミラー８の反射面８ａ
の形状の相違に対応して相違する形状とされる。他は上
記実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００１９】上記実施形態の構成によれば、図２の
（１）において破線で示すように、コンバイナ２を透過
した太陽光等の外光Ｒはミラー８の反射面８ａに入射す
ると、その反射面８ａにおいて発散されるので、狭い範
囲に集束することはない。これに対し、図３の比較例で
示すように、その反射面８ａ′が平坦面であると、その
外光Ｒは反射面８ａ′において発散されることなく画像
表示面３ａ′において集束する。すなわち、比較例では
画像表示面３ａ′に向かう外光Ｒの一部を、上記実施形
態によれば可動カバー１２や表示器３の下方に向かうも
のとすることができるので、その外光Ｒに含まれる赤外
線による画像表示面３ａでの熱の集中を緩和でき、表示
器３の表示性能の低下を防止できる。
【００２０】また、ミラー８の反射面８ａは画像表示光
を前方斜め上方に向かい進行するように反射できるよう
に鉛直方向に対して傾斜され、その画像表示面３ａは下
方に向かうに従いミラー８から離れるように鉛直方向に
対して傾斜する。よって、そのコンバイナ２を透過した
外光Ｒの一部が画像表示面３ａに至ったとしても、その
外光Ｒを画像表示面３ａにおいて反射させた後にミラー
８の下方に導くことで、ドライバーの瞳Ｅに向かうのを
防止できる。これにより、その外光による視認性の低下
を防止できる。これに対し、図３の比較例では、画像表
示面３ａ′は鉛直方向に沿うので、コンバイナ２を透過
した外光Ｒは画像表示面３ａにおいて反射された後に画
像表示光Ｌと共にドライバーの瞳Ｅに至る。
【００２１】さらに、上記実施形態では、コンバイナ２
を透過した外光Ｒが、ミラー８の反射面８ａにおける反
射後に再びコンバイナ２に向かうことがないように、そ
のコンバイナ２を透過する外光Ｒの入射方向に対してミ
ラー８の反射面８ａは直交することがないものとされて
いる。これにより、その外光Ｒがドライバーの瞳Ｅに至
るのを防止できる。
【００２２】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、上記実施形態では光学素子として全反射ミ
ラーが用いられ、その反射面が凸曲面とされることで入
射光が発散されるが、回折により画像表示光の光路を変
更すると共に入射光を発散する光学素子を用いてもよ
い。また、本発明によるヘッドアップディスプレイを車
両以外の乗物に搭載してもよく、表示画像の内容もナビ
ゲーション情報に限定されない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、外光に含まれる赤外線
の画像表示面での吸収量を低減し、表示性能の低下を防
止でき、視認性の良いヘッドアップディスプレイを提供
できる。
【００２４】
【本発明の実施態様】本発明のヘッドアップディスプレ
イにおいて、光学素子の光路変更面は、コンバイナを透
過した外光を、再びコンバイナに向かうことがないよう
に光路変更するのが好ましい。これにより、その外光が
観察者の瞳に至るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ
の斜視図
【図２】本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ
の（１）は使用時の説明図、（２）は非使用時の説明図
【図３】本発明の比較例のヘッドアップディスプレイの
画像表示光の光路を示す図
【符号の説明】
２ コンバイナ ３ 画像表示器 ５ ハウジング ８ ミラー Ｌ 画像表示光

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 観察者の前方に配置されるコンバイナ
    と、 画像表示光を画像表示面から出射する表示器とを備え、 その画像表示光の光路をコンバイナにより変更すること
    で、そのコンバイナの前方に観察対象の虚像を形成可能
    なヘッドアップディスプレイにおいて、 その画像表示面に対向する光学素子が、その画像表示光
    を光路変更して前記コンバイナに導くことができるよう
    に設けられ、 その光学素子は入射光を発散可能と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。
  2. 【請求項２】 前記光学素子の光路変更面は、その画像
    表示光を光路変更により前方斜め上方に向かい進行させ
    るように鉛直方向に対して傾斜され、 その画像表示面は、下方に向かうに従い前記光学素子か
    ら離れるように鉛直方向に対して傾斜される請求項１に
    記載のヘッドアップディスプレイ。
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