JPH1172742A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、限られたハウジング内で、光路を
より長くとることができるＨＵＤを提供する。 【解決手段】 本発明はコンバイナ１と、画像表示器た
る液晶パネル２、液晶パネル２からの表示光を光路変更
しコンバイナ１に至らしめるミラー３、その液晶パネル
２とミラー３を内蔵し出射窓４を有するハウジング５、
前面カバー７とを備え、コンバイナ１は、左右回転軸６
ａを中心に回転することで、出射窓４から出射される画
像表示光の光路を変更して観察者の目に導く使用位置
と、その出射窓４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。また、前面カバー７は、板状の
上面部（外側）と背面部（裏側）を有し、上面部の表面
は外光を遮蔽するものであり、背面部はコンバイナ１が
収納位置にある場合接触するので、コンバイナ１を損傷
から保護するためのクッション等の保護部材によって構
成されている。前面カバー７は、ハウジング５に施され
たスライド溝８に沿って前後方向にスライドする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前方視野に各種情
報表示を重畳して視認するヘッドアップディスプレイ
（以下ＨＵＤと言う）に関する。特に各種乗り物、その
中でも自動車のダッシュボード上に設置されるＨＵＤ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばナビゲーション情報を車両のドラ
イバーに提供する表示装置として、ＨＵＤを用いること
が提案されている。この表示装置は、観察者の前方に配
置されるコンバイナと、画像表示光を出射する画像表示
器と、上向きに開く出射口を有するハウジングとを備え
る。そのハウジング内から出射口を通って出射される画
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できる。

【０００３】自動車メーカーの工場内で装着されるＨＵ
Ｄは、ダッシュボードに組み込まれた構造となるが、現
状のカーナビゲーションの多くは後付けタイプであり、
ＨＵＤ表示ユニットもダッシュボード上に置かれるよう
な形態が主である。このような形態の場合、ナビを使わ
ない時には、コンバイナを折り畳み、視野内で目立たな
い存在にすると共に、埃などが光学系に入り込まないよ
うにするとよいことから従来のものでは単純反射（表示
像を遠方虚像に加工することをほとんど行わない）方
式、すなわち、上向けに配置した表示器をコンパクトミ
ラーのように開閉するコンバイナで反射する方式が使わ
れていた。

【０００４】しかるに、この方法ではコンバイナ反射面
から表示器までの距離が（特にコンバイナヒンジ付近で
は）殆どなく、反射面に集光機能（以下コリメーション
という）を持たせて遠方虚像を作り出す光学系にするこ
とが困難であり、結果として前方注視の際に視認性の良
い表示像が得られない問題があった。このため、表示光
をユニット後方側からコンバイナに向けて出射する方法
を採用することによって、コリメーションが可能な光学
系を構築するようにした。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動車用ＨＵＤ
では、表示光がユニット後方からコンバイナに向けて出
射するので、ユニット内に配されコンバイナに対向する
ミラーの位置は、コンバイナを収納位置に折り畳んだ状
態で、コンバイナ先端付近であった。その位置ではコン
バイナを立てた際に、ユニットと光路が干渉することは
なかったが、コンバイナとミラーの位置、すなわち光路
の長さはコンバイナの大きさに制限されていた。

【０００６】もし出射口の前後方向寸法を大きくして
も、その出射口をコンバイナのみで閉鎖したとすれば、
コンバイナが使用位置にあるとき上端部が高くなり、フ
ロントガラスを干渉したり目障りになる。

【０００７】そこで、本発明は、コンバイナとミラーの
位置を長くとれる新規なＨＵＤを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、画像表示光の出射手段と、上向きに開く出
射口を有するハウジングと、観察者の前方であって、ハ
ウジングに対して左右横軸中心に回動可能に取り付けら
れているコンバイナとを備え、コンバイナが使用位置に
変位する時はハウジング出射口を通って出射される画像
表示光を観察者の方向に光路変更させ、収納位置に変位
する時はその出射口を閉鎖するＨＵＤにおいて、前記ハ
ウジング後方に前後方向、上下方向、又は左右横軸を中
心にした回転方向に可動な部材を備え、該部材をコンバ
イナが使用位置にある時は出射口からの画像表示光路を
遮らない位置に、コンバイナが収納位置にある時はコン
バイナと面一又はお互い重なり合う位置に可動させるこ
とを特徴とする。

【０００９】ここで、画像表示光の出射手段は、例えば
ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディ
スプレイ等を用いることができ、液晶ディスプレイを用
いる場合、バックライトはハロゲン球、冷陰極管、ＬＥ
Ｄを用いることができる。コンバイナは、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、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。コンバイナは、ひんじ等によりハウジ
ングに対して左右横軸中心に回動可能に取り付けられて
おり、非使用時には、ハウジングの出射口位置（収納位
置）まで回転する。

【００１０】ハウジングは、外光を遮蔽する部材で作ら
れており、ハウジング内には画像表示光をコンバイナに
投光する光学部材が配される。光学部材としては、凹凸
レンズ、球面・非球面ミラーなどを用いることができ
る。

【００１１】また、ハウジングの出射口には、使用時に
ハウジング内への塵埃等の進入を防止するため、出射窓
として透明ガラス、透明樹脂等を配置しても良い。

【００１２】可動部材は、ハウジングと同様な材質で構
成されており、前後、上下、回転可能に支承される。前
後、上下方向に可動させるときは、例えば、ハウジング
にスライド溝を設け、溝にそってスライドさせることに
より可動でき、回転させるときは、例えばヒンジ等で回
転させることができるが、これらの手段は限定されな
い。可動部材の配されるハウジングの位置は、ハウジン
グ後方、すなわち、コンバイナ設置位置と反対側（観察
者の手前側の位置）である。

【００１３】本発明は、上記構成により、ハウジング内
の光学部材を収納位置にあるコンバイナの上端付近より
も後方へ離すことができる。すなわち、光路を長くする
ことができる。かつ、コンバイナが収納位置にある時は
可動部材がコンバイナと面一又は重なり合うことができ
るように可動するので、コンバイナの寸法を大きくする
ことなく、ハウジング内への埃等の侵入を防止すること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の外観図である。本
装置はコンバイナ１と、画像表示器たる液晶パネル２、
液晶パネル２からの表示光を光路変更しコンバイナ１に
至らしめるミラー３、その液晶パネル２とミラー３を内
蔵し出射窓４を有するハウジング５とを備える。

【００１５】コンバイナ１は、ハウジング５の上部の前
方側（図１の右方側）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が例えば自動車の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１と液晶パネル２はドライ
バー（観察者）の前方に配置される。コンバイナ１とし
ては、例えば板状のハーフミラーを用いることができ、
反射により光の光路を変更する。

【００１６】液晶パネル２は、例えばナビゲーション情
報等に対応する画像表示光を後方に向かい出射し、その
液晶パネル２のバックライト（図示せず）はハウジング
５内に内蔵されている。後方に向かい出射された画像表
示光は、ミラー３で全反射され、反射により画像表示光
の光路を変更することで、その画像表示光は出射窓４か
ら前方斜め上方に向かい進行するように出射される。

【００１７】上記コンバイナ１は、左右回転軸６ａを中
心に回転することで、出射窓４から出射される画像表示
光の光路を変更して観察者の目に導く使用位置（図１は
使用位置を表す）と、その出射窓４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。

【００１８】コンバイナ１と観察者との間において、ハ
ウジング５の上部後方側には前面カバー７が設けられて
いる。この前面カバー７は、板状の上面部（外側）と背
面部（裏側）を有し、上面部の表面は外光を遮蔽するも
のであり、背面部はコンバイナ１が収納位置にある場合
接触するので、コンバイナ１を損傷から保護するための
クッション等の保護部材によって構成されている。前面
カバー７は、ハウジング５に施されたスライド溝８に沿
って前後方向にスライドする。なお、スライド溝８は前
後方向だけでなく、上下方向にも余裕があり、前面カバ
ーがハウジング５と接する面から少し離れるようになっ
ている。

【００１９】なお、前面カバー７及びコンバイナ１の動
きは自動でも手動でもよく、自動による場合は、モータ
等のアクチュエータを用いることができる。

【００２０】図２に図１の装置の使用状態、収納状態を
示す。図２（ａ）がコンバイナ１が使用位置にある場合
であり、前面カバー７は光路を遮らない位置（最後方）
に変位している。図２（ｂ）はコンバイナ１が収納位置
にある場合であり、前面カバー７は図２（ａ）に示す矢
印のようにスライド溝８を変位させて、光路の少なくと
も一部を遮る位置（ミラー３の上端とコンバイナ１の隙
間を覆う位置）であり，しかもコンバイナに重ねられる
状態で収納される。この時、前面カバー７の裏面には保
護部材が配されているのでコンバイナ１の上に重なって
もコンバイナ１に傷をつけたり破損させることはない。
逆にコンバイナ１を使用位置にするには、前面カバー７
を光路を遮らない位置まで後方に変位させて、コンバイ
ナ１を使用位置まで変位させる。

【００２１】次に従来のＨＵＤと本発明のＨＵＤとで光
路長がどのように変わるかを図３を用いて説明する。図
３（ａ）（ｂ）が従来のＨＵＤの説明図、（ｃ）（ｄ）
が本発明のＨＵＤの説明図であり、（ａ）（ｃ）がコン
バイナが使用位置にあるときで、（ｂ）（ｄ）がコンバ
イナが収納位置にあるときを示す。図中１１がコンバイ
ナ、２１が液晶パネルとバックライト等からなる表示
部、３１が反射ミラー、５１がハウジング、７１が前面
カバーである。両者ともハウジングは、同じ型・寸法の
ものである。

【００２２】図３（ｃ）（ｄ）は、（ａ）（ｂ）に比べ
て、前面カバー７１が後方にスライドできる分、反射ミ
ラー３１を後方に配することができ、その結果光路を長
くとることができる。また、コンバイナ１１が収納位置
にある時は、前面カバーがその上に重なるので、ユニッ
ト内に埃等が入るのを確実に防ぐことができる。

【００２３】なお、本発明は、上記構成に限定されず、
前面カバー７、７１は、ヒンジと平行な軸を中心に回動
可能にしてもよい。また、上下方向や前後方向の動きと
組合わさっていても良い。

【００２４】また、前面カバー及びコンバイナの動きは
連動していてもよい。連動させるときの連動機構として
は、例えば、特願平８―１６３８３８号のものを用いる
ことができる。さらに、画像表示器をダッシュボードに
内蔵し、そのダッシュボードの上部に形成された開口か
ら画像表示光を出射するようにしてもよく、この場合、
そのダッシュボードが本発明のハウジングとして機能す
る。

【００２５】また、本発明によるＨＵＤ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。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、限られたユニット内
で、光路をより長くとることができるＨＵＤを実現する
ことができる。

【００２７】また、コンバイナが収納位置にある際に
は、コンバイナの端面と前面カバーが面一または重なり
合うことにより、コンバイナと前面カバーとの合わせ部
分に隙間が生じないため、ユニット内へのゴミや埃等の
侵入を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＨＵＤの外観図

【図２】（ａ）は、コンバイナが使用位置にある説明
図、（ｂ）はコンバイナが収納位置にある説明図

【図３】従来のＨＵＤと本発明のＨＵＤとで光路長がど
のように変わるかを示す図

【符号の説明】

１、 １１：コンバイナ ２：液晶パネ
ル３：ミラー ４：出射窓５、 ５１：ハウジング
７、７１：

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠中 浩之 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所三条工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示光の出射手段と、上向きに開く
   出射口を有するハウジングと、観察者の前方であって、
   ハウジングに対して左右横軸中心に回動可能に取り付け
   られているコンバイナとを備え、コンバイナが使用位置
   に変位する時はハウジング出射口を通って出射される画
   像表示光を観察者の方向に光路変更させ、収納位置に変
   位する時はその出射口を閉鎖するヘッドアップディスプ
   レイにおいて、 前記ハウジング後方に前後方向、上下方向、又は左右横
   軸を中心にした回転方向に可動な部材を備え、該部材を
   コンバイナが使用位置にある時は出射口からの画像表示
   光路を遮らない位置に、コンバイナが収納位置にある時
   はコンバイナと面一又はお互い重なり合う位置に可動さ
   せることを特徴としたヘッドアップディスプレイ。