WO2013035813A1

WO2013035813A1 - 車両用表示装置

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Publication number: WO2013035813A1
Application number: PCT/JP2012/072807
Authority: WO
Inventors: 杉山　哲也; 青木　邦光
Original assignee: 矢崎総業株式会社
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-03-14
Also published as: US20140177064A1; EP2755075B1; EP2755075A1; EP2755075A4; JP2013054311A; JP5878712B2; US9304318B2

Abstract

　本発明の車両用表示装置は、観察領域（ＥＲ）での表示が可能な使用状態の位置と、表示が不可能な不使用状態の位置との間でコンバイナ（２０）の配置状態を変更する展開収納機構（２１）を備え、前記展開収納機構は、少なくともコンバイナ（２０）が前記使用状態の位置にある時には、所定方向に対する前記コンバイナの面の傾き（θ１）を予め定めたゴースト抑制状態の角度に規制する規制手段を含む。

Description

車両用表示装置

　本発明は、可視情報を虚像として表示する車両用表示装置に関する。

　車両用の表示装置に関しては、例えば情報量は少ないが緊急度の高い情報をすばやく運転者に認識させるために、視認性の良いヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）装置が用いられる場合がある。

　車両用のヘッドアップディスプレイは、一般的に表示装置本体の表示部上に表示される可視情報を含む光像を車両のウインドシールド（フロントガラス）上、又はコンバイナと呼ばれる光反射部材に導き、その反射光の像を運転者の目に映るように投影する。

　これにより、運転者は、通常の運転姿勢で前方を見る時に、ウインドシールドを透かして見える前方の風景や自車の車体の一部分と共に、ヘッドアップディスプレイによって投影された可視情報を視認することができる。運転者が視認する可視情報は、ウインドシールドの面よりも前方の、例えば視点から数ｍ程度の距離の位置に虚像として結像される。このため、運転者は運転中に目の焦点調節を行うことなく前方の風景と共にヘッドアップディスプレイの表示内容を同時に認識できる。

　このようなヘッドアップディスプレイ装置は、一般的に車両のインストルメントパネル内部に装置本体が配置される。そして、この装置本体内部の表示部上に表示される可視情報の光を、拡大系ミラー等の反射部材を含む光路を経由して、ウインドシールド、コンバイナ等の投射エリアに向けて投射し、運転者の視点位置から見て所定距離の位置に虚像を結像させる。

　車両用のヘッドアップディスプレイ装置に関連する従来技術が、特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示されている。

　特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイにおいては、装置本体に投影用のコンバイナを組み込むと共に、コンバイナの展開／収納が可能な構造を開示している。すなわち、ヘッドアップディスプレイを使用する時には運転者の視野に向けてコンバイナが光像を投影できるように所定の向きで起立した状態に展開し、使用しない時にはコンバイナが運転者にとって邪魔にならないように収納することができる。また、このコンバイナは回転軸により支持され、回動して変位することにより展開／収納が可能になっている。

　また、特許文献２に開示されたヘッドアップディスプレイにおいては、コンバイナを上下方向（厚み方向と直交する方向）にスライド可能な構造を提案している。これにより、ヘッドアップディスプレイを使用可能な位置にコンバイナを移動したり、運転者にとって邪魔にならない位置にコンバイナを退避させることができる。

　また、特許文献３においても、ヘッドアップディスプレイに利用可能なコンバイナ（透光性の反射板）を起立した使用状態と、傾斜した収納状態とに変位させるための構造が開示されている。

日本国特開平１１－７２７４２号公報日本国実開平１－６８９３８号公報日本国特開平９－１０９７３２号公報

　ところで、自動車等の車両においては、太陽光線等の外来光が強い時には、この光が車両のウインドシールド（フロントガラス）を透過してインストルメントパネルに照射される。更にインストルメントパネル表面からの反射光がウインドシールドの表面で反射され、運転者の視野に投影される場合がある。

　つまり、運転者の視界には、道路等の前方の風景だけでなく、インストルメントパネル表面からの反射によって生じた余分な虚像（ゴースト）が映り込むことになり、眩惑など運転の妨げになる。従って、一般的に車両のインストルメントパネル表面はゴーストが生じにくくなるように工夫が施されている場合が多い。

　一方、ヘッドアップディスプレイを搭載した車両においては、前述のコンバイナの存在により、上記のゴーストが生じる場合がある。すなわち、太陽光線等の外来光が、車両のウインドシールドを透過してインストルメントパネル表面近傍のヘッドアップディスプレイに照射され、更にヘッドアップディスプレイ表面からの反射光がウインドシールドの表面で反射され、運転者の視野に投影される。つまり、ヘッドアップディスプレイの一部分の虚像（ゴースト）が運転者の目に映り込み、運転の妨げになる。

　ヘッドアップディスプレイによって生じる余分なゴーストについては、特別に対策を施した従来技術は存在しない。特に、コンバイナが可動構造の場合には、仮に何らかの対策を施した場合であっても、コンバイナの位置や傾き等の状態によっては、コンバイナの部材からの外来光の反射によって余分なゴーストが発生するのは避けられないのが実情である。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動構造のコンバイナを利用する場合であっても、外来光の影響によって生じる余分なゴーストの発生を抑制することが可能な車両用表示装置を提供することにある。

　前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、下記（１）～（９）を特徴としている。
（１）　可視情報を表示する表示部を備え、前記表示部に表示される可視情報を含む光をコンバイナで反射して所定の観察領域に投影する、前記可視情報を虚像として表示する車両用表示装置であって、
　前記観察領域での表示が可能な使用状態の位置と、表示が不可能な不使用状態の位置との間で前記コンバイナの配置状態を変更する展開収納機構を備え、
　前記展開収納機構は、少なくとも前記コンバイナが前記使用状態の位置にある時には、所定方向に対する前記コンバイナの面の傾きを予め定めたゴースト抑制状態の角度に規制する規制手段を含むこと。
（２）　上記（１）に記載の車両用表示装置であって、
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを前記ゴースト抑制状態の角度に維持したまま、前記コンバイナの面と平行な向きに向かって上下移動可能なスライド機構を備えること。
（３）　上記（１）に記載の車両用表示装置であって、
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを、前記ゴースト抑制状態の角度と、前記コンバイナの面が水平の向きに近い退避状態の角度との間で調整する角度調整機構を備えること。
（４）　上記（３）に記載の車両用表示装置であって、
　前記コンバイナの投影面とは反対側の面を覆うことが可能な光反射抑制カバーと、
　少なくとも前記コンバイナが前記ゴースト抑制状態の角度になっている時には、前記光反射抑制カバーを前記コンバイナから離れた位置に退避可能なカバー退避機構と
　を更に備えること。
（５）　上記（４）に記載の車両用表示装置であって、
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを調整する第１駆動部と、前記光反射抑制カバーの少なくとも傾きを調整する第２駆動部とを備えること。
（６）　上記（５）に記載の車両用表示装置であって、
　前記第２駆動部は、前記光反射抑制カバーの動きを規制する案内溝として、前記光反射抑制カバーの第１の部位と係合し前記光反射抑制カバーをその回動方向に案内する回動溝と、前記回動溝と連通し前記光反射抑制カバーの第２の部位と係合して前記光反射抑制カバーをその面と平行な向きに案内する引き込み溝とを備えること。
（７）　上記（４）に記載の車両用表示装置であって、
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを調整する第１駆動部と、前記光反射抑制カバーを前記コンバイナを覆う位置と前記コンバイナから退避した位置との間で調整する第２駆動部とを備え、
　前記光反射抑制カバーは変形可能に構成され、
　前記第２駆動部は、前記光反射抑制カバーの下端に連結された巻き取り機構を備えること。
（８）　上記（７）に記載の車両用表示装置であって、
　前記光反射抑制カバーの移動範囲を前記コンバイナの面と平行な方向に規制する案内溝を前記コンバイナの側端部に形成したこと。
（９）　上記（１）乃至（８）のいずれかの車両用表示装置であって、
　前記表示部と前記コンバイナとの間の光路上に配置された、折り返しミラーを備えること。

　上記（１）の構成の車両用表示装置によれば、前記使用状態においては前記コンバイナの面の傾きが規制される。このため、前記コンバイナ自体もしくはその近傍で反射した外来光が運転者の視点の方向に向かうのを抑制でき、余分なゴーストの発生を防止できる。
　上記（２）の構成の車両用表示装置によれば、前記コンバイナを収納する時や収納後においても、前記コンバイナの面の傾きを規制された状態に維持することができ、余分なゴーストの発生を常時防止できる。
　上記（３）の構成の車両用表示装置によれば、前記コンバイナを収納するために必要とされる空間を減らすことができ、車両用表示装置自体の容積やそれを設置するために必要な車両内のスペースを削減できる。
　上記（４）の構成の車両用表示装置によれば、前記コンバイナを収納する時に、前記光反射抑制カバーが外来光の反射を抑制する。このため、余分なゴーストの発生を常時防止可能になる。また、前記コンバイナを使用する時には前記光反射抑制カバーが退避して前記コンバイナの背面側を開放する。このため、運転者は前記コンバイナの背面側の風景等を前記コンバイナを透過した光により見ることができる。
　上記（５）の構成の車両用表示装置によれば、前記コンバイナの面の傾きと、前記光反射抑制カバーの傾きとをそれぞれ独立した駆動部で調整できる。このため、適切な傾きの調整を容易に行うことができる。
　上記（６）の構成の車両用表示装置によれば、前記光反射抑制カバーの傾きの調整と、面に平行な方向に対する進退の位置調整とを簡単な制御で実現できる。また、前記光反射抑制カバーを退避するために確保すべき空間を減らすことができ、車両用表示装置自体の容積やそれを設置するために必要な車両内のスペースを削減できる。
　上記（７）の構成の車両用表示装置によれば、前記光反射抑制カバーを前記コンバイナの反面側を覆う状態の位置と退避状態の位置に、簡単に移動可能になる。また、前記光反射抑制カバーを退避するために確保すべき空間を減らすことができ、車両用表示装置自体の容積やそれを設置するために必要な車両内のスペースを削減できる。
　上記（８）の構成の車両用表示装置によれば、前記光反射抑制カバーが変形して前記コンバイナの面から浮き上がるのを阻止することができる。従って、前記コンバイナの背面側からの光の反射を抑制し、余分なゴーストの発生を防止できる。
　上記（９）の構成の車両用表示装置によれば、装置筐体を大型化しなくても、前記表示部から前記コンバイナまでの光路の距離を長くすることができる。これにより、光学系の倍率を上げることなく、運転者の視点から表示される虚像の位置までの距離を長くすることができる。

　本発明によれば、可動構造のコンバイナを利用する場合であっても、外来光の影響によって生じる余分なゴーストの発生を抑制することが可能である。すなわち、ヘッドアップディスプレイを使用する時にも、運転の妨げになる余分な映り込みが生じにくくなり、安全な運転のために役立てることができる。

　以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、実施形態の車両用表示装置の基本的な構成及び表示要素の光路を車両の側方から見た縦断面図である。図２は、図１に示した車両用表示装置における外来光が映り込む様子を表す縦断面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図１に示した車両用表示装置の使用状態および格納状態における外観の例を表す斜視図である。図４は、図１に示した車両用表示装置における使用状態と格納状態との間の形態変化を表す縦断面図である。図５は、使用状態の位置及び格納状態の位置にコンバイナを移動するための構造の例を示す縦断面図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、可動カバーを備えた車両用表示装置の形態変化を表す縦断面図である。図７（Ａ）から図７（Ｃ）は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した車両用表示装置の具体的な形態変化を表す縦断面図である。図８は、図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示した形態変化を可能にする駆動機構の構成例を示す斜視図である。図９（Ａ）から図９（Ｄ）は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した車両用表示装置の形態変化の変形例を表す縦断面図である。図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）は、図９（Ａ）から図９（Ｄ）に示した形態変化を可能にする駆動機構の複数の状態を表す縦断面図である。図１１は、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示した駆動機構の主要部の構成を表す斜視図である。図１２は、巻き取り機構を備えた車両用表示装置の構成を表す縦断面図である。図１３は、巻き取り可能なカバーの外観の具体例を表す斜視図である。図１４は、図１３に示した巻き取り可能なカバーの厚み方向の形状を表す側面図である。図１５は、巻き取り可能なカバーの外観の具体例を表す斜視図である。図１６は、図１５に示した巻き取り可能なカバーの厚み方向の形状を表す側面図である。図１７は、コンバイナの外観の具体例を表す斜視図である。図１８は、変形例の車両用表示装置の構成を表す縦断面図である。

　本発明の車両用表示装置に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

＜基本的な構成と動作＞
　本実施形態の車両用表示装置の基本的な構成及び表示要素の光路を車両の側方から見た縦断面が図１に示されている。

　図１に示したＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）ユニット１００が本発明の車両用表示装置に相当する。図１に示した例では、ＨＵＤユニット１００は車両２００のインストルメントパネル２１０の内側（下方）に配置されている。また、インストルメントパネル２１０にはＨＵＤユニット１００の光路となる箇所に開口部２１０ａが形成されている。

　ＨＵＤユニット１００の内部には、表示対象の情報を生成する表示デバイス１０が備わっている。この表示デバイス１０は、例えば透過型の液晶表示パネルにより構成され、数値、文字、図形などの可視情報を必要に応じて表示することができる。また、表示デバイス１０にはバックライトのような照明用の光源が備わっており、表示デバイス１０が表示した可視情報を光像として出射することができる。

　また、ＨＵＤユニット１００にはコンバイナ２０が備わっている。すなわち、ＨＵＤユニット１００の表示した像が運転者の視点位置に相当するアイボックスＥＢの範囲で視認できるように、表示デバイス１０から出射された光像をコンバイナ２０の表面で反射し、アイボックスＥＢに向かって投影する。

　表示内容を視認できる範囲をアイボックスＥＢに限定するのは、ＨＵＤユニット１００を小型化するためである。しかし、運転者の体型や姿勢の違い等に応じて実際の視点の位置は変動する。そこで、比較的広いアイレンジＥＲの範囲内でアイボックスＥＢを移動できるように構成してある。具体的には、回動軸２１を中心としてコンバイナ２０を回動させ、矢印Ａ０の方向に動かすと傾きθ１を微調整することができ、これにより光路を修正しアイレンジＥＲの範囲内でアイボックスＥＢを移動できる。図１の例では、傾きθ１は水平面に対するコンバイナ２０の反射面の角度を表す。

　アイボックスＥＢの位置で視認される像は、例えば図１に示した表示像ＩＭの位置に存在するように見える。つまり、アイボックスＥＢの位置からは、コンバイナ２０よりも更に前方に存在するように見える虚像として表示される。

　また、コンバイナ２０は薄板状であり、ハーフミラーのように厚み方向に対して光を透過できる材料で構成されている。従って、運転者はコンバイナ２０を実際に透過した光による前方の風景と、コンバイナ２０で反射した光により見える虚像の表示像とを重ねて同時に視認することができる。

　現実的なＨＵＤユニット１００においては、アイボックスＥＢの位置から表示される虚像ＩＭまでの距離が２ｍ以上になるように構成される。小型のＨＵＤユニット１００で２ｍの表示距離を確保するために、コンバイナ２０の反射面を凹面に形成して焦点距離を調節することが想定される。また、表示に歪みが発生するのを防止するために、コンバイナ２０の凹面を非球面で構成することも想定される。

＜ゴーストの映り込みの説明＞
　図１に示した車両用表示装置における外来光が映り込む様子が図２に示されている。図２に示す例では、車両２００内部にて外来光が見えている場合を想定している。

　図２に示す状態において、コンバイナ２０の裏側の面２０ｂで反射した外来光は、上方に向かい、その一部分がウインドシールド２２０の表面で反射してアイレンジＥＲ側に向かう。

　従って、外来光の反射光が運転者の目に入射する。つまり、コンバイナ２０の裏側の面２０ｂからの反射光によって形成される光の像がウインドシールド２２０の面で反射した像として目に映る。そのため、上方のウインドシールド２２０側からコンバイナ２０を見下ろした場合に見えるパターンと同様のコンバイナ虚像２０Ｘが、ゴーストとしてウインドシールド２２０に映り込んだように運転者から見える。実際には、外来光により、コンバイナ虚像２０Ｘに相当する箇所が明るく光っているように見え、この眩しい光によって運転者が眩惑され危険な場合がある。

＜外来光によるゴーストの映り込みを防止する手段＞
　図２に示した状態においては、運転者の観察範囲の下端の点Ｐ０と、コンバイナ２０の虚像の一端の点Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ３よりも下側に虚像が存在する場合はこれが運転者から見える。つまり、線分Ｌ３よりも下側に位置するコンバイナ虚像２０Ｘは運転者から見える。しかし、図２に示すコンバイナ虚像２０Ｙは、線分Ｌ３よりも上方にあるので運転者からは見えなくなる。

　従って、実際に外来光により形成されるコンバイナ２０の虚像を、コンバイナ虚像２０Ｙのような位置に移動すれば、このゴーストが運転者に与える影響をなくすることができる。つまり、実際に形成される虚像をコンバイナ虚像２０Ｙの位置に移動するために、コンバイナ２０の面２０ｂの傾き（θ１）が所定の角度以上になるように予め規制しておけばよい。

＜コンバイナの展開／収納（１）＞
　図１に示した車両用表示装置の使用状態および格納状態における外観の例が図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されている。また、この車両用表示装置の縦断面を見た使用状態と格納状態との間の形態変化が図４に示されている。

　運転者がＨＵＤユニット１００の表示を使用しない時には、前方の視界内に存在するコンバイナ２０が運転者にとって目障りになる場合がある。従って、ＨＵＤユニット１００を使用しない時には、コンバイナ２０が運転者の視界から見えなくなるようにするのが望ましい。

　つまり、ＨＵＤユニット１００の表示を運転者が必要とする時には、図３（Ａ）に示す１００（Ａ）の状態のように、コンバイナ２０（Ａ）を展開して見える状態にする。また、ＨＵＤユニット１００の表示を使用しない時には、図３（Ｂ）に示す１００（Ｂ）の状態のように、コンバイナ２０（Ｂ）を収納して運転者から見えない状態にする。

　具体的には、図４に示すように、展開収納機構に含まれる回動軸２１を中心としてコンバイナ２０を回動することにより、２０（Ａ）、２０（Ｂ）、２０（Ｃ）の各状態にコンバイナ２０を変位させることができる。つまり、ＨＵＤユニット１００の表示を使用する時には２０（Ａ）の状態に位置決めし、この表示を使用しない時には２０（Ｃ）の状態にしてコンバイナ２０を収納する。

　但し、少なくともＨＵＤユニット１００の表示を使用する時には、前述のゴーストを防止するために、外来光によって生じるコンバイナ２０の虚像が、図２に示したコンバイナ虚像２０Ｙの位置に限定されるように規制する必要がある。従って、図４に示したコンバイナ２０の展開状態（２０（Ａ））において、この傾きを図２のθ１と同様に所定以上の角度に規制する。例えば、規制された角度に相当する展開位置でコンバイナ２０の動きが止まるように、コンバイナ２０の可動機構（展開収納機構）に適当なストッパ部材を規制手段として設けておく。なお、コンバイナ２０の規制手段については、例えばセンサで検出した位置に応じてモータ等の電気的な制御を行うことで実現することもできる。

＜コンバイナの展開／収納（２）＞
　図４に示した構造の変形例として、使用状態の位置及び格納状態の位置にコンバイナ２０を移動するための構造の例が図５に示されている。

　図５に示したＨＵＤユニット１００Ｂにおいては、コンバイナ２０が矢印Ａ１の方向に沿って上下に直線的に移動可能な状態で支持する展開収納機構１０１が備わっている。ＨＵＤユニット１００Ｂの表示を使用する時には、図５に実線で示す位置にコンバイナ２０を位置決めできるので、前述のＨＵＤユニット１００の場合と同様に、コンバイナ２０の傾きθ１を規制された角度に維持することができる。

　また、ＨＵＤユニット１００Ｂの表示を利用しない時には、矢印Ａ１の方向に沿って下方にコンバイナ２０を移動し、点線で示す位置までコンバイナ２０を退避することができる。つまり、コンバイナ２０を運転者の視界から見えないように収納できる。

　また、図５に示した構成においては、展開／収納の前後および移動途中か否かとは無関係に、コンバイナ２０の傾きθ１を常に一定に維持することができる。従って、ＨＵＤユニット１００Ｂの表示を利用している時に限らず、コンバイナ２０を移動している途中であっても、外来光によるゴーストの影響を防止することが可能である。つまり、展開収納機構１０１は規制手段として、コンバイナ２０の角度を一定に維持する支持部材を備えている。

　但し、図５のＨＵＤユニット１００Ｂにおいては、点線で示す退避位置にコンバイナ２０を配置するための空間を確保する必要がある。つまり、展開収納機構１０１として、ＨＵＤユニット１００Ｂの筐体に下方に延びる特別な格納空間を設けたり、コンバイナ２０を矢印Ａ１の方向に案内する部材を配置しなければならず装置が多少大型化する。また、車両側に必要とされるＨＵＤユニット１００Ｂの設置スペースも大きくなる。

＜不使用時のゴースト対策（１）＞
　図４に示した可動構造のコンバイナ２０を備えるＨＵＤユニット１００の場合には、コンバイナ２０の移動中の状態（２０（Ｃ））や格納状態（２０（Ｂ））において、コンバイナ２０の傾きθ１を前述の規制された角度に維持することができなくなる。つまり、展開／収納のためにコンバイナ２０の形態を変える時や収納時に、面２０ｂからの外来光の反射によるゴーストの影響が懸念される。このようなゴーストを防止するための対策について、以下に説明する。

　可動カバーを備えた車両用表示装置の形態変化が図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されている。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した車両用表示装置の具体的な形態変化が図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示されている。また、図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示した形態変化を可能にする駆動機構の構成例が図８に示されている。

　図６（Ａ）に示す使用状態のＨＵＤユニット１００（Ａ）においては、図４に示した状態と同様にコンバイナ２０の両面２０ａ、２０ｂが開放されているので、通常のＨＵＤ表示が可能である。また、図６（Ｂ）に示す不使用状態のＨＵＤユニット１００（Ｂ）においては、コンバイナ２０の裏側の面２０ｂをカバー３０が覆っている。

　カバー３０は、例えば可視光の反射を抑制する材料を利用したり、あるいは可視光の反射を抑制するための着色やコーティングを施されて構成される。従って、図６（Ｂ）に示す不使用状態のＨＵＤユニット１００（Ｂ）においては、カバー３０が外来光の反射を防止し、ゴーストの影響を抑制することができる。

　但し、カバー３０がコンバイナ２０の面２０ｂを覆っている状態（１００（Ｂ））のままでは、通常のＨＵＤ表示はできない。つまり、コンバイナ２０が展開した状態になり、表側の面２０ａで反射した光によって表示する像をアイレンジＥＲに投影できる状態であっても、運転者は表示される虚像だけしか見ることができない。すなわち、カバー３０が光の透過を阻止するため、運転者は前方の風景をコンバイナ２０を介して見ることができない。

　従って、図６（Ａ）に示す使用状態のＨＵＤユニット１００（Ａ）のように、通常のＨＵＤ表示状態では、コンバイナ２０からそれを覆うカバー３０を取り去る必要がある。そのために、例えば図８に示したような構成の駆動機構を採用すればよい。

　図８に示した構成においては、互いに独立して動作可能なコンバイナ回動用駆動部Ｍ１およびカバー回動用駆動部Ｍ２が備わっている。コンバイナ回動用駆動部Ｍ１は、コンバイナ２０と連結されており、コンバイナ２０の傾きθ１が図４に示した展開状態（２０Ａ）と収納状態（２０（Ｂ））との範囲内で変化できるように駆動する。

　カバー回動用駆動部Ｍ２は、カバー３０と連結されており、カバー３０の傾きがコンバイナ２０よりも広い範囲内で変化できるように駆動する。また、カバー回動用駆動部Ｍ２の駆動はコンバイナ回動用駆動部Ｍ１の駆動と連携可能になっており、図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示すような形態変化を可能にする。

　つまり、図７（Ａ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｂ）のように、コンバイナ２０が収納状態から展開状態までの範囲内で矢印Ａ０の方向に変位する時には、カバー３０がコンバイナ２０の裏側の面２０ｂを覆うように密着した状態に維持されるように、コンバイナ回動用駆動部Ｍ１およびカバー回動用駆動部Ｍ２は同じような動きでコンバイナ２０およびカバー３０をそれぞれ駆動する。

　また、コンバイナ２０を展開する時に、前述の規制された角度の展開位置までコンバイナ２０が到達した後は、図７（Ｂ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｃ）のように、矢印Ａ２の方向にカバー３０だけが移動し、カバー３０がコンバイナ２０から離脱するようにカバー回動用駆動部Ｍ２が駆動する。そして、図７（Ｃ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｄ）のように、カバー３０がほぼ水平になった展開退避状態になるとカバー回動用駆動部Ｍ２の駆動が停止する。

　従って、図７（Ａ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｂ）のように、コンバイナ２０が収納状態から展開状態までの範囲内で矢印Ａ０の方向に変位する時には、コンバイナ２０に密着したカバー３０の働きにより前述のゴーストの影響が抑制される。また、ＨＵＤユニット１００の表示を利用する時には、図７（Ｂ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｃ）のように、カバー３０がコンバイナ２０の面から完全に離脱するので、通常のＨＵＤ表示が可能になる。つまり、運転者はＨＵＤユニット１００によって投影された虚像と、コンバイナ２０を透過した前方の風景の像とを重ねて同時に見ることができる。

＜不使用時のゴースト対策（２）＞
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した車両用表示装置の形態変化の変形例が図９（Ａ）から図９（Ｄ）に示されている。
　図９（Ａ）において、ＨＵＤユニット１００（Ｂ）のように、コンバイナ２０が収納状態から展開状態までの範囲内で矢印Ａ０の方向に変位する時には、図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示した例と同様に、カバー３０がコンバイナ２０の裏側の面２０ｂを覆うように密着した状態に維持される。

　また、コンバイナ２０を展開する時に、前述の規制された角度の展開位置までコンバイナ２０が到達した後は、図９（Ｂ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｃ）のように、矢印Ａ２の方向にカバー３０だけが移動（回動）し、カバー３０がコンバイナ２０から離脱する。

　その後、図９（Ｃ）に示したＨＵＤユニット１００（Ｄ）のように、カバー３０が矢印Ａ３に沿って、すなわちカバー３０の厚み方向と直交する長さ方向に移動してＨＵＤユニット１００の筐体内に引き込まれる。

　従って、ＨＵＤユニット１００の表示を利用する時には、図９（Ｄ）に示すＨＵＤユニット１００（Ｅ）のように、カバー３０がＨＵＤユニット１００の筐体内に収納され、カバー３０は運転者から見えなくなる。

　図９（Ａ）から図９（Ｄ）に示した形態変化の場合には、図７（Ｃ）のＨＵＤユニット１００（Ｄ）のように退避したカバー３０が前方に突出することなく内部に格納される。従って、ＨＵＤユニット１００を設置する際にカバー３０を配置するための余分な設置スペースを確保する必要がなくなる。

　図９（Ａ）から図９（Ｄ）に示した形態変化を可能にする駆動機構の複数の状態が図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示されている。また、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示した駆動機構の主要部の構成が図１１に示されている。すなわち、図９（Ａ）から図９（Ｄ）のようなカバー３０の形態変化を可能にするために、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）、及び図１１に示すような駆動機構が備わっている。

　図１０（Ａ）に示す駆動機構５０（Ａ）のように、カバー３０の長さはコンバイナ２０と同等であるが、カバー３０の回動軸側の両側端部にはそれを延長する形でカバーアーム３１が延びている。また、カバーアーム３１と対向する位置に、それを案内する案内溝４０が形成してある。この案内溝４０は、円弧形状の回動溝４１と、それに連通する直線形状の引き込み溝４２とを有している。

　カバーアーム３１は、カバー３０の端部に近い点Ｐ２と、カバーアーム３１の先端に近い点Ｐ３とでそれぞれ案内溝４０と係合している。また、駆動機構５０は、図１１に示すように、カバーアーム３１に固定された電気モータ３２を有しており、電気モータ３２の駆動軸には歯車３３が固定されている。また、回動溝４１および引き込み溝４２の下端側に沿って、歯車３３と係合可能な歯車４０ａが形成されている。

　従って、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示す５０（Ａ）、５０（Ｂ）、５０（Ｃ）の各状態のような変位を実現することができる。すなわち、図１０（Ａ）に示す駆動機構５０（Ａ）の状態（収納状態）では、カバーアーム３１の各点Ｐ２、Ｐ３がそれぞれ引き込み溝４２の一端および回動溝４１の一端と係合し、カバー３０はコンバイナ２０と重なった状態で収納されている。

　また、コンバイナ２０を収納状態から前述の角度が規制された傾きの使用状態まで回動する時には、前述のコンバイナ回動用駆動部Ｍ１を駆動することにより、カバー３０はコンバイナ２０と重なった状態のまま、図１０（Ｂ）に示す駆動機構５０（Ｂ）の状態に変位する。この時、カバーアーム３１の点Ｐ２はほとんど動かず、点Ｐ３は回動溝４１に沿って円弧状の範囲を移動する。

　カバー３０をコンバイナ２０から離脱させる時には、コンバイナ回動用駆動部Ｍ１を停止し、駆動機構５０の電気モータ３２を駆動する。これにより、歯車３３が回動し、それ自体が回動溝４１に沿って移動するので、カバーアーム３１及びそれと連結されているカバー３０が回動する。従って、図１０（Ｃ）に示す駆動機構５０（Ｃ）の状態のように、カバー３０はコンバイナ２０から離脱する。

　更に電気モータ３２を駆動すると、カバーアーム３１の点Ｐ２が引き込み溝４２まで到達し、その後矢印Ａ３方向、つまり引き込み溝４２に沿って点Ｐ２、Ｐ３の位置が直線的に移動する。これにより、カバー３０はＨＵＤユニット１００の筐体内に引き込まれ収納される。

＜不使用時のゴースト対策（３）＞
　巻き取り機構を備えた車両用表示装置の構成が図１２に示されている。
　図１２に示したＨＵＤユニット１００Ｃにおいては、コンバイナ２０の裏側の面２０ｂを覆うカバー３０Ｂが巻き取り可能な構造になっており、その下端がＨＵＤユニット１００Ｃの筐体内の巻き取り機構６０と連結されている。

　従って、ＨＵＤユニット１００の表示を利用する時には、巻き取り機構６０を駆動することにより、カバー３０Ｂを巻き取って筐体内に収納することができ、カバー３０Ｂをコンバイナ２０から離脱させることができる。また、ＨＵＤユニット１００の表示を利用しない時には、巻き取り機構６０を駆動してカバー３０Ｂを巻き取り状態から開放すれば、図１２に示すようにコンバイナ２０を覆う状態に変えることができ、ゴーストの影響を抑制できる。

　図１２中のカバー３０Ｂと同様に巻き取りが可能なカバー３０Ｃが図１３及び図１４に示されている。図１４は図１３に示したカバー３０Ｃの厚み方向の形状を表している。また、巻き取り可能なカバー３０Ｄが図１５及び図１６に示されている。図１６は図１５に示したカバー３０Ｄの厚み方向の形状を表している。

　図１４および図１３に示したカバー３０Ｃにおいては、複数の板状の材料をカバー３０Ｃの長さ方向に並べ、互いに隣接する板状の材料同士を柔軟性のある材料を用いて連結してある。従って、板状の材料のそれぞれが撓まない材料であったとしても、複数の板状の材料が連結された箇所で湾曲させることができる。そのため、カバー３０Ｃは図１２の巻き取り機構６０を用いて巻き取ることができる。

　図１５および図１６に示したカバー３０Ｄにおいては、その全体を柔軟性を有する薄板状（あるいはシート状）の材料で構成してある。従って、カバー３０Ｄは図１２に示した巻き取り機構６０を用いて巻き取ることができる。

　なお、図１３のカバー３０Ｄを構成する材料の特性については、弾力性を有し、定常状態であっても図１６に示すように内側（コンバイナ２０の面の方向）に向かって曲がろうとする力を持っていることが望ましい。この弾性力によって、カバー３０Ｄをコンバイナ２０の面に自然に押し当てることができる。

　図１２に示したＨＵＤユニット１００Ｃにおけるコンバイナ２０の外観の具体例が図１７に示されている。図１７に示したコンバイナ２０Ｂにおいては、両方の側端部２０ｃ、２０ｄを背面側（カバー３０と対向する側）に折り返してあり、これらの側端部に案内溝６１、６２が形成されている。

　すなわち、図１３に示したカバー３０Ｃや、図１５に示したカバー３０Ｄをコンバイナ２０に沿って移動する際に、カバーの両側端部を、案内溝６１、６２で案内することができる。これにより、カバー３０Ｃ、３０Ｄの収納時や展開時に、その面がコンバイナ２０から浮き上がるのを防止することができ、ゴーストの影響を減らすのに役立つ。

＜その他の変形例＞
　変形例の車両用表示装置の構成が図１８に示されている。図１８に示したＨＵＤユニット１００Ｄにおいては、前述の表示デバイス１０とコンバイナ２０との間の光路に、折り返しミラー５１が配置されている。すなわち、表示デバイス１０から出射される光像は、折り返しミラー５１に当たって反射され、この反射光が更にコンバイナ２０の面で反射してアイボックスＥＢに向かって投影される。

　この折り返しミラー５１を備えることにより、筐体の小さいＨＵＤユニット１００Ｄであっても十分な長さの光路長を確保することができ、表示する虚像からアイボックスＥＢまでの距離を長くするために必要な光学系の倍率を下げることが可能になる。

　また、図１８に示したＨＵＤユニット１００Ｄにおいては、表示デバイス１０の表示面に太陽光等の外来光が直接当たることがないように、遮光材料で構成される薄板状の遮蔽壁５３を表示デバイス１０の上方に設けてある。これにより、外来光の影響によって表示のコントラストが低下するのを防止できる。

　また、図１８に示したＨＵＤユニット１００Ｄにおいては、表示デバイス１０の表示面の前面側（出射側）に、透明カバー５２が備わっている。この透明カバー５２は、装置外部から侵入したゴミや埃が表示デバイス１０側に入らないように、表示デバイス１０の前面を覆っている。

　また、透明カバー５２の面は湾曲した形状になっている。これにより、外来光が透明カバー５２の表面で反射して、その余計な反射光がＨＵＤユニット１００Ｄの表示内容に影響を及ぼすのを防止することができる。

　なお、図１８に示した透明カバー５２及び遮蔽壁５３については、折り返しミラー５１を備えない構造のＨＵＤユニット１００にも同様に適用できる。

　なお、上述のＨＵＤユニット１００を用いてＨＵＤ表示を利用する際には、前述のようにカバー３０をコンバイナ２０から離脱させる必要があるが、コンバイナ２０を透過した光により前方の風景を見る必要がない状況においては、コンバイナ２０の背面をカバー３０で覆ったままで通常の表示を行っても良い。つまり、表示の際にカバー３０の有無をスイッチ等で切替可能にしても良い。コンバイナ２０の背面をカバー３０で覆ったまま通常の表示を行う場合には、表示の背景が暗くなるので、表示デバイス１０の発光輝度を下げることができ、消費電力の低下に繋がる。また、表示のコントラストが安定する。

　ここで、上述した本発明に係るＨＵＤユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下ｉ項～ｉｘ項に簡潔に纏めて列記する。

［ｉ］　可視情報を表示する表示デバイス（１０）を備え、前記表示デバイス（１０）に表示される可視情報を含む光をコンバイナ（２０）で反射して所定の観察領域に投影する、前記可視情報を虚像として表示するＨＵＤユニット（１００）であって、
　前記観察領域での表示が可能な使用状態の位置と、表示が不可能な不使用状態の位置との間で前記コンバイナ（２０）の配置状態を変更する展開収納機構を備え、
　前記展開収納機構は、少なくとも前記コンバイナ（２０）が前記使用状態の位置にある時には、所定方向に対する前記コンバイナ（２０）の面の傾きを予め定めたゴースト抑制状態の角度に規制する規制手段を含む
　ＨＵＤユニット（１００）。
［ｉｉ］　前記展開収納機構は、前記コンバイナ（２０）の面の傾きを前記ゴースト抑制状態の角度に維持したまま、前記コンバイナ（２０）の面と平行な向きに向かって上下移動可能なスライド機構（１０１）を備える
　上記［ｉ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｉｉｉ］　前記展開収納機構は、前記コンバイナ（２０）の面の傾きを、前記ゴースト抑制状態の角度と、前記コンバイナ（２０）の面が水平の向きに近い退避状態の角度との間で調整する回動軸（２１）を備える
　上記［ｉ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｉｖ］　前記コンバイナ（２０）の投影面とは反対側の面を覆うことが可能な光反射抑制カバー（３０）と、
　少なくとも前記コンバイナ（２０）が前記ゴースト抑制状態の角度になっている時には、前記光反射抑制カバー（３０）を前記コンバイナ（２０）から離れた位置に退避可能なカバー回動用駆動部（Ｍ２）と
　を更に備える上記［ｉｉｉ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｖ］　前記展開収納機構は、前記コンバイナ（２０）の面の傾きを調整するコンバイナ回動用駆動部（Ｍ１）と、前記光反射抑制カバー（３０）の少なくとも傾きを調整するカバー回動用駆動部（Ｍ２）とを備える
　上記［ｉｖ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｖｉ］　前記カバー回動用駆動部（Ｍ２）は、前記光反射抑制カバー（３０）の動きを規制する案内溝として、前記光反射抑制カバー（３０）の第１の部位と係合し前記光反射抑制カバー（３０）をその回動方向に案内する回動溝（４１）と、前記回動溝と連通し前記光反射抑制カバー（３０）の第２の部位と係合して前記光反射抑制カバー（３０）をその面と平行な向きに案内する引き込み溝（４２）とを備える
　上記［ｖ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｖｉｉ］　前記展開収納機構は、前記コンバイナ（２０）の面の傾きを調整するコンバイナ回動用駆動部（Ｍ１）と、前記光反射抑制カバー（３０）を前記コンバイナ（２０）を覆う位置と前記コンバイナ（２０）から退避した位置との間で調整するカバー回動用駆動部（Ｍ２）とを備え、
　前記光反射抑制カバー（３０）は変形可能に構成され、
　前記カバー回動用駆動部（Ｍ２）は、前記光反射抑制カバー（３０）の下端に連結された巻き取り機構（６０）を備える
　上記［ｉｖ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｖｉｉｉ］　前記光反射抑制カバー（３０）の移動範囲を前記コンバイナ（２０）の面と平行な方向に規制する案内溝を前記コンバイナ（２０）の側端部に形成した
　上記［ｖｉｉ］に記載のＨＵＤユニット（１００）。
［ｉｘ］　前記表示デバイス（１０）と前記コンバイナ（２０）との間の光路上に配置された、折り返しミラー（５１）を備える
　上記［ｉ］から上記［ｖｉｉｉ］のいずれか１項に記載のＨＵＤユニット（１００）。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、2011年9月6日出願の日本特許出願（特願2011－194256）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明の車両用表示装置は、可視情報を虚像として表示するヘッドアップディスプレイの分野において有用である。

　１０　表示デバイス
　２０　コンバイナ
　２０ａ　表側の面
　２０ｂ　裏側の面
　２０Ｘ，２０Ｙ　コンバイナ虚像
　２１　回動軸
　３０　カバー（光反射抑制カバー）
　３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ　巻き取り可能なカバー
　３１　カバーアーム
　３２　電気モータ
　３３　歯車
　４０　案内溝
　４１　回動溝
　４２　引き込み溝
　５０　駆動機構
　５１　折り返しミラー
　５２　透明カバー
　５３　遮蔽壁
　６０　巻き取り機構
　６１，６２　案内溝
　１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ　ＨＵＤユニット
　２００　車両
　２１０　インストルメントパネル
　２２０　ウインドシールド
　ＥＢ　アイボックス
　ＥＲ　アイレンジ
　Ｍ１　コンバイナ回動用駆動部（第１駆動部）
　Ｍ２　カバー回動用駆動部（第２駆動部，カバー退避機構）

Claims

　可視情報を表示する表示部を備え、前記表示部に表示される可視情報を含む光をコンバイナで反射して所定の観察領域に投影する、前記可視情報を虚像として表示する車両用表示装置であって、
　前記観察領域での表示が可能な使用状態の位置と、表示が不可能な不使用状態の位置との間で前記コンバイナの配置状態を変更する展開収納機構を備え、
　前記展開収納機構は、少なくとも前記コンバイナが前記使用状態の位置にある時には、所定方向に対する前記コンバイナの面の傾きを予め定めたゴースト抑制状態の角度に規制する規制手段を含む
　車両用表示装置。
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを前記ゴースト抑制状態の角度に維持したまま、前記コンバイナの面と平行な向きに向かって上下移動可能なスライド機構を備える
　請求項１に記載の車両用表示装置。
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを、前記ゴースト抑制状態の角度と、前記コンバイナの面が水平の向きに近い退避状態の角度との間で調整する角度調整機構を備える
　請求項１に記載の車両用表示装置。
　前記コンバイナの投影面とは反対側の面を覆うことが可能な光反射抑制カバーと、
　少なくとも前記コンバイナが前記ゴースト抑制状態の角度になっている時には、前記光反射抑制カバーを前記コンバイナから離れた位置に退避可能なカバー退避機構と
　を更に備える請求項３に記載の車両用表示装置。
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを調整する第１駆動部と、前記光反射抑制カバーの少なくとも傾きを調整する第２駆動部とを備える
　請求項４に記載の車両用表示装置。
　前記第２駆動部は、前記光反射抑制カバーの動きを規制する案内溝として、前記光反射抑制カバーの第１の部位と係合し前記光反射抑制カバーをその回動方向に案内する回動溝と、前記回動溝と連通し前記光反射抑制カバーの第２の部位と係合して前記光反射抑制カバーをその面と平行な向きに案内する引き込み溝とを備える
　請求項５に記載の車両用表示装置。
　前記展開収納機構は、前記コンバイナの面の傾きを調整する第１駆動部と、前記光反射抑制カバーを前記コンバイナを覆う位置と前記コンバイナから退避した位置との間で調整する第２駆動部とを備え、
　前記光反射抑制カバーは変形可能に構成され、
　前記第２駆動部は、前記光反射抑制カバーの下端に連結された巻き取り機構を備える
　請求項４に記載の車両用表示装置。
　前記光反射抑制カバーの移動範囲を前記コンバイナの面と平行な方向に規制する案内溝を前記コンバイナの側端部に形成した
　請求項７に記載の車両用表示装置。
　前記表示部と前記コンバイナとの間の光路上に配置された、折り返しミラーを備える
　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両用表示装置。