WO2020145330A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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宏幸 古澤
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Definitions

  • the present invention relates to a head-up display device mounted on a vehicle.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a head-up display device having a light-shielding portion that prevents external light such as sunlight from directly irradiating the display device. As shown in these documents, the display quality of the virtual image may be deteriorated by the light reflected by the light shielding portion, and therefore it is required to suppress the light reflection in the light shielding portion.
  • the light-shielding portion is provided with a matte coating to suppress light reflection.
  • a low-reflection sheet is attached to the light-shielding portion to suppress light reflection.
  • the present disclosure aims to provide a head-up display device that suppresses deterioration in display quality of a virtual image due to light reflected by a light shielding unit without increasing the number of components.
  • the head-up display device of the present disclosure is Mounted on the vehicle, A display unit (10) for emitting display light L; A case (13, 14) having an emission port 15 for emitting the display light (L) and accommodating the display unit 10; The display light (L) is projected onto the windshield (WS) of the vehicle, and the display light (L) is projected onto the windshield (WS) of the vehicle.
  • the light shielding part (16) is formed with a plurality of ridges (17).
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating virtual image display of a head-up display device mounted on a vehicle.
  • FIG. 3 is an external perspective view of a head-up display device. The perspective view which shows the internal structure of a head-up display apparatus. Sectional perspective view of the upper case of a head-up display device. Sectional drawing of the light-shielding wall formed in the upper case.
  • the direction X represents the lateral direction of the vehicle
  • the direction Y represents the vertical direction of the vehicle
  • the direction Z represents the longitudinal direction of the vehicle.
  • the head-up display device 1 of the present disclosure is a vehicle instrument housed in an instrument panel on the driver's side of a vehicle.
  • the head-up display device 1 emits the display light L from the emission port 15 toward the windshield WS in front of the driver's seat of the vehicle.
  • the display light L reflected by the windshield WS reaches the driver (passenger) D sitting in the driver's seat of the vehicle, the driver (passenger) D sitting in the driver's seat of the vehicle moves in front of the windshield WS.
  • the virtual image V of the display light L is visible.
  • the display light L emitted by the head-up display device 1 forms numbers or figures representing vehicle information such as the traveling speed of the vehicle, the engine speed, and route guidance information.
  • the head-up display device 1 includes a display unit 10 that emits the display light L, a plane mirror 11, a concave mirror 12, a lower case 13, an upper case 14, and a control circuit board (not shown).
  • the display unit 10 is, for example, an image display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device.
  • the display unit 10 displays numbers or figures representing vehicle information on the display surface, and emits the display light L toward the plane mirror 11 from the display surface.
  • the flat mirror 11 is, for example, a mirror in which a reflective film is formed on the surface of a base material made of synthetic resin.
  • the plane mirror 11 reflects the display light L emitted from the display unit 10 toward the concave mirror 12. By folding back the optical path of the display light L by the plane mirror 11, a longer optical path can be secured in the head-up display device 11.
  • the concave mirror 12 is, for example, a mirror in which a reflective film is formed on the surface of a base material having a concave surface made of synthetic resin.
  • the concave mirror 12 has a function as a magnifying glass and can display the virtual image V large.
  • the lower case 13 is an opaque synthetic resin case and supports the display unit 10, the plane mirror 11, the concave mirror 12, and the control circuit board.
  • the upper case 14 is a case made of impermeable synthetic resin that fits together with the lower case 13. That is, the lower case 13 and the upper case 14 are cases that house the display unit 10, the plane mirror 11, the concave mirror 12, and the control circuit board.
  • An emission port 15 for emitting the display light L is formed in the upper case 14.
  • the emission port 15 is covered with a translucent dustproof cover such as an acrylic resin film.
  • the upper case 14 is integrally formed with a light shielding wall 16 that covers the upper portion of the display unit 10 supported by the lower case 13 to directly display outside light such as sunlight incident from the emission port 15. The light that goes to the portion 10 is blocked.
  • the control circuit board is a circuit board on which a control circuit such as a microcontroller that controls the display unit 10 is mounted.
  • a plurality of ridges (ridges) 17 are formed on the light shielding wall 16 at predetermined intervals.
  • the ridges 17 are formed by arranging a plurality of protrusions extending linearly along the longitudinal direction (X direction) of the emission port 15 of the upper case 14 in the lateral direction (Z direction) of the emission port 15 at predetermined intervals. It was done.
  • the ridge portion 17 is composed of a bottom portion 170, and a first reflecting portion 171 and a second reflecting portion 172 protruding from the bottom portion 170.
  • the first reflecting portion 171 is a wall portion on the upper side of the upper case 14 that faces the windshield WS of the vehicle and projects from the bottom portion 170.
  • the first reflecting portion 171 reflects the external light such as sunlight entering from the emission port 15 toward the windshield WS at an angle at which the light toward the light shielding wall 16 does not reach the driver D.
  • the second reflecting portion 172 is a wall portion on the lower side of the upper case 14 that is inclined from the first reflecting portion 171 toward the bottom portion 170.
  • the second reflector 172 reflects the display light L reflected by the concave mirror 12 toward the light shielding wall 16 toward the insides of the cases 13 and 14 so as not to reach the driver D.
  • the light that goes to the bottom portion 170 is the light that goes to the light blocking wall 16 out of the external light such as the sunlight that has entered from the exit port 15 and the light that goes to the light blocking wall 16 out of the display light L reflected by the concave mirror 12.
  • head-up display device 10 display unit 11: plane mirror 12: concave mirror 13: lower case 14: upper case 15: exit port 16: light-shielding wall 17: convex section 170: bottom section 171: first reflecting section 172: second Reflecting part D: Driver WS: Windshield L: Display light V: Virtual image

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Abstract

外光が表示器に直接照射されることを防ぐ遮光部で反射される光による虚像の表示品位の低下を抑制する。 本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、車両に搭載され、表示光Lを発する表示部10と、前記表示光Lを出射する出射口15を有し前記表示部10を収容するケース13,14と、前記出射口15から前記表示部10に向かう外光を遮蔽する遮光部16と、を備え前記車両のウィンドシールドWSに前記表示光Lを投射して前記表示光Lの虚像Vを表示するヘッドアップディスプレイ装置1であって、前記遮光部16は、複数の凸条部17が形成されている。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置
 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関する。
 太陽光などの外光が表示器に直接照射されることを防ぐ遮光部を有するヘッドアップディスプレイ装置が特許文献1や特許文献2に開示されている。これらの文献でも示されているように、遮光部で反射した光により虚像の表示品位が低下する可能性があるため、遮光部においては光の反射を抑制することが求められている。
 特許文献1に開示されたヘッドアップディスプレイ装置では、遮光部に艶消し塗装を施して光の反射を抑制している。
 特許文献2に開示されたヘッドアップディスプレイ装置では、遮光部に低反射シートを貼付して光の反射を抑制している。
特開2009-67352号公報 特開2017-3897号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された艶消し塗装のみでは光の反射を抑制することが難しい。また、特許文献2に開示された低反射シートを貼付する構成では部品点数が増えて製品コストが高くなってしまう。
 本開示は、部品点数を増やすことなく、遮光部で反射される光による虚像の表示品位の低下を抑制す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。
 本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、
車両に搭載され、
表示光Lを発する表示部(10)と、
 前記表示光(L)を出射する出射口15を有し前記表示部10を収容するケース(13,14)と、
 前記出射口(15)から前記表示部(10)に向かう外光を遮蔽する遮光部(16)と、を備え前記車両のウィンドシールド(WS)に前記表示光(L)を投射して前記表示光(L)の虚像(V)を表示するヘッドアップディスプレイ装置(1)であって、
 前記遮光部(16)は、複数の凸条部(17)が形成されている。
 本開示によれば、部品点数を増やすことなく、遮光部で反射される光による虚像の表示品位の低下を抑制できる。
車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置の虚像表示を説明する構成概略図。 ヘッドアップディスプレイ装置の外観斜視図。 ヘッドアップディスプレイ装置の内部構成を示す斜視図。 ヘッドアップディスプレイ装置の上ケースの断面斜視図。 上ケースに形成された遮光壁の断面図。
 本開示のヘッドアップディスプレイ装置を添付図面(図1-図5)説明する。各図において、方向Xは車両の左右方向を表し、方向Yは車両の上下方向を表し、方向Zは車両の前後方向を表すものとする。
 図1を参照して説明する。本開示のヘッドアップディスプレイ装置1は、車両の運転席側のインストルメントパネル内に収容される車両用計器である。ヘッドアップディスプレイ装置1は、出射口15から車両の運転席前方のウィンドシールドWSに向けて表示光Lを出射する。ウィンドシールドWSに反射された表示光Lが車両の運転席に座った運転者(搭乗者)Dに届くと、車両の運転席に座った運転者(搭乗者)DはウィンドシールドWSの前方に表示光Lの虚像Vが見える。ヘッドアップディスプレイ装置1が出射する表示光Lは、例えば、車両の走行速度やエンジン回転数、経路案内情報などの車両情報を表す数字や図形を形成するものである。
 図2及び図3を参照して説明する。ヘッドアップディスプレイ装置1は、表示光Lを発する表示部10と、平面鏡11と、凹面鏡12と、下ケース13と、上ケース14と、制御回路基板(図示しない)を備えている。
 表示部10は、例えば、液晶表示器や有機EL表示器などの画像表示器である。表示部10は、表示面に車両情報を表す数字や図形を表示し、表示面から表示光Lを平面鏡11に向けて発する。
 平面鏡11は、例えば、合成樹脂製の基材の表面に反射膜を形成した鏡である。平面鏡11は、表示部10から発せられた表示光Lを凹面鏡12に向けて反射する。平面鏡11により表示光Lの光路を折り返すことでヘッドアップディスプレイ装置11内でより長い光路を確保することができる。
 凹面鏡12は、例えば、合成樹脂製の凹面を有する基材の表面に反射膜を形成した鏡である。凹面鏡12は、拡大鏡としての機能を有し、虚像Vを大きく表示できる。
 下ケース13は、不透過な合成樹脂製のケースであり、表示部10と平面鏡11と凹面鏡12と制御回路基板を支持する。
 上ケース14は、下ケース13と篏合する不透過な合成樹脂製のケースである。つまり、下ケース13と上ケース14は、表示部10と平面鏡11と凹面鏡12と制御回路基板を収容するケースである。上ケース14には、表示光Lを出射するための出射口15が形成されている。この出射口15は、アクリル樹脂製のフィルムなどの透光性防塵蓋により覆われている。
 また、上ケース14には、下ケース13に支持された表示部10の上方を覆う遮光壁16が一体に形成されており、出射口15から入射した太陽光などの外光のうち直に表示部10に向かう光を遮蔽する。
 制御回路基板は、表示部10を制御するマイクロコントローラなどの制御回路が実装された回路基板である。
 図4及び図5を参照して説明する。遮光壁16には、凸条部(畝部)17が所定間隔で複数形成されている。この凸条部17は、上ケース14の出射口15の長手方向(X方向)に沿って線状に延びる凸が、出射口15の短手方向(Z方向)に所定間隔で複数並んで形成されたものである。
 凸条部17は、底部170と、底部170から隆起する第1反射部171,第2反射部172から構成されている。
 第1反射部171は、車両のウィンドシールドWSに面し底部170から突出した上ケース14の上方側の壁部である。第1反射部171は、出射口15から入った太陽光などの外光のうち遮光壁16に向かう光が運転者Dに到達しない角度でウィンドシールドWSに向けて反射する。
 第2反射部172は、第1反射部171から底部170に向かって傾斜する上ケース14の下方側の壁部である。第2反射部172は、凹面鏡12で反射された表示光Lのうち遮光壁16に向かう光が運転者Dに到達しないようにケース13,14内に向けて反射する。
 凸条部17の高さh及びピッチpは、シミュレーション等で得られた底部170に向かう光の入射角θから、ピッチp=高さh/tanθを満たすように設定されている。底部170に向かう光は、出射口15から入った太陽光などの外光のうち遮光壁16に向かう光、凹面鏡12で反射された表示光Lのうち遮光壁16に向かう光である。このようなピッチpを設定することで、底部170に向かう光が第1反射部171あるいは第2反射部172で反射されて運転者Dに向かうことが抑制できる。
1   :ヘッドアップディスプレイ装置
10  :表示部
11  :平面鏡
12  :凹面鏡
13  :下ケース
14  :上ケース
15  :出射口
16  :遮光壁
17  :凸条部
170 :底部
171 :第1反射部
172 :第2反射部
D   :運転者
WS  :ウィンドシールド
L   :表示光
V   :虚像

Claims (4)

  1.  車両に搭載され、
     表示光を発する表示部と、
     前記表示光を出射する出射口を有し前記表示部を収容するケースと、
     前記出射口から前記表示部に向かう外光を遮蔽する遮光部と、を備え前記車両のウィンドシールドに前記表示光を投射して前記表示光の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
     前記遮光部は、複数の凸条部が形成されている、
     ヘッドアップディスプレイ装置。
  2.  前記凸条部は、出射口の長手方向に沿って延びる、
     請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3.  前記凸条部は、前記遮光部に向かう前記表示光を前記ケース内に向けて反射する反射部を有する、
     請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4.  前記表示部から発せられた前記表示光を反射する鏡を備え、
     前記ケースは前記鏡を収容する、
     請求項1から3のいずれか1項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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