JP2005331534A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インパネに取り付けた際に表示画像の位置調整が容易で、見栄えの良いヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２内に配置され、画像表示光を発する表示器３と、ハウジング２の一部に形成される開口部２ａから出射する画像表示光をアイレンジ側に反射させるリフレクタ７とを有するヘッドアップディスプレイ装置であって、ハウジング２に対して可動に取り付けられた可動部材１２を備え、表示器３は、可動部材１２に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

図６は、従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成例を示す図である。図６において、ヘッドアップディスプレイ装置１は、ハウジング２と、ハウジング２に取り付けられた表示器３、第１ミラー４、表ガラス５、第２ミラー６、リフレクタ７およびカバー８とを備えている。ハウジング２の底部に固定された表示器３の表示面から発する画像表示は、第１ミラー４および第２ミラー６で反射され、ハウジング２の上面に形成された開口部２ａから出射してリフレクタ７でさらに反射され、画像表示光９として運転手のアイレンジ内のアイポイント１０に達する。

この画像表示は、視認性を高めるため、リフレクタ７による虚像表示を用いることで拡大遠方表示される。そのため、光学部品の寸法や角度のズレも拡大されてしまい、拡大遠方表示された画像に大きな影響を与える。その対策として、光学部品の位置にズレが生じないように、たとえば、ハウジング２を強固なフレームにし、フレームに全ての光学部品を固定する方法が考えられる。

次に、図７に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１を自動車のインストルメントパネル２０（以下、インパネという）に組み付けた場合を考える。ヘッドアップディスプレイ装置１はインパネ２０に固定され、その周囲がインパネカバー２１でカバーされている。ヘッドアップディスプレイ装置１は、カバー８を閉じたときの装置の表面がインパネ２０の表面に対して面一になるように配置される。インパネ２０は、大型の樹脂成形品であるため、その交差の値は、ヘッドアップディスプレイ装置１の交差よりも相当大きいものとなる。

よって、ヘッドアップディスプレイ装置１の交差を詰めても、ヘッドアップディスプレイ装置１を取り付けるインパネ２０側の取付部の公差が大きいために、リフレクタ７により拡大遠方表示された画像に、ズレや傾きが生じる可能性がある。その対策として、上述の取付部に角度調整機構を用いて、インパネ２０に対してヘッドアップディスプレイ装置１全体を角度調整可能とすることにより、表示画像の傾きをなくして正立像を得る方法が考えられる。

しかし、角度調整した結果によっては、図８（Ａ）に示すような、インパネ２０の表面とヘッドアップディスプレイ装置１の表面が面一になる、理想状態とならずに、図８（Ｂ）に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１が傾いて、インパネ２０の表面とヘッドアップディスプレイ装置１との隙間が大きくなり、見栄えが悪くなるという不具合状態になることがあるという問題がある。

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、インパネに取り付けた際に表示画像の位置調整が容易で、見栄えの良い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している。

請求項１記載の本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に配置され、画像表示光を発する表示器と、前記ハウジングの一部に形成される開口部から出射する前記画像表示光をアイレンジ側に反射させるリフレクタとを有するヘッドアップディスプレイ装置であって、前記ハウジングに対して可動に取り付けられた可動部材を備え、前記表示器は、該可動部材に固定されていることを特徴とする。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置において、前記可動部材は、前記表示器が固定される平面部を有し、その一方の端部は、前記ハウジングに突設された支持軸に、前記平面部の平面と平行な方向に回動可能に支持されており、他方の端部は、その一方の側面が前記ハウジングに取り付けられた弾性部材で前記平面と平行な一方向に付勢されていると共に、その反対の側面が前記ハウジングに取り付けられたネジ部材で当接されていることを特徴とする。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置によれば、インパネへの取付時、インパネの交差により表示画像が傾いても、装置全体の位置調整を行わずに表示器のみの位置調整を行うことにより、その傾きをなくすように調整することができる。それにより、インパネに取り付けた際に表示画像の位置調整が容易で、見栄えの良いヘッドアップディスプレイ装置が得られる。また、工場における自動車の組み立て時にその場で簡単に調整することができるため、調整時間を短縮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の最良の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。図１において、ヘッドアップディスプレイ装置（以下ＨＵＤ装置という）１は、ハウジング２と、ハウジング２に取り付けられた表示器３、第１ミラー４、表ガラス５、第２ミラー６、リフレクタ７およびカバー８とを備えている。さらに、ＨＵＤ装置１は、ハウジング２と表示器３の間に可動部材１２を備えている。

ハウジング２は、たとえば黒色の樹脂製であり、ほぼ箱形をしていて、自動車のインパネに取り付けられる。ハウジング２の上面には、表示器３から発する画像表示光をリフレクタ７側に通過させるほぼ四角形状の開口部２ａが形成されている。

表示器３は、ほぼ直方体の形状になっており、ハウジング２内の底部に配置される。この表示器３は、その表面にあるほぼ平らな表示面３ａから、たとえばナビゲーション情報等を表示する画像に対応する画像表示光を発する。この表示器３としては、たとえば、蛍光表示管やバックライト付きのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等を用いることができる。

第１ミラー４は、表示器３から上方に発する画像表示光を横方向（たとえば、図中右方向）に反射させるように、ハウジング２に固定されている。第２ミラー６は、第１ミラー４で反射された画像表示光をさらに斜め上方（たとえば、図中左斜め上方）に反射させるように、第１ミラー４に対向する位置でハウジング２に固定されている。第１ミラー４および第２ミラー６は共に、反射率９０％以上の平板状の全反射型ミラーである。

表ガラス５は、第１ミラー４と第２ミラー６の間でハウジング２に固定されている。この表ガラス５は、たとえば、透過率９０％程度の平板状またはやや凹面状のアクリル板で形成され、表示器３をダスト等から保護する役割を果たす。

リフレクタ７は、第２ミラー６で反射された画像表示光をさらに横方向（たとえば、図中右方向）に反射させ、運転手のアイポイント１０に到達させるためのものであり、たとえば、板状のミラーやホログラム素子等からなる。リフレクタ７として、ミラーを用いる場合には、運転手側から見て虚像をより前遠方に視認できるように、凹面状になっていることが好ましい。リフレクタ７は、ハウジング２で軸支された回動軸１１に固定されている。回動軸１１は、図示しないモータおよび伝達ギア機構により駆動されて回動し、それにより、リフレクタ７およびカバー８は、開口部２ａに対して開閉する動作を行う可倒式の構成になっている。なお、リフレクタ７は、通常、前遠方に視認できる虚像を自動車の前方の外景に重ね合わせて見る部材として用いられるが、ここでは、全反射ミラーが用いられている。

可動部材１２は、図２および図３に示すように、ほぼ長方形の平面部１２ａを有する板状部材であり、ハウジング２内の底部に載置される。この平面部１２ａには表示器３が載置され、表示器３の裏面が接着剤等の固定手段（図示しない）によって固定されている。なお、ハウジング２は、図１に示すようにほぼ箱形の形状になっているが、図２および図３では、可動部材１２の形状を明らかにするために、部分的に切り欠いた状態で示されている。

可動部材１２の一方の端部は、ハウジング２から突出するように設けられた支持軸１３に、平面部１２ａの平面と平行な方向に回動可能に支持されている。支持軸１３の頭部と平面部１２ａの間には、抜け防止用の座金１４が設けられている。

可動部材１２の他方の端部は、その一方の側面に形成された側壁１２ｂが、ハウジング５の内壁に取り付けられた弾性部材としてのコイルバネ１５によって平面部１２ａの平面と平行な一方向に付勢されている。また、その他方の端部は、反対の側面に形成された側壁１２ｃが、ハウジング２の内壁に形成されたねじ切り穴２ｃ１に取り付けられたネジ部材としてのネジ１６の先端で当接されている。

上述の構成のＨＵＤ装置１は、自動車のインパネ２０への組み付け時、インパネ２０に形成された開口部２０ａの下に配置され、カバー８を閉じたときのＨＵＤ装置１の上面がインパネ２０の表面に対して面一になるように、インパネ２０に固定される。そして、表示器３から発する画像表示光は、第１反射ミラー４および第２反射ミラー６で反射され、開口部２ａから出射してリフレクタ７でさらに反射され、画像表示光９として運転手のアイレンジ内のアイポイント１０に達する。

このとき、運転手のアイポイント１０から見たときの画像表示が、正立像とならずに傾いて見える場合は、表示器３の位置のみを調整することにより、画像表示が正立像となるようにすることができる。すなわち、従来技術よりＨＵＤ装置１全体の調整は難しいため、本発明では、全体ではなく表示器３自体を角度調整して画像表示の傾きを抑える。表示器３を位置（角度）調整することで、画像のみ調整することで、運転手のアイポイント１０から見て傾きのない画像を実現可能とする。

次に、表示器３の位置（角度）調整方法の詳細を説明する。ハウジング２に回動運動可能となるように支持軸１３で支持された可動部材１２の平面部１２ａは、ハウジング５のねじ切り穴を介したネジ１６のねじ込みによって側面から回動運動方向に押される。これにより、ネジ１６の移動量によりハウジング２に対する平面部１２ａの位置を調整することができる。可動部材１２の平面部１２ａの反対側の側面は、コイルバネ１５により、ネジ１６で押される方向とは逆の方向に付勢されている。これにより、ネジ１６により押し込まれた平面部１２ａはガタつくことなく、その位置調整が可能となる。

したがって、平面部１２ａの位置調整により、平面部１２ａに載置、固定された表示器３の位置も、図４に示すように、その表示面３ａの垂線に対して回動するように調整される。

その結果、図５に示すように、運転手のアイポイント１０から見て傾いていた調整前画像位置３ａ′（点線で示される）は修正され、調整後画像位置３ａ″（実線で示される）のように、傾きのない正立像として視認されるようになる。たとえば、運転手のアイポイント１０から見て垂直に見えるべき表示像は、インパネ２０へのＨＵＤ装置１の組付後にインパネの交差により垂直に見えなかった場合、可動部材１２の位置調整に基づく表示器３の位置調整によって、リフレクタ７を介して垂直に見えるように修正される。

なお、ＨＵＤ装置１は、カバー８を閉じたときのカバー表面がインパネ２０の表面に対して面一になるように配置されるので、もし、インパネ２０に合わせて取り付けられた結果、運転手のアイポイント１０から見たときにＨＵＤ装置１全体が若干傾いているような場合でも、視認される画像表示が、図５の調整後画像位置３ａ″のように、アイポイント１０から見て傾きのない画像表示になるように調整することができる。

このように、本発明によれば、インパネ２０の交差により運転手のアイポイント１０から見た場合に、正立像となるべき表示画像が傾いても、その傾きがなくなるように表示器３の位置調整が行われ、傾きのない正立像を得ることが可能となる。また、組付後のＨＵＤ装置１の上面とインパネ２０の表面に段差がなく、面一になっているので、見栄えが良い。また、工場での組み立て時に、表示画像が傾いて見える場合は、その場で簡単に位置調整できるため、調整時間が短縮できる。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

本発明の最良の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。 図１のヘッドアップディスプレイ装置の部分斜視図である。 図２に示すヘッドアップディスプレイ装置の平面図である。 表示器の位置調整を説明する図である。 調整前および調整後の画像位置を示す図である。 従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成例を示す概略構成図である。 図６のヘッドアップディスプレイ装置をインパネに組み付けた例を示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図６のヘッドアップディスプレイ装置をインパネに組み付けた場合の理想状態および不具合状態を示す図である。

符号の説明

１ ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置
２ ハウジング
２ａ 開口部
３ 表示器
７ リフレクタ
１２ 可動部材
１２ａ 平面部
１３ 支持軸
１５ コイルバネ（弾性部材）
１６ ネジ（ネジ部材）

Claims (2)

1. ハウジングと、該ハウジング内に配置され、画像表示光を発する表示器と、前記ハウジングの一部に形成される開口部から出射する前記画像表示光をアイレンジ側に反射させるリフレクタとを有するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記ハウジングに対して可動に取り付けられた可動部材を備え、前記表示器は、該可動部材に固定されている
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記可動部材は、前記表示器が固定される平面部を有し、その一方の端部は、前記ハウジングに突設された支持軸に、前記平面部の平面と平行な方向に回動可能に支持されており、他方の端部は、その一方の側面が前記ハウジングに取り付けられた弾性部材で前記平面部と平行な一方向に付勢されていると共に、その反対の側面が前記ハウジングに取り付けられたネジ部材で当接されている
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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