JP2009067352A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マスキングのごとき煩雑な作業が不要となり、ハウジングの生産性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 表示光Ｌを発する液晶表示素子２２と、表示光Ｌを反射させるコールドミラー３１と、液晶表示素子２２並びにコールドミラー３１を収容するハウジング５０と、液晶表示素子２２並びにコールドミラー３１に外部からの光が照射されることを防ぐ遮蔽部材６０とを備え、コールドミラー３１によって反射された表示光Ｌをハウジング５０に形成された出射部５３を通じて投影部材１３に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、遮蔽部材６０をハウジング５０とは別体にて形成し、遮蔽部材６０とハウジング５０とをネジＳにより固定してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示器（表示素子）が発した表示光を車両のフロントガラス等の投影部材に投影し、虚像表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、この種のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載のごとく、車両のフロントガラス（投影部材）に表示器からの表示光を投射して虚像表示を行うものが知られている。

かかる特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、車両のインストルメントパネル（以下、インパネと言う）内部に取り付けられており、表示光を発する表示素子と、表示素子の真上に位置し、表示素子が発した表示光を凹面鏡側に反射させるコールドミラー（反射部材）と、このコールドミラーによって反射された表示光を投影部材側に投射するための凹面鏡と、表示素子とコールドミラーと凹面鏡とを収容するハウジングとを備え、コールドミラー並びに凹面鏡によって反射された表示光をハウジングに形成された出射部を通じて投影部材に投影して虚像表示を行うものである。

そして、この場合、ハウジングは、その前面壁に開口部を有し、この開口部に凹面鏡によって反射された表示光を透過させるための曲面形状からなる透光性カバー（前記出射部に相当する）が取り付けられる構成となっている。また、ハウジングには、太陽光等の外部からの光がハウジングの内部空間に配設される表示素子並びにコールドミラーに照射されることを防ぐための傾斜壁からなる遮蔽壁（遮蔽部材）が、ハウジングの前面壁から前記内部空間側に垂下するようにハウジングと一体形成（一体成形）されてなる。
特開２００６−９１４８９号公報

このように特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置の場合、ハウジングには、表示素子並びにコールドミラーに太陽光等の外部からの光が照射されることを防ぐための傾斜形状の遮蔽壁が一体成形された構成となっている。ところで、かかる構成において、外部からの光が曲面形状の透光性カバーを透過して遮蔽壁にあたった場合、この遮蔽壁にあたった光は、反射光となって透光性カバーを再度透過して投影部材（車両のフロントガラス）に映し出されることで、本来、表示されるべきではない不要な像が発生してしまうことがあった。

そこで、このような問題点を解消するには、例えば透光性カバー取付前のハウジングにおいて、傾斜形状からなる遮蔽壁の表面（透光性カバー側に位置する面）に前記反射光の発生を抑制すべく、艶消し塗装等を行わなければならない。しかしながら、ハウジングの遮蔽壁表面のみに艶消し塗装を行う場合、遮蔽壁（遮蔽部材）がハウジングに一体成形されていることから、艶消し塗装を施したくない遮蔽壁以外のハウジングの他の箇所をマスキングする必要があり作業が煩雑となる。この結果、ヘッドアップディスプレイ装置における一構成部品であるハウジングを量産するにあたって、ハウジングの生産性低下を招くという問題点があり、この点で更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、マスキングのごとき煩雑な作業が不要となり、ハウジングの生産性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。

本発明は、表示光を発する表示素子と、前記表示光を反射させる反射部材と、前記表示素子並びに前記反射部材を収容するハウジングと、前記表示素子並びに前記反射部材に外部からの光が照射されることを防ぐ遮蔽部材とを備え、前記反射部材によって反射された前記表示光を前記ハウジングに形成された出射部を通じて投影部材に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、前記遮蔽部材を前記ハウジングとは別体にて形成し、前記遮蔽部材と前記ハウジングとを所定の固定手段により固定してなることを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、マスキングのごとき煩雑な作業が不要となり、ハウジングの生産性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。なお、図１、図２は、本発明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図、図２は同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。

ヘッドアップディスプレイ装置は、図１に示すように車両１０のインパネ１１内部に配設された表示ユニットである表示装置１２が投射する表示光Ｌを投影部材である車両１０のフロントガラス１３で車両１０の運転者（利用者）１４の方向に反射させ、虚像Ｖの表示を行うものである。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１２の後述する液晶表示器から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１３（前記投影部材）に出射（投射）し、この出射によって得られた表示像（虚像）Ｖを利用者１４に視認させるものである。これにより利用者１４は、虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

表示装置１２は、図２に示すように液晶表示器２０と、第１反射器３０と、第２反射器４０と、ハウジング５０と、遮蔽部材６０とから主に構成されている。

液晶表示器２０は、配線基板Ｒに実装された発光ダイオードからなる光源２１と、この光源２１からの照明光を透過して表示光Ｌを形成するように光源２１の前方側（真上）に位置するＴＦＴ型の液晶表示素子（表示素子）２２とから主に構成される。このことは、液晶表示素子２２の背後（直下）に光源２１が配設され、液晶表示素子２２は、光源２１から発せられる光により、所定情報（後述する表示すべき情報）を表示することを意味している。かかる液晶表示器２０は、表示光Ｌの出射側の面が第１反射器３０の後述するコールドミラーに対向するようにしてハウジング５０内に設けられ、表示光Ｌの光軸が前記コールドミラーに交わるような位置や向きにて固定保持される。

また液晶表示素子２２は、図示しない素子駆動回路によって表示すべき情報（例えば車両の速度やエンジン回転数）を、数値等で発光表示する。液晶表示器２０は、可視波長域の光からなる表示光Ｌを出力するもので、例えば赤色光（主に発光波長域６１０〜６４０ｎｍ）を発する光源２１を適用することができる。なお、前記表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限らず、あらゆる表示形態を採用できることは言うまでもない。

第１反射器３０は、コールドミラー（反射部材）３１と、このコールドミラー３１を所定の取付手段を用いて取付固定するための取付部材３２とを有している。コールドミラー３１は、略矩形状のガラス基板３１ａと、このガラス基板３１ａの片面（第２反射器４０の後述する凹面鏡と向かい合う面）に形成された第１の反射層３１ｂとからなるものである。かかる第１の反射層３１ｂは、膜厚が異なる多層の干渉膜からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。また、コールドミラー３１は、液晶表示器２０（液晶表示素子２２）が発した表示光Ｌを、第２反射器４０（前記凹面鏡）側へ反射させるような位置に傾斜状態にて配設される。

なお、コールドミラー３１は、液晶表示器２０の発光波長域を含む可視波長域（４５０〜７５０ｎｍ）の光を高い反射率（例えば８０％以上）で反射し、前記可視波長域以外の光を低い反射率で反射するものである。この場合、コールドミラー３１は、前記可視波長域以外の特に赤外波長域の光（赤外線あるいは太陽光の熱線）を低い反射率（例えば１５％以下）にて反射するものが適用される。なお、第１の反射層３１ｂにて反射されない光は、コールドミラー３１を透過するように構成される。また、取付部材３２は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、ハウジング５０に固定されてなる。

第２反射器４０は、コールドミラー３１（つまり、表示素子２２）からの表示光Ｌを反射させる凹面鏡４１と、この凹面鏡４１を保持するミラーホルダ４２とを備えてなる。

凹面鏡４１は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基板に第２の反射層４１ａを蒸着形成してなるものである。かかる凹面鏡４１は、その第２の反射層４１ａがコールドミラー３１並びに前記透光性カバーに対向し、前記透光性カバーから臨める位置に傾斜状態にて配設される。

また凹面鏡４１は、コールドミラー３１からの表示光Ｌを拡大しつつ、前記透光性カバー（車両１０のフロントガラス１３）側へ反射（投射）させるものである。このことは、凹面鏡４１が、コールドミラー３１によって反射された表示光Ｌを拡大し、この拡大された表示光Ｌを前記透光性カバーを通じてフロントガラス１３に投射することを意味している。なお、凹面鏡４１は、ミラーホルダ４２に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダ４２は、合成樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）からなるものであり、ハウジング５０に固定されてなる。

ハウジング５０は、例えば黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、略箱型形状に形成され、その内部空間である空間部５１に液晶表示器２０（液晶表示素子２２）や第１反射器３０（コールドミラー３１）、並びに第２反射器４０を保持して収容するものであり、第２反射器４０における凹面鏡４１の配設位置の上部（フロントガラス１３側）が開口する開口窓部５２を備えてなる。

またハウジング５０には、開口窓部５２を塞ぐように出射部である透光性カバー５３が配設されてなる。かかる透光性カバー５３は、透光性の合成樹脂材料（例えばアクリル樹脂）からなり、湾曲形状（曲面形状）に形成され、凹面鏡４１で反射された表示光Ｌが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。つまり、コールドミラー３１並びに凹面鏡４１によって反射された表示光Ｌは、ハウジング５０に形成された透光性カバー５３を通じてフロントガラス１３に投影され、これにより虚像Ｖの表示が行われることになる。なお、本実施形態の場合、太陽光等の外部からの光（つまり、外光）が透光性カバー５３にあたって反射したときに、この反射光がフロントガラス１３を介して利用者１４側に反射されないような曲率を有するように透光性カバー５３の曲面形状が設定されてなるものとする。

なお、コールドミラー３１の配設位置の上部となるハウジング５０の前面壁５４には、コールドミラー３１側に向けて突出する略円筒状からなるボス部５５が設けられてなる。このボス部５５は、固定手段であるネジＳを螺合させるためのネジ螺合部５６を備えてなる。

遮蔽部材６０は、例えば黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、ハウジング５０における空間部５１内に配設される。かかる遮蔽部材６０は、この場合、ハウジング５０とは別体（別部材）にて形成されてなる。

また遮蔽部材６０は、ボス部５５の背面に沿うように配設される平板部６１と、この平板部６１の透光性カバー５３側となる端部から透光性カバー５３と前面壁５４との境界部分に向けて傾斜形状をなすように設けられる傾斜壁６２と、前記境界部分から凹面鏡４１側に向けて斜めに垂下するように形成され、液晶表示器２０（液晶表示素子２２）並びに第１反射器３０（コールドミラー３１）に前記外光が照射されることを防ぐための遮蔽壁６３とを備えてなる。

この場合、遮蔽部６３は、傾斜壁６２に対し略直交する方向に延在してなり、前記外光が照射されることを防ぐための遮光部としての機能の他に、液晶表示器２０並びに第１反射器３０を覆い隠すための隠蔽部としての機能を有してなる。なお、平板部６１には、ネジ螺合部５６に連通するように略円形に開口形成され、ネジＳのネジ部を貫通させるためのネジ孔６１ａが形成されてなる。

そして、平板部６１、傾斜壁６２並びに遮蔽壁６３を有する遮蔽部材６０の表面全体に艶消し塗装を行う。具体的には、前記艶消し塗装は、図２中、遮蔽部材６０の表面部Ｐに行われる。この際、遮蔽部材６０を、ハウジング５０とは別体にて形成したことから、遮蔽部材６０単体に対し、その表面部Ｐ全体に前記艶消し塗装を行うことが可能となる。つまり、従来のように遮蔽部材（遮蔽壁）とハウジングとを一体で形成した場合に、艶消し塗装をしたくない遮蔽壁以外のハウジングの他の箇所をマスキングするというような煩雑な作業が不要となり、遮蔽部材６０単体に対し、その表面部Ｐ全体に前記艶消し塗装を行うことが可能となる。

その後、表面部Ｐに前記艶消し塗装の行われた遮蔽部材６０と、ハウジング５０とをネジＳにより固定する。つまり、遮蔽部材６０をハウジング５０に固定するにあたっては、まず平板部６１のネジ孔６１ａがボス部５５のネジ螺合部５６に対応するように、遮蔽部材６０とハウジング５０とを位置合わせする。この際、遮蔽部材６０の表面部Ｐが、透光性カバー５３並びにハウジング５０の前面壁５４と対向するように、遮蔽部材６０とハウジング５０とを位置合わせする。

そして、ネジＳの前記ネジ部をネジ孔６１ａに貫通させ、ネジ孔６１ａを貫通してなる前記ネジ部の所要部が、ボス部５５に備えられるネジ螺合部５６に螺合されることで、ハウジング５０と遮蔽部材６０との固定作業が完了する。なお、詳細図示は省略するが、本実施形態では、平板部６１にはネジ孔６１ａが２箇所設けられ、またネジ螺合部５６も各ネジ孔６１ａに対応するように２箇所設けられているものとする。このことは、ハウジング５０と遮蔽部材６０とが、２個のネジＳを用いて固定されることを意味してなる。

以上のように本実施形態では、表示光Ｌを発する液晶表示素子２２と、表示光Ｌを反射させるコールドミラー３１と、液晶表示素子２２並びにコールドミラー３１を収容するハウジング５０と、液晶表示素子２２並びにコールドミラー３１に前記外光が照射されることを防ぐ遮蔽部材６０とを備え、コールドミラー３１並びに凹面鏡４１によって反射された表示光Ｌを出射部５３を通じてフロントガラス１３に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、遮蔽部材６０をハウジング５０とは別体にて形成し、遮蔽部材６０とハウジング５０とをネジＳにより固定してなるものである。

つまり、ハウジング５０とは別体にて形成された遮蔽部材６０単体にマスキングせずに前記艶消し塗装を行った後に、前記艶消し塗装の行われた遮蔽部材６０単体をハウジング５０にネジＳを用いて固定する構成としたため、従来は必要であったマスキングなる煩雑な作業が不要となり、容易にハウジングを製造することが可能となる。この結果、ヘッドアップディスプレイ装置における一構成部品であるハウジングを量産するにあたって、ハウジングの生産性を向上させることが可能となる。

また本実施形態では、ハウジング５０と遮蔽部材６０とをネジＳからなる固定手段により固定してなる例について説明したが、固定手段はネジＳに限定されることはなく、例えばネジＳに代えて溶着による固定もしくはフックによる固定によってハウジング５０と遮蔽部材６０とを固定することも可能である。

なお本実施形態では、液晶表示素子２２から発せられる表示光Ｌが、フロントガラス１３に投射される例について説明したが、例えばフロントガラス１３に表示光Ｌを良好に利用者１４方向に反射させるコンバイナフィルムを設けてもよいし、あるいはフロントガラス１３とは別の専用の反射部材に表示光Ｌを投射する構成としてもよい。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。 同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。

符号の説明

１３ フロントガラス（投影部材）
２０ 液晶表示器
２２ 液晶表示素子（表示素子）
３０ 第１反射器
３１ コールドミラー（反射部材）
４０ 第２反射器
４１ 凹面鏡
５０ ハウジング
５１ 空間部
５２ 開口窓部
５３ 透光性カバー（出射部）
６０ 遮蔽部材
６３ 遮蔽壁
Ｌ 表示光
Ｓ ネジ（固定手段）

Claims (1)

1. 表示光を発する表示素子と、前記表示光を反射させる反射部材と、前記表示素子並びに前記反射部材を収容するハウジングと、前記表示素子並びに前記反射部材に外部からの光が照射されることを防ぐ遮蔽部材とを備え、
   前記反射部材によって反射された前記表示光を前記ハウジングに形成された出射部を通じて投影部材に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記遮蔽部材を前記ハウジングとは別体にて形成し、前記遮蔽部材と前記ハウジングとを所定の固定手段により固定してな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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