JP2018054966A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動による表示ブレを抑制可能とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】表示器と反射装置とを備え、表示情報の虚像を投影部材の前方に表示させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ミラー部131は、正面形状が矩形状を成して、背面側に凹む凹面鏡となっており、ホルダ部132は、ミラー部の背面側に配置され、ミラー部の周囲に至る外周部132aを有している。そして、外周部の少なくとも一辺において、表示光が反射する側で、凹面鏡の凹みに伴う凹領域内に一体的に設けられて、ホルダ部を補強する補強部133を形成する。【選択図】図3
Description
本発明は、車両に搭載されて、表示器からの画像を反射装置で反射させて、例えばフロントウインドシールドに照射することでユーザへの表示を行う車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
従来のヘッドアップディスプレイ装置として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置は、車両のフロントガラスに向けて開口される出射部を有するハウジング内に、表示器(表示ユニット)および反射装置(反射ユニット)が設けられている。表示器から出射される表示光は、反射装置で反射されて、出射部を通ってフロントガラスに照射されて、ユーザに表示されるようになっている。
反射装置は、凹面鏡として形成されたミラー部(反射部材)がホルダ部材に接合されて形成されている。そして、ホルダ部材の長手方向の両端部には、軸部が設けられており、各軸部は、ハウジングに固定された支持部材によって支持されている。そして、反射部は、アクチュエータによって回動されて、表示光のフロントガラスに対する照射位置の調整が成されるようになっている。
ここで、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置においては、走行時の振動を受けるため、反射装置が振動して、フロントガラスに対する表示がブレる(拡大、縮小してしまう)という問題があった。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、振動による表示ブレを抑制可能とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
本発明では、車両に搭載され、
表示情報を表す表示光を出射する表示器(120)と、
ミラー部(131)、およびミラー部を保持するホルダ部(132)を有し、表示器から出射される表示光を、ミラー部によって、車両に設けられた投影部材(20)へ反射させる反射装置(130)と、を備え、
表示情報の虚像(30)を投影部材の前方に表示させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
ミラー部は、正面形状が矩形状を成して、背面側に凹む凹面鏡となっており、
ホルダ部は、ミラー部の背面側に配置され、ミラー部の周囲に至る外周部(132a)を有しており、
外周部の少なくとも一辺において、表示光が反射する側で、凹面鏡の凹みに伴う凹領域内に一体的に設けられて、ホルダ部を補強する補強部(133)が形成されたことを特徴としている。
表示情報を表す表示光を出射する表示器(120)と、
ミラー部(131)、およびミラー部を保持するホルダ部(132)を有し、表示器から出射される表示光を、ミラー部によって、車両に設けられた投影部材(20)へ反射させる反射装置(130)と、を備え、
表示情報の虚像(30)を投影部材の前方に表示させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
ミラー部は、正面形状が矩形状を成して、背面側に凹む凹面鏡となっており、
ホルダ部は、ミラー部の背面側に配置され、ミラー部の周囲に至る外周部(132a)を有しており、
外周部の少なくとも一辺において、表示光が反射する側で、凹面鏡の凹みに伴う凹領域内に一体的に設けられて、ホルダ部を補強する補強部(133)が形成されたことを特徴としている。
この発明によれば、ホルダ部(132)の外周部(132a)に補強部(133)を一体的に設けることによって、ホルダ部(132)の剛性を高くして、車両走行時の振動に伴う表示のブレを抑制することができる。
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
第1実施形態における車両用ヘッドアップディスプレイ装置100を図1〜図3に基づいて説明する。図1に示すように、車両用ヘッドアップディスプレイ(Head−Up Display)装置100は、例えば自動車等の車両に搭載されたものであり、液晶ディスプレイ120から出射される表示情報を表す表示光を、車両に設けられたウインドシールド20の投射位置20aに入射させる。そして、車両用ヘッドアップディスプレイ装置100は、運転者と投射位置20aとを結ぶ線の車両前方延長線上(ウインドシールド20の前方)に、表示情報の表示像30を結像させて、表示像30を虚像として運転者に視認させるものとなっている。
第1実施形態における車両用ヘッドアップディスプレイ装置100を図1〜図3に基づいて説明する。図1に示すように、車両用ヘッドアップディスプレイ(Head−Up Display)装置100は、例えば自動車等の車両に搭載されたものであり、液晶ディスプレイ120から出射される表示情報を表す表示光を、車両に設けられたウインドシールド20の投射位置20aに入射させる。そして、車両用ヘッドアップディスプレイ装置100は、運転者と投射位置20aとを結ぶ線の車両前方延長線上(ウインドシールド20の前方)に、表示情報の表示像30を結像させて、表示像30を虚像として運転者に視認させるものとなっている。
この車両用ヘッドアップディスプレイ装置100によって、運転者は、表示像30と、車両の前景とを重畳して視認することができるようになっている。以下、車両用ヘッドアップディスプレイ装置100をHUD装置100と呼ぶことにする。
尚、ウインドシールド20は、本発明の投影部材に対応するものである。ウインドシールド20は、車両のフロント側のウインドシールドであり、例えば2枚のガラスとその中間に設けられる中間膜とから形成された合わせガラスが使用されている。ウインドシールド20は、車両上方から見た場合の左右方向、および車両側方から見た場合のウインドシールド20のラインに沿う方向にわずかな曲率を有しており、凹面鏡と同一の効果により、表示像30を拡大して、より遠方に表示できるようになっている。
HUD装置100は、バックライト110、液晶ディスプレイ120、反射装置130、位置調整スイッチ140、および制御装置150等を備えている。
HUD装置100の主たる構成要素となるバックライト110、液晶ディスプレイ120、反射装置130、制御装置150は、ウインドシールド20の下端面から車室内後方、更には下方に延出されるインストルメントパネル10の内側に配設されている。また、位置調整スイッチ140は、運転者の操作し易い位置、例えば、インストルメントパネル10の運転者に対向する面に設けられている。
尚、インストルメントパネル10の上面には、反射装置130からの表示光を通過させる開口部10aが設けられており、更に、この開口部10aには透光性を有する防塵カバーが設けられている。以下、HUD装置100の、各構成の詳細について説明する。
バックライト110は、通電されることで液晶ディスプレイ120に対して光を出射する発光素子であり、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode=LED)が使用されている。バックライト110は、液晶ディスプレイ120に対する光軸に沿うように光を出射するようになっている。
液晶ディスプレイ120は、表示情報を表す表示光を出射する表示器であり、制御装置150の駆動回路によって駆動制御されるようになっている。液晶ディスプレイ120は、例えば、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor=TFT)が用いられたTFT液晶パネル、デュアルスキャンタイプのディスプレイ(Dual Scan Super Twisted Nematic=D−STN)、TN(Twisted Nematic)セグメント液晶等が使用される。
そして、液晶ディスプレイ120は、バックライト110から出射される光によって、表示情報を表わす表示光を、バックライト110とは反対側となる反射装置130に向けて出射するようになっている。液晶ディスプレイ120の表示光を出射する面は、例えば、垂直方向を向いており、また表示光の光軸が車両の前後方向を向くように(出射方向が車両の前方側を向くように)配置されている。
液晶ディスプレイ120によって形成される表示情報は、例えば、車両用ナビゲーションシステムにおける地図情報、地図上における自車の現在位置情報、あるいは目的地への案内情報等とすることができる。あるいは、表示情報としては、車両走行時における車両情報としての、車速、エンジン回転数、エンジン冷却水温、およびバッテリ電圧等の情報としても良い。
液晶ディスプレイ120は、上記のような複数種類の表示情報を1つずつ、あるいは、複数組み合わせて、液晶ディスプレイ120の表面に形成することができるようになっている。運転者は表示切替えスイッチにより、表示情報をいずれにするか、選択できるようになっている。
反射装置130は、表示光を反射させる装置であり、図2、図3に示すように、ミラー部131、ホルダ部132、補強部133、およびモータ部134等を有している。
ミラー部131は、液晶ディスプレイ120からの表示光を、インストルメントパネル10の開口部10aを通して、ウインドシールド20の投射位置20aに反射させる部材である。ミラー部131は、例えば、透明なガラス板材にアルミニウムや銀等の金属が蒸着されて形成されており、液晶ディスプレイ120を向く側の面が反射面131aとなっている。ミラー部131は、図2(b)に示すように、正面形状が左右方向に細長となる長方形(矩形状)を呈しており、背面側(反射面131aとは反対側)に凹む凹面鏡となっている。ミラー部131は、表示情報を投射位置20aに向けて拡大することができるようになっている。
ホルダ部132は、ミラー部131を保持する部材であり、例えば、樹脂材によって形成されている。ホルダ部132は、ミラー部131の背面側を覆うように、且つ、矩形状に形成されたミラー部131の4辺の周囲に至るようになっている。ミラー部131は、ホルダ部132に接合されている。
ホルダ部132のミラー部131の周囲(外周の4辺)に位置する部位は、外周部132aとなっている。また、ホルダ部132には、ミラー部131の長手方向に延びる仮想中心線L(図3)に沿う軸部132b、132cが一体的に形成されている。軸部132b、132cは、図示しない支持体に回転可能に支持されている。
補強部133は、ホルダ部132を補強する部位となっている。補強部133は、ホルダ部132の外周部132a(4辺)のうち、少なくとも一辺において、表示光が反射する側で、凹面鏡の凹みに伴う凹領域内に形成されている。本実施形態では、補強部133は、外周部132a(4辺)において、矩形状のミラー部131の上下の2辺に対応する位置に形成されるようになっている。
上記の凹面鏡の凹みに伴う凹領域とは、ミラー部131の上下の2辺において、凹みによって形成される円弧線と、この円弧線の両端部とを結ぶ仮想直線とによって囲まれる領域を意味している。補強部133は、この凹領域内において、外周部132aから表示光の反射側に延びる板状のリブとなっている。補強部133の反射側に延設された先端側のラインは、ミラー部131の円弧線よりも緩い円弧状を成しており、図3に示すように、補強部133の全体形状は、三日月状を成している。
モータ部134は、例えば、入力されるパルス電力に同期して動作する同期電動機であり、ホルダ部132の軸部132bに接続されている。モータ部134は、後述する制御装置150によって、回転制御されるようになっている。モータ部134が正方向、あるいは逆方向に回転されることで、ホルダ部132(ミラー部131)は、仮想中心線Lを中心として、支持体に対して回動されるようになっている。
位置調整スイッチ140は、運転者が入力操作することでウインドシールド20における表示像30の位置を、運転者の好みに応じて、上側、あるいは下側に調整するための要求信号を生成する入力部となっている。位置調整スイッチ140は、例えば、運転者に対向する四角形のスイッチ面を有しており、このスイッチ面の上側を押込むことで、表示像30の位置を上側に変更する要求信号が生成され、また、スイッチ面の下側を押込むことで、表示像30の位置を下側に変更する要求信号が生成されるようになっている。そして、生成された要求信号は、制御装置150に出力されるようになっている。
制御装置150は、液晶ディスプレイ120の表示情報の形成を制御すると共に、位置調整スイッチ140からの要求信号あるいはイグニッションスイッチのオンオフ信号に応じてモータ部134の作動を制御する制御手段となっている。
HUD装置100は、上記のように構成されており、以下、制御装置150による、HUD装置100の作動について説明する。
制御装置150は、イグニッションスイッチがオフされると、モータ部134を作動させることで、ミラー部131の回動位置を予め設定されたリセットポジションに変更させる。
そして、制御装置150は、車両のイグニッションスイッチがオンされると、モータ部134を作動させることで、ミラー部131の回動位置をリセットポジションから、先回の運転時に運転者によって設定されていたドライバー設定位置に戻す。そして、制御装置150は、表示切替えスイッチによる運転者の指示に基づいて表示すべき表示情報を決定すると共に、駆動回路を介して液晶ディスプレイ120に表示情報を形成させる。
すると、図1に示すように、液晶ディスプレイ120は、バックライト110から出射される光によって、表示情報を表示光としてミラー部131に出射させる。ミラー部131は、液晶ディスプレイ120から出射された表示光を、開口部10a(防塵カバー)を通して、ウインドシールド20の投射位置20aに反射させる。投射位置20aに反射された表示光(表示情報)は、運転者と投射位置20aとを結ぶ線の車両前方延長線上(ウインドシールド20の前方)に表示像30(虚像)として表示(結像)されて、運転者に視認されることになる。
そして、運転者によって位置調整スイッチ140が操作されて、表示像30の位置を変更するための要求信号が生成されると、制御装置150は、モータ部134を作動させて、ミラー部131を要求方向に回動させて新たなドライバー設定位置に調整する。
ここで、車両に搭載されるHUD装置100においては、車両走行時の振動を受けるため、反射装置130が振動して、ウインドシールド20に対する表示がブレる(拡大、縮小してしまう)という問題があった。
本実施形態では、ホルダ部132の外周部132aに補強部133を一体的に設けることによって、ホルダ部132の剛性を高くして、車両走行時の振動に伴う表示のブレを抑制することができる。ここでは、ホルダ部132の外周部132aにおいて、凹面鏡による凹領域を活用して、余分なスペースを不要として補強部133を形成することができるので、反射装置130の大型化を伴うことが無い。
また、補強部133は、三日月状を成すリブとしており、凹面鏡に伴う外周部132aの形状をうまく活用し、無駄のない効果的な補強部133を形成することができる。
また、横長の矩形状を成すミラー部131において、補強部133は、外周部132aにおいて、上下の2辺に形成されるようにしており、ホルダ部132に対する効果的な補強部133とすることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態を図4〜図6に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、補強部133の形状を種々変更したものである。
第2実施形態を図4〜図6に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、補強部133の形状を種々変更したものである。
図4に示す補強部133aは、反射側に延設された先端側のラインを円弧状から直線状にして、凹領域において最大限の大きさとなるようにしたものである。
図5に示す補強部133b、133cは、凹みによって形成される円弧線の両端部を結ぶ棒状のものとしている。補強部133bは、円弧状に形成され、また、補強部133cは直線状に形成されている。
図6に示す補強部133d、133eは、第1実施形態の補強部133、および上記補強部133aに対して、複数の中抜き部133fを追加したものである。
本実施形態の各種補強部133a、133b、133c、133d、133eにおいても、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、補強部133b、133c、133d、133eにおいては、上記第1実施形態に対して、更に、軽量化および材料費の低減を図ることができる。
(その他の実施形態)
上記各実施形態の反射装置130では、ミラー部131は、ガラス板材から形成され、ホルダ部132に接合されるものとして説明した。しかしながら、樹脂製のホルダ部132の液晶ディスプレイ120側となる表面に(ミラー部131に相当する領域)に、例えば、アルミニウム等を蒸着させることで反射面を形成したミラー一体型の反射装置としてもよい。
上記各実施形態の反射装置130では、ミラー部131は、ガラス板材から形成され、ホルダ部132に接合されるものとして説明した。しかしながら、樹脂製のホルダ部132の液晶ディスプレイ120側となる表面に(ミラー部131に相当する領域)に、例えば、アルミニウム等を蒸着させることで反射面を形成したミラー一体型の反射装置としてもよい。
また、上記各実施形態では、補強部133(133a〜133e)は、外周部132aの上下の2辺に形成されるものとしたが、これに限らず、上側の1辺のみ、あるいは下側の1辺のみの設定としてもよい。
また、液晶ディスプレイ120から出射される表示光の投影部材として、車両のウインドシールド20としたが、これに限らず、HUD装置100に専用に設けられるコンバイナ等としてもよい。
また、液晶ディスプレイ120からの表示光を反射装置130によって反射させるものとしたが、液晶ディスプレイ120からの表示光を例えば平面鏡で一旦反射させた後に、反射装置130に出射させるようにしても良い。
また、液晶ディスプレイ(表示器)120は、TFT液晶パネル、デュアルスキャンタイプのディスプレイ、TNセグメント液晶等が使用されるものとして説明したが、これに限定されることなく、エレクトロルミネセンス等の自発光式の表示器としても良い。更に、レーザをスキャンするレーザプロジェクターとしても良い。
20 ウインドシールド(投影部材)
30 表示像(虚像)
100 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
120 液晶ディスプレイ(表示器)
130 反射装置
131 ミラー部
132 ホルダ部
132a 外周部
133 補強部
30 表示像(虚像)
100 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
120 液晶ディスプレイ(表示器)
130 反射装置
131 ミラー部
132 ホルダ部
132a 外周部
133 補強部
Claims (3)
- 車両に搭載され、
表示情報を表す表示光を出射する表示器(120)と、
ミラー部(131)、および前記ミラー部を保持するホルダ部(132)を有し、前記表示器から出射される前記表示光を、前記ミラー部によって、前記車両に設けられた投影部材(20)へ反射させる反射装置(130)と、を備え、
前記表示情報の虚像(30)を前記投影部材の前方に表示させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
前記ミラー部は、正面形状が矩形状を成して、背面側に凹む凹面鏡となっており、
前記ホルダ部は、前記ミラー部の前記背面側に配置され、前記ミラー部の周囲に至る外周部(132a)を有しており、
前記外周部の少なくとも一辺において、前記表示光が反射する側で、前記凹面鏡の凹みに伴う凹領域内に一体的に設けられて、前記ホルダ部を補強する補強部(133)が形成された車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記補強部は、三日月状を成すリブである請求項1に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記ミラー部は、横長の矩形状を成しており、
前記補強部は、前記外周部において、上下の2辺に形成された請求項1または請求項2に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
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2017
- 2017-09-27 WO PCT/JP2017/034827 patent/WO2018062216A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021193074A1 (ja) | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 株式会社小糸製作所 | 画像生成装置、反射鏡及びヘッドアップディスプレイ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018062216A1 (ja) | 2018-04-05 |
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