JP2019077393A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平方向から立ち上がっているウインドシールドに対して適正に表示光による表示を行うことができる車両用表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両用表示装置１は、車両Ｖに搭載され表示光を出射する出射部２２と、内部の収容空間部に出射部２２を収容する筐体２１と、出射部２２から出射された表示光を車両Ｖの車両前後方向Ｘの前部に設けられたウインドシールドＷＳに向けて反射し当該ウインドシールドＷＳで表示光を予め想定される目視位置ＥＰ側に反射させる最終ミラー２７とを備え、ウインドシールドＷＳは、水平方向に対する目視位置ＥＰ側の立ち上がり角度θが６０°以上９０°以下であり、最終ミラー２７は、全体が収容空間部の外側に設けられ、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し当該ウインドシールドＷＳと対向することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来の車両用表示装置として、例えば、特許文献１には、運転席前方の透明部材にコンバイナを設け、このコンバイナへ光情報を映し出す作業車両のヘッドアップディスプレイが開示されている。このヘッドアップディスプレイは、透明部材のコンバイナをこの透明部材の左右仮想中心線を挟んで一定長さに設け、このコンバイナに直進走行を案内するためのマーカを表示する。

特開平１１−３２１３８３号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイは、例えば、ウインドシールドが水平方向に対して所定の角度で立ち上がっている作業車両等に適用される場合であっても当該ウインドシールドに対して適正に像を表示することができる構成が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、水平方向から立ち上がっているウインドシールドに対して適正に表示光による表示を行うことができる車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に搭載され表示光を出射する出射部と、内部の収容空間部に前記出射部を収容する筐体と、前記出射部から出射された前記表示光を前記車両の車両前後方向の前部に設けられたウインドシールドに向けて反射し当該ウインドシールドで前記表示光を予め想定される目視位置側に反射させる最終ミラーとを備え、前記ウインドシールドは、水平方向に対する前記目視位置側の立ち上がり角度が６０°以上９０°以下であり、前記最終ミラーは、全体が前記収容空間部の外側に設けられ、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し当該ウインドシールドと対向することを特徴とする。

また、上記車両用表示装置では、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し前記車両に関する車両情報を前記目視位置で目視可能に表示するメータ部を備え、前記最終ミラーは、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記メータ部との間に位置し、前記メータ部の前記車両前後方向の前方側の面に設けられるものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記筐体は、前記収容空間部の内側から前記最終ミラーに向かう前記表示光を当該収容空間部の外側に導出する光路開口部を有し、さらに、前記最終ミラーを、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し当該ウインドシールドと対向し、前記出射部から出射された前記表示光を当該車両前後方向の前方側の前記ウインドシールドに向けて反射し当該ウインドシールドで前記表示光を前記目視位置側に反射させる表示位置と、前記光路開口部を閉塞させる非表示位置とに移動可能である開口開閉駆動部を備えるものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記最終ミラーを前記車両前後方向と交差する車両幅方向に沿った回転軸線を回転中心として回転させることで当該最終ミラーで前記ウインドシールドに向けて反射する前記表示光の反射角度を調整し、当該ウインドシールドで前記目視位置側に反射した前記表示光による表示位置を調整可能である表示位置調整部を備えるものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記最終ミラーは、前記出射部から出射された前記表示光を前記車両前後方向の前方側に向けて反射するものとすることができる。

本発明に係る車両用表示装置は、出射部から出射され最終ミラーでウインドシールドに向けて反射された表示光を当該ウインドシールドで目視位置側に反射させることで、当該ウインドシールドに対して表示光による表示を行うことができる。ここで、この車両用表示装置は、水平方向に対する目視位置側の立ち上がり角度が６０°以上９０°以下であるウインドシールドに対して上記表示光による表示を行うものである。この場合、車両用表示装置は、最終ミラーの全体が収容空間部の外側に設けられ、車両前後方向に対してウインドシールドと目視位置との間に位置し当該ウインドシールドと対向する幾何学的位置関係で配置される。この構成により、車両用表示装置は、上記のような立ち上がり角度を有するウインドシールドに対して目視位置から視認可能なように適正に表示光による表示を行うことができる。この結果、車両用表示装置は、水平方向から立ち上がっているウインドシールドに対して適正に表示光による表示を行うことができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両用表示装置、及び、当該車両用表示装置が適用される車両のウインドシールドの概略構成を表す模式図である。 図２は、実施形態１に係る車両用表示装置の概略構成を表す模式図である。 図３は、実施形態２に係る車両用表示装置、及び、当該車両用表示装置が適用される車両のウインドシールドの概略構成を表す模式図である。 図４は、実施形態２に係る車両用表示装置の概略構成を表す模式図である。 図５は、変形例に係る車両用表示装置の概略構成を表す模式図である。 図６は、変形例に係る車両用表示装置の動作を表す模式図である。 図７は、変形例に係る車両用表示装置の動作を表す模式図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１、図２に示す本実施形態に係る車両用表示装置１は、車両Ｖに適用される。車両用表示装置１は、例えば、車両Ｖのダッシュボードに設けられたインストルメントパネルＩＰ内に搭載される。車両用表示装置１は、車両ＶのウインドシールドＷＳに向けて表示光を出射し当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に向けて反射する像２０Ａによって運転者ＤＲ等に種々の可視情報を提示するものである。ここで、インストルメントパネルＩＰは、車両Ｖにおいて運転席等が設けられる車室内側でかつ車両前後方向Ｘの前方側に設けられる内装部材である。インストルメントパネルＩＰは、車両幅方向Ｙに沿って延在する。目視位置（アイポイント）ＥＰは、典型的には、車両ＶにおけるいわゆるアイレンジＥＲ内に設定されるアイボックスＥＢ内に位置するものとして予め想定される。アイレンジＥＲとは、「自動車の運転者アイレンジ」であり、車両Ｖに応じて予め定まる運転者ＤＲの視点が位置する領域に相当する。アイレンジＥＲは、典型的には、車両Ｖにおいて運転者ＤＲの目の位置の分布を統計的に表したものであり、例えば、運転者ＤＲが運転席に座った状態で所定割合（例えば、９５％）の運転者ＤＲの目の位置が含まれる領域に相当する。アイボックスＥＢは、アイレンジＥＲ内に位置し、かつ、運転者ＤＲが運転席に座った状態で運転しながら像２０Ａを適正に視認可能である空間領域として予め想定される。そして、ウインドシールドＷＳは、少なくとも可視光域成分の光（可視光線）を透過する光透過性の透過部材である。ここで、可視光域成分の光とは、人が視認できる可視光領域の波長成分の光であり、例えば、波長が３６０〜８３０ｎｍの範囲の成分の光である。ウインドシールドＷＳは、車両Ｖの車両前後方向Ｘの前部に設けられ、いわゆるフロントガラスとも呼ばれる。本実施形態の車両用表示装置１が適用される車両ＶのウインドシールドＷＳは、当該車両Ｖが水平面に位置した状態で、水平方向に対する目視位置ＥＰ側の立ち上がり角度θが６０°以上９０°以下（６０°≦θ≦９０°）とされている。そして、本実施形態の車両用表示装置１は、このように水平方向から立ち上がっているウインドシールドＷＳに対して適正に表示光による像２０Ａの表示を行うように構成されたものである。

なお、本実施形態の車両用表示装置１が適用される車両Ｖは、典型的には、農業機械車両（トラクタ等）、建設機械車両（クレーン車両、ショベル車両等）、清掃車両（路面清掃車両等）、運搬車両（ダンプ車両、トラック等）等の作業車両であるがこれに限らない。車両Ｖは、上記のようにウインドシールドＷＳの立ち上がり角度θが６０°以上９０°以下であればバスや一般的な乗用車等であってもよい。また、車両Ｖは、上記のようにウインドシールドＷＳの立ち上がり角度θが６０°以上９０°以下であれば、自動車に限らず鉄道車両であってもよい。

また、以下の説明では、車両用表示装置１が適用される車両Ｖにおいて、「車両前後方向Ｘ」とは、典型的には、車両Ｖの全長方向に相当し、さらに言えば、車両Ｖの前後直進方向に沿った方向に相当する。「車両幅方向Ｙ」とは、典型的には、車両Ｖの全幅方向に相当し、車両Ｖの車両左右方向に相当する。「車両高さ方向Ｚ」とは、典型的には、車両Ｖの車高方向に相当する。第１方向である車両前後方向Ｘと第２方向である車両幅方向Ｙと第３方向である車両高さ方向Ｚとは、相互に直交し、車両Ｖが水平面に位置する状態で、車両前後方向Ｘ、車両幅方向Ｙが水平方向に沿い、車両高さ方向Ｚが鉛直方向に沿う。また、以下の説明では、車両前後方向Ｘにおいて、車両Ｖが前進する側を「前方」、車両Ｖが後進する側を「後方」という場合がある。車両幅方向Ｙにおいて、車両前後方向Ｘの前方に向かって左側を「左側」、車両前後方向Ｘの前方に向かって右側を「右側」という場合がある。車両高さ方向Ｚにおいて、鉛直方向上側を「上側」、鉛直方向下側を「下側」という場合がある。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。以下、各図を参照して車両用表示装置１の構成について詳細に説明する。

具体的には、本実施形態の車両用表示装置１は、図１、図２に示すように、メータ部１０と、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）部（以下、「ＨＵＤ部」という場合がある。）２０とを備える。車両用表示装置１は、当該メータ部１０と当該ＨＵＤ部２０とが一体化されユニット化された表示装置ユニットである。

メータ部１０は、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し、車両Ｖに関する車両情報を目視位置ＥＰで目視可能に表示する部分である。メータ部１０は、例えば、アナログ式計器、デジタル式計器、ディスプレイ、方向指示表示部、シフトポジションインジケータ、各種警告灯等がメータ筐体１１に組み付けられることで構成される。メータ部１０は、メータ筐体１１の車両前後方向Ｘに対して目視位置ＥＰと対向する側の面、すなわち、車両前後方向Ｘの後方側の面がメータ表示部１２を構成する。メータ部１０は、メータ表示部１２に車両Ｖの運転に供される種々の車両情報を表示する。メータ部１０が表示する車両情報は、例えば、車両の速度、走行用動力源の出力回転数、積算走行距離、冷却水温、燃料残量、バッテリ蓄電量、各種の警告灯（ウォーニングランプ、いわゆるテルテール）、シフトポジション、方向指示方向、ナビゲーション情報等を含んでいてもよい。メータ部１０は、メータ表示部１２が車両前後方向Ｘに対して目視位置ＥＰと対向し露出する位置関係でインストルメントパネルＩＰ内に据え付けられる。

ＨＵＤ部２０は、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し、ウインドシールドＷＳに映る像２０Ａによって車両Ｖに関する車両情報を目視位置ＥＰで目視可能に表示する部分である。より詳細には、ＨＵＤ部２０は、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳとメータ部１０のメータ筐体１１との間に位置する。そして、ＨＵＤ部２０は、ウインドシールドＷＳに表示光を出射し当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０ＡをウインドシールドＷＳに表示する。ＨＵＤ部２０が表示する車両情報は、上記と同様に、例えば、車両の速度、走行用動力源の出力回転数、積算走行距離、冷却水温、燃料残量、バッテリ蓄電量、各種の警告灯、シフトポジション、方向指示方向、ナビゲーション情報等に加え、目視位置ＥＰからウインドシールドＷＳ越しに目視される背景に重畳させて表示する種々の記号、図形等を含んでいてもよい。ＨＵＤ部２０が表示する車両情報は、例えば、直感的で煩わしさを感じさせない情報として、乗員等に直感的に認識させ易い比較的に簡便な形体の図形によって表される車両Ｖの周辺の注意対象情報（例えば、歩行者、周辺車両、障害物、荷物等に関する情報）等を含んでいてもよい。

具体的には、ＨＵＤ部２０は、筐体としてのＨＵＤ筐体２１と、出射部２２と、反射部２３と、制御回路基板２４とを備える。ＨＵＤ部２０は、出射部２２から出射された表示光を反射部２３によってウインドシールドＷＳに向けて反射し当該ウインドシールドＷＳで表示光を目視位置ＥＰ側に反射させることで、ウインドシールドＷＳに像２０Ａを表示させる。本実施形態のＨＵＤ部２０は、反射部２３が第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、及び、最終ミラー２７を含んで構成される。ＨＵＤ部２０は、出射部２２から出射された表示光を、当該反射部２３を構成する第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、及び、最終ミラー２７の３つの反射系を介してウインドシールドＷＳに向けて反射する。ここでは、ＨＵＤ部２０は、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに像２０Ａを表示させる。ＨＵＤ表示部ＷＳａは、典型的には、ウインドシールドＷＳにおいて、目視位置ＥＰから目視し易い領域として予め定められた領域であり、ウインドシールドＷＳの目視位置ＥＰ側の表面によって構成される。ＨＵＤ表示部ＷＳａは、ウインドシールドＷＳにおいて、運転者ＤＲが車両Ｖの走行方向前方側を視ている状態でＨＵＤ表示部ＷＳａに表示させる像２０Ａを視認し得る位置に設けられる。例えば、ＨＵＤ表示部ＷＳａは、運転者ＤＲが車両Ｖの走行方向前方側をまっすぐ視ている状態でＨＵＤ表示部ＷＳａに表示させる像２０Ａを運転者ＤＲの周辺視野で視認し得る位置に設けられる。なお、ＨＵＤ表示部ＷＳａは、これに限らず、ＨＵＤ表示部ＷＳａに表示させる像２０Ａを運転者ＤＲの中心視野で視認し得る位置に設けられてもよい。

ＨＵＤ筐体２１は、出射部２２、反射部２３の一部（後述する第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６）、制御回路基板２４等を内部の収容空間部２８に収容するものである。上述したメータ筐体１１とＨＵＤ筐体２１とは、例えば、絶縁性の合成樹脂等によって別体で形成され、相互に組み付けられる。ＨＵＤ筐体２１は、例えば、複数の部材が組み合わせられることで中空箱状に形成され、この中空状の内部空間部が収容空間部２８を構成する。ＨＵＤ筐体２１は、車両高さ方向Ｚの上側の面に、光路開口部２１ａが形成される。光路開口部２１ａは、ＨＵＤ筐体２１の内外を連通する。光路開口部２１ａは、出射部２２が出射した表示光をＨＵＤ筐体２１の収容空間部２８の外側に導出するための光路開口を構成する。さらに言えば、光路開口部２１ａは、収容空間部２８の内側から後述する最終ミラー２７に向かう表示光を当該収容空間部２８の外側に導出する。光路開口部２１ａは、車両高さ方向Ｚの上側を向いている。ここでは、ＨＵＤ筐体２１は、光路開口部２１ａが透明カバー部材２１ｂによって覆われている。透明カバー部材２１ｂは、少なくとも出射部２２が出射した表示光を透過する光透過性の部材によって構成される。またさらに、ＨＵＤ筐体２１は、光路開口部２１ａの車両前後方向Ｘの前方側の縁部に遮光壁部２１ｃが立設されている。遮光壁部２１ｃは、車両高さ方向Ｚの上側に突出しかつ車両幅方向Ｙに沿って延在して形成される。言い換えれば、遮光壁部２１ｃは、透明カバー部材２１ｂの車両前後方向Ｘの前方側の縁部に、当該透明カバー部材２１ｂの車両幅方向Ｙに沿った辺に沿って形成される。遮光壁部２１ｃは、透明カバー部材２１ｂの車両前後方向Ｘの前方側にて外光を遮光し当該透明カバー部材２１ｂで外光が反射することを防止する。ＨＵＤ筐体２１は、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳとメータ部１０のメータ筐体１１との間に位置し、かつ、光路開口部２１ａが車両高さ方向Ｚの上側を向く位置関係でインストルメントパネルＩＰ内に据え付けられる。

出射部２２は、車両Ｖに搭載され表示光を出射可能なものである。出射部２２は、ＨＵＤ筐体２１の収容空間部２８内に設けられる。出射部２２が出射する表示光は、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに表示させる像２０Ａを表す光であり、少なくとも可視光域成分の光を含む。出射部２２は、表示光を出射するデバイスとして、例えば、薄型の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、光インジケータ、蛍光表示管等を用いることができる。出射部２２は、収容空間部２８の内側において、車両前後方向Ｘの前方側でかつ車両高さ方向Ｚの下側の位置に設けられる。そして、出射部２２は、出射する表示光の光軸方向が車両前後方向Ｘの後方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側を向くように収容空間部２８内に支持され、表示光を車両前後方向Ｘの後方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側に向けて出射する。

反射部２３は、出射部２２が出射した表示光の光路を変更する光路変更光学系を構成するものである。本実施形態の反射部２３は、上述したように第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、及び、最終ミラー２７を含んで構成される。第１中間ミラー２５は、出射部２２から出射された表示光を第２中間ミラー２６に向けて全反射する第１の中間ミラーである。第２中間ミラー２６は、出射部２２から出射され第１中間ミラー２５で反射された表示光を最終ミラー２７に向けて全反射する第２の中間ミラーである。最終ミラー２７は、出射部２２から出射され第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６で反射された表示光をウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに向けて全反射する最終段のミラーである。最終ミラー２７は、表示光をウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに向けて全反射し、当該ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで当該表示光を目視位置ＥＰ側に反射させる。第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、及び、最終ミラー２７は、それぞれいわゆる平面ミラーであってもよいし、拡大ミラーであってもよいし、自由曲面ミラーであってもよい。拡大ミラーは、凹面、又は、凸面のミラーとして形成され、反射する前の表示光が表す像と比較して反射した後の表示光が表す像が相対的に大きくなるように当該像を拡大して反射するものである。また、自由曲面ミラーは、球面、放物面と異なり、光軸に対して非対称な形状のミラーとして形成され、非球面ミラーとも呼ばれる。つまり、自由曲面ミラーは、凹面、又は、凸面で、かつ、光軸に対して非対称な形状のミラーとして形成される。自由曲面ミラーは、ＨＵＤ表示部ＷＳａの表面形状や第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、最終ミラー２７等の各光学反射系の幾何学的な位置関係等に応じた形状に形成される。そして、自由曲面ミラーは、表示光を反射する際に、最終的にＨＵＤ表示部ＷＳａに映る表示光が表す像２０Ａが所望の形状となるように光学的に歪みを補正して反射する。ここでは一例として、反射部２３は、第１中間ミラー２５、及び、第２中間ミラー２６が自由曲面ミラーを構成し、最終ミラー２７が平面ミラーを構成する。

そして、本実施形態の反射部２３は、第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６がＨＵＤ筐体２１の収容空間部２８の内側に設けられる一方、最終ミラー２７が収容空間部２８の外側に設けられる。第１中間ミラー２５は、収容空間部２８の内側において、車両前後方向Ｘの後方側でかつ車両前後方向Ｘに沿って出射部２２と対向する位置に設けられる。そして、第１中間ミラー２５は、反射する表示光の光軸方向が車両前後方向Ｘの前方側でかつ車両高さ方向Ｚの下側を向くように収容空間部２８内に支持され、表示光を車両前後方向Ｘの前方側でかつ車両高さ方向Ｚの下側に向けて反射する。第２中間ミラー２６は、収容空間部２８の内側において、車両前後方向Ｘの前方側でかつ、車両前後方向Ｘに沿って第１中間ミラー２５と対向する位置に設けられる。ここでは、第２中間ミラー２６は、車両高さ方向Ｚに対して出射部２２の上側側に設けられる。そして、第２中間ミラー２６は、反射する表示光の光軸方向が車両前後方向Ｘの後方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側を向くように収容空間部２８内に支持され、表示光を車両前後方向Ｘの後方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側に向けて反射する。第２中間ミラー２６で反射した表示光は、収容空間部２８の内側から光路開口部２１ａ、及び、透明カバー部材２１ｂを介して収容空間部２８の外側に導出され最終ミラー２７に向かう。そして、最終ミラー２７は、収容空間部２８の外側において、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置しウインドシールドＷＳと対向する位置に設けられる。本実施形態の最終ミラー２７は、ウインドシールドＷＳとメータ部１０のメータ筐体１１との間に位置し、メータ部１０のメータ筐体１１の背面１１ａに設けられることで、全体が収容空間部２８の外側に設けられる。ここで、メータ筐体１１の背面１１ａとは、メータ筐体１１において、車両前後方向Ｘの前方側の面であり、メータ表示部１２とは反対側の面である。そして、最終ミラー２７は、反射する表示光の光軸方向が車両前後方向Ｘの前方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側を向くようにメータ筐体１１の背面１１ａに支持され、表示光を車両前後方向Ｘの前方側でかつ車両高さ方向Ｚの上側に向けて反射する。例えば、最終ミラー２７は、入射角度αで入射した表示光を反射角度（出射角度）αでウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに向けて反射する。そして、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａは、最終ミラー２７から入射角度βで入射した表示光を反射角度（出射角度）βで反射する。ＨＵＤ部２０は、例えば、各部がインストルメントパネルＩＰ内に据え付けられた状態で、ＨＵＤ表示部ＷＳａで反射した表示光が目視位置ＥＰに至るようにこれらの光学系を構成する角度α等が適宜調整されて構成される。また、ＨＵＤ部２０は、第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６の光学系を構成する各種角度が調整されることで上記構成を実現してもよい。

制御回路基板２４は、出射部２２を含むＨＵＤ部２０の各部と電気的に接続されており、当該出射部２２を含むＨＵＤ部２０の各部の動作を制御するものである。ここでは、制御回路基板２４は、メータ部１０にも電気的に接続されており、当該メータ部１０の各部の動作も制御する。また、制御回路基板２４は、車両Ｖの各部を統括的に制御する車両ＥＣＵ等とも電気的に接続されており、相互に種々の信号の授受を行うことができる。ここでは、制御回路基板２４は、収容空間部２８の内側に収容されているものとして図示しているが収容空間部２８の内側に設けられていてもよい。また、制御回路基板２４は、ＨＵＤ部２０に加えメータ部１０を含む車両用表示装置１全体の動作を制御するものであってもよい。

上記のように構成されるＨＵＤ部２０は、出射部２２から出射された表示光が反射部２３を構成する第１中間ミラー２５、及び、第２中間ミラー２６を介して最終ミラー２７に向けて反射される。ＨＵＤ部２０は、第２中間ミラー２６で反射された表示光が光路開口部２１ａ、及び、透明カバー部材２１ｂを介して反射部２３を構成する最終ミラー２７に至り、当該最終ミラー２７によってウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに向けて反射される。そして、ＨＵＤ部２０は、最終ミラー２７で反射された表示光がウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａに至り、当該ＨＵＤ表示部ＷＳａによって目視位置ＥＰ側に反射される。この構成により、ＨＵＤ部２０は、表示光による像２０Ａが当該ＨＵＤ表示部ＷＳａに表示される。像２０Ａは、ＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による反射像であり、目視位置ＥＰから視認可能ないわゆる虚像である。このようにして、ＨＵＤ部２０は、ＨＵＤ表示部ＷＳａに表示光によって車両情報に関する像２０Ａを虚像表示することができる。

以上で説明した車両用表示装置１は、出射部２２から出射され最終ミラー２７でウインドシールドＷＳに向けて反射された表示光を当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射させる。この構成により、車両用表示装置１は、当該ウインドシールドＷＳに対して表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。ここで、この車両用表示装置１は、水平方向に対する目視位置ＥＰ側の立ち上がり角度θが６０°以上９０°以下であるウインドシールドＷＳに対して上記表示光による表示を行うものである。この場合、車両用表示装置１は、最終ミラー２７の全体が収容空間部２８の外側に設けられ、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し当該ウインドシールドＷＳと対向する幾何学的位置関係で配置される。この構成により、車両用表示装置１は、ウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間の限られたスペースに配置された上で、上記のような立ち上がり角度θを有するウインドシールドＷＳに対して適正な角度で表示光を入射させることができる。この結果、車両用表示装置１は、上記のような立ち上がり角度θを有するウインドシールドＷＳに対して目視位置ＥＰから視認可能なように適正に表示光による像２０Ａの虚像表示を行うことができる。この結果、車両用表示装置１は、水平方向から立ち上がっているウインドシールドＷＳに対して適正に表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。

さらに、以上で説明した車両用表示装置１は、最終ミラー２７が車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳとメータ部１０との間に位置し、メータ部１０の車両前後方向Ｘの前方側の面である背面１１ａに設けられる。この構成により、車両用表示装置１は、ウインドシールドＷＳとメータ部１０との間のデッドスペースを有効活用し最終ミラー２７を配置した上で、ウインドシールドＷＳに対して適正に表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。この結果、車両用表示装置１は、例えば、運転者ＤＲ側に出っ張る部分を極力少なく抑制し全体としてコンパクトな構成とすることができる。また、車両用表示装置１は、メータ部１０とＨＵＤ部２０とが一体化されユニット化されることで車両Ｖに一括で据え付けることができるので、搭載性を向上することができる。

より詳細には、以上で説明した車両用表示装置１は、最終ミラー２７が車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し当該ウインドシールドＷＳと対向し出射部２２から出射された表示光を当該車両前後方向Ｘの前方側に向けて反射する幾何学的位置関係で配置される。この構成により、車両用表示装置１は、上記のような立ち上がり角度θを有するウインドシールドＷＳに対して表示光による像２０Ａの虚像表示を行った上で、運転者ＤＲ等の操作の邪魔になり難い位置に配置できるレイアウトとすることができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る車両用表示装置は、表示位置調整部を備える点で実施形態１とは異なる。以下では、上述した実施形態と同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する（以下同様）。

図３、図４に示す本実施形態に係る車両用表示装置２０１は、ＨＵＤ部２０にかえてＨＵＤ部２２０を備える点で上述の車両用表示装置１と異なり、その他の構成は、当該車両用表示装置１と略同様の構成である。ＨＵＤ部２２０は、表示位置調整部２２９を備える点で上述のＨＵＤ部２０と異なり、その他の構成は、当該ＨＵＤ部２０と略同様の構成である。

表示位置調整部２２９は、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０Ａの表示位置を調整可能な機構である。車両Ｖにおいて想定されるアイボックスＥＢや目視位置ＥＰは、例えば、運転者ＤＲの体格や姿勢、運転者ＤＲが着座する座席の座面高さ等に応じて車両高さ方向Ｚに沿って変動する。これに対して、表示位置調整部２２９は、車両高さ方向Ｚに沿ったアイボックスＥＢや目視位置ＥＰの変動に応じて表示光による像２０Ａの表示位置が適正な位置となるように当該表示位置を調整するものである。

具体的には、表示位置調整部２２９は、最終ミラー２７を車両幅方向Ｙに沿った回転軸線Ｃを回転中心として回転させることで当該最終ミラー２７でウインドシールドＷＳに向けて反射する表示光の反射角度αを調整する。この構成により、表示位置調整部２２９は、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０Ａの表示位置を調整可能である。

本実施形態の表示位置調整部２２９は、最終ミラー２７の車両前後方向Ｘの後方側の面に設けられた駆動アクチュエータ２２９ａを有する。駆動アクチュエータ２２９ａは、モータ等を含んで構成され、モータが駆動することで最終ミラー２７を当該最終ミラー２７の近傍に設定された回転軸線Ｃ周りに回転させる。表示位置調整部２２９は、駆動アクチュエータ２２９ａによって最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させることで反射角度αを可変とすることができる。

表示位置調整部２２９は、例えば、アイボックスＥＢ、及び、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙにおいて相対的に下側に位置する場合（図３中のアイボックスＥＢ１、目視位置ＥＰ１参照）、最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させ反射角度αを相対的に大きくする。これにより、表示位置調整部２２９は、表示光による像２０Ａの表示位置を車両幅方向Ｙにおいて相対的に上側に位置させる（図３中の像２０Ａ１参照）。一方、表示位置調整部２２９は、例えば、アイボックスＥＢ、及び、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙにおいて相対的に上側に位置する場合（図３中のアイボックスＥＢ２、目視位置ＥＰ２参照）、最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させ反射角度αを相対的に小さくする。これにより、表示位置調整部２２９は、表示光による像２０Ａの表示位置を車両幅方向Ｙにおいて相対的に下側に位置させる（図３中の像２０Ａ２参照）。また、表示位置調整部２２９は、例えば、アイボックスＥＢ、及び、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙにおいて上記の中間に位置する場合（図３中のアイボックスＥＢ３、目視位置ＥＰ３参照）、最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させ反射角度αを上記の中間の角度とする。これにより、表示位置調整部２２９は、表示光による像２０Ａの表示位置を車両幅方向Ｙにおいて上記の中間に位置させる（図３中の像２０Ａ３参照）。

表示位置調整部２２９は、制御回路基板２４に電気的に接続されており、動作が制御されている。制御回路基板２４は、例えば、運転者ＤＲ等による操作部への操作入力に基づいて表示位置調整部２２９を制御し最終ミラー２７の反射角度αを調整し表示光による像２０Ａの表示位置を調整してもよい。また、制御回路基板２４は、例えば、運転者ＤＲの目視位置ＥＰを検出する検出部による検出結果に基づいて表示位置調整部２２９を制御し最終ミラー２７の反射角度αを自動で調整し表示光による像２０Ａの表示位置を自動で調整してもよい。

以上で説明した車両用表示装置２０１は、水平方向から立ち上がっているウインドシールドＷＳに対して適正に表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。

そして、以上で説明した車両用表示装置２０１は、表示位置調整部２２９によって最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させ反射角度αを調整することで、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０Ａの表示位置を適正な位置に調整することができる。この場合、表示位置調整部２２９は、反射部２３を構成する複数の反射系（第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、最終ミラー２７）のうち最終ミラー２７の反射角度αを調整する。この構成により、表示位置調整部２２９は、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａにより近い最終ミラー２７の反射角度αを調整することで、反射角度αの調整幅を相対的に小さく抑制した上で表示光による像２０Ａの表示位置を適正な位置に調節することができる。この結果、車両用表示装置２０１は、水平方向から立ち上がっているウインドシールドＷＳに対して適正に表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。

なお、以上で説明した表示位置調整部２２９は、上記の構成に限られない。図５に示す変形例に係る車両用表示装置２０１Ａが備えるＨＵＤ部２２０Ａは、表示位置調整部２２９にかえて表示位置調整部２２９Ａを備える点で上述のＨＵＤ部２２０と異なり、その他の構成は、当該ＨＵＤ部２２０と略同様の構成である。表示位置調整部２２９Ａは、最終ミラー２７の車両高さ方向Ｚの下側の端部に設けられた駆動アクチュエータ２２９Ａａを有する。駆動アクチュエータ２２９Ａａは、モータ等を含んで構成され、モータが駆動することで最終ミラー２７を当該最終ミラー２７の車両高さ方向Ｚの下側の端部に設定された回転軸線Ｃ周りに回転させる。表示位置調整部２２９Ａは、駆動アクチュエータ２２９Ａａによって最終ミラー２７を回転軸線Ｃ周りに回転させることで反射角度αを可変とすることができる。この構成により、表示位置調整部２２９Ａは、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０Ａの表示位置を調整可能である。この場合であっても、車両用表示装置２０１Ａは、ウインドシールドＷＳのＨＵＤ表示部ＷＳａで目視位置ＥＰ側に反射した表示光による像２０Ａの表示位置を適正な位置に調整することができる。

なおこの場合、表示位置調整部２２９Ａは、ＨＵＤ筐体２１に形成された光路開口部２１ａを開閉するための開口開閉駆動部２３０Ａとしても兼用することができる。開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａは、最終ミラー２７を、回転軸線Ｃを回転中心として回転させることで、図５、図６に示す表示位置と、図６、図７に示す非表示位置とに移動可能である。最終ミラー２７の表示位置は、ＨＵＤ筐体２１に形成された光路開口部２１ａを開放し、上述したように最終ミラー２７が車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間に位置し当該ウインドシールドＷＳと対向する位置である。当該表示位置は、出射部２２から出射された表示光を最終ミラー２７が当該車両前後方向Ｘの前方側のウインドシールドＷＳに向けて反射し当該ウインドシールドＷＳで表示光を目視位置ＥＰ側に反射させ像２０Ａ（図３等参照）を表示させる位置である。一方、最終ミラー２７の非表示位置は、最終ミラー２７がＨＵＤ筐体２１に形成された光路開口部２１ａを閉塞させる位置である。当該非表示位置は、ウインドシールドＷＳに像２０Ａ（図３等参照）を表示しない位置である。

開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａは、制御回路基板２４に電気的に接続されており、動作が制御されている。制御回路基板２４は、表示光による像２０Ａの表示を行う場合には、開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａを制御し、最終ミラー２７を表示位置とする。一方、制御回路基板２４は、表示光による像２０Ａの表示を行わない場合には、開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａを制御し、最終ミラー２７を非表示位置とする。

以上で説明した変形例に係る車両用表示装置２０１Ａは、開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａによって最終ミラー２７が表示位置とされることで、表示光による像２０Ａの表示を行うことができる。一方、車両用表示装置２０１Ａは、開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用される表示位置調整部２２９Ａによって最終ミラー２７が非表示位置とされることで、最終ミラー２７を光路開口部２１ａの蓋として機能させることができる。この結果、車両用表示装置２０１Ａは、表示光による像２０Ａの表示を行わない場合には最終ミラー２７を光路開口部２１ａの蓋として機能させることで、光路開口部２１ａを介したＨＵＤ筐体２１内部への異物侵入や埃の堆積等を防止することができる。

なおこの場合、車両用表示装置２０１ＡのＨＵＤ部２２０Ａは、さらに、図５、図６に示すように、回転軸線Ｃ周りに設けられ最終ミラー２７の回転と共に当該最終ミラー２７に伴われて回転するカバー部材２３１Ａも備えていてもよい。このカバー部材２３１Ａは、最終ミラー２７が非表示位置にある状態で光路開口部２１ａの回転軸線Ｃ近傍の隙間を塞ぐ一方、最終ミラー２７が表示位置にある状態で当該隙間を開放するものである。この構成により、車両用表示装置２０１Ａは、光路開口部２１ａを介したＨＵＤ筐体２１内部への異物侵入や埃の堆積等をより確実に防止することができる。

またこの場合、車両用表示装置２０１ＡのＨＵＤ部２２０Ａは、さらに、図７に示すように、遮光壁部２１ｃを、車両幅方向Ｙに沿った回転軸線Ｃ１を回転中心として回転させることで、直立位置と閉塞位置とに移動可能である駆動アクチュエータ２３２Ａを備えていてもよい。駆動アクチュエータ２３２Ａは、駆動アクチュエータ２２９ａ、２２９Ａａ等と同様に、モータ等を含んで構成され、モータが駆動することで遮光壁部２１ｃを当該遮光壁部２１ｃの車両高さ方向Ｚの下側の端部に設定された回転軸線Ｃ１周りに回転させる。遮光壁部２１ｃの直立位置は、遮光壁部２１ｃが車両高さ方向Ｚの上側に突出し透明カバー部材２１ｂに対する外光を遮光し当該透明カバー部材２１ｂで外光が反射することを防止する位置である。一方、遮光壁部２１ｃの閉塞位置は、遮光壁部２１ｃが光路開口部２１ａの回転軸線Ｃ側とは反対側の隙間を塞ぐ位置である。駆動アクチュエータ２３２Ａは、制御回路基板２４に電気的に接続されており、動作が制御されている。制御回路基板２４は、最終ミラー２７が表示位置にある場合には、駆動アクチュエータ２３２Ａを制御し、遮光壁部２１ｃを直立位置とする。一方、制御回路基板２４は、最終ミラー２７が非表示位置にある場合には、駆動アクチュエータ２３２Ａを制御し、遮光壁部２１ｃを閉塞位置とする。この構成により、車両用表示装置２０１Ａは、光路開口部２１ａを介したＨＵＤ筐体２１内部への異物侵入や埃の堆積等をさらに確実に防止することができる。

なお、上述した本発明の実施形態、変形例に係る車両用表示装置は、上述した実施形態、変形例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態、変形例に係る車両用表示装置は、以上で説明した各実施形態、変形例の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

以上で説明した車両用表示装置１、２０１、２０１Ａは、ウインドシールドＷＳの立ち上がり角度θが７０°以上９０°以下（７０°≦θ≦９０°）、さらには立ち上がり角度θが８０°以上９０°以下（８０°≦θ≦９０°）の車両Ｖに適用された場合に、より好適にその効果を発揮する。

以上の説明では、車両用表示装置１、２０１、２０１Ａは、メータ部１０とＨＵＤ部２０、２２０、２２０Ａとが一体化されユニット化された表示装置ユニットであるものとして説明したがこれに限らない。車両用表示装置１、２０１、２０１Ａは、メータ部１０を備えず、ＨＵＤ部２０、２２０、２２０Ａが単体で構成されるものであってもよい。

以上の説明では、ＨＵＤ部２０、２２０、２２０Ａは、反射部２３が第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６、及び、最終ミラー２７を含んで構成されるものとして説明したがこれに限らない。ＨＵＤ部２０、２２０、２２０Ａは、少なくとも最終ミラー２７を備えていればよく、第１中間ミラー２５、第２中間ミラー２６を備えていなくてもよいし、逆に、３つ以上の中間ミラーを備えていてもよい。

以上の説明では、最終ミラー２７は、ウインドシールドＷＳとメータ部１０のメータ筐体１１との間に位置し、メータ部１０のメータ筐体１１の背面１１ａに設けられるものとして説明したがこれに限らない。最終ミラー２７は、全体が収容空間部２８の外側に設けられていれば背面１１ａ以外の部位に設けられていてもよい。

以上の説明では、表示位置調整部２２９Ａは、開口開閉駆動部２３０Ａとして兼用されるものとして説明したがこれに限らない。表示位置調整部２２９Ａと開口開閉駆動部２３０Ａとは、それぞれ別個に構成されるものであってもよい。

１、２０１、２０１Ａ 車両用表示装置
１０ メータ部
１１ａ 背面
２１ ＨＵＤ筐体（筐体）
２１ａ 光路開口部
２２ 出射部
２７ 最終ミラー
２８ 収容空間部
２２９、２２９Ａ 表示位置調整部
２３０Ａ 開口開閉駆動部
Ｃ 回転軸線
ＥＰ、ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３ 目視位置
Ｖ 車両
ＷＳ ウインドシールド
Ｘ 車両前後方向
Ｙ 車両幅方向
θ 立ち上がり角度

Claims (5)

1. 車両に搭載され表示光を出射する出射部と、
   内部の収容空間部に前記出射部を収容する筐体と、
   前記出射部から出射された前記表示光を前記車両の車両前後方向の前部に設けられたウインドシールドに向けて反射し当該ウインドシールドで前記表示光を予め想定される目視位置側に反射させる最終ミラーとを備え、
   前記ウインドシールドは、水平方向に対する前記目視位置側の立ち上がり角度が６０°以上９０°以下であり、
   前記最終ミラーは、全体が前記収容空間部の外側に設けられ、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し当該ウインドシールドと対向することを特徴とする、
   車両用表示装置。
2. 前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し前記車両に関する車両情報を前記目視位置で目視可能に表示するメータ部を備え、
   前記最終ミラーは、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記メータ部との間に位置し、前記メータ部の前記車両前後方向の前方側の面に設けられる、
   請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記筐体は、前記収容空間部の内側から前記最終ミラーに向かう前記表示光を当該収容空間部の外側に導出する光路開口部を有し、
   さらに、前記最終ミラーを、前記車両前後方向に対して前記ウインドシールドと前記目視位置との間に位置し当該ウインドシールドと対向し、前記出射部から出射された前記表示光を当該車両前後方向の前方側の前記ウインドシールドに向けて反射し当該ウインドシールドで前記表示光を前記目視位置側に反射させる表示位置と、前記光路開口部を閉塞させる非表示位置とに移動可能である開口開閉駆動部を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記最終ミラーを前記車両前後方向と交差する車両幅方向に沿った回転軸線を回転中心として回転させることで当該最終ミラーで前記ウインドシールドに向けて反射する前記表示光の反射角度を調整し、当該ウインドシールドで前記目視位置側に反射した前記表示光による表示位置を調整可能である表示位置調整部を備える、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
5. 前記最終ミラーは、前記出射部から出射された前記表示光を前記車両前後方向の前方側に向けて反射する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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