JP6322489B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、インストルメントパネルに設けられるとともにフロントガラスに向けて表示画像を投影し、該フロントガラスに反射した前記表示画像の虚像を搭乗者に視認させる車両用表示装置に関する。

従来、車両用表示装置として、インストルメントパネルの内部に設けた投射器からの表示画像をフロントガラスに投影し、投影された表示画像をフロントガラスに反射させ、この反射画像を虚像として搭乗者に視認させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両用表示装置では、インストルメントパネルの開口部に表示画像を透過させる透明カバーが設けられている。

特開２００７−１４８０９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の車両用表示装置において、透明カバー（透過部）は、車両用表示装置の装置本体側に取り付けられ、この装置本体は車体パネル等の車両側に固定されているため、透明カバーはインストルメントパネルに固定されておらず、車両の走行振動等によって透明カバーとインストルメントパネルとが接触して異音が発生する可能性があった。また、異音が発生しないように透明カバーとインストルメントパネルとを離隔させて隙間を設けると、この隙間からゴミや埃が装置本体内部に入り込むという不都合が生じる。

本発明の目的は、透過部周辺からの異音の発生を抑制することができる車両用表示装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された本発明の車両用表示装置は、インストルメントパネルに設けられるとともにフロントガラスに向けて表示画像を投影し、該フロントガラスに反射した前記表示画像の虚像を搭乗者に視認させる車両用表示装置であって、前記インストルメントパネルの内部側に設けられて前記表示画像を投射する投射部と、前記投射部から投射された表示画像を前記フロントガラスに向かって透過させる透過部と、前記透過部を透過した前記表示画像を通過させる開口が設けられた枠部と、前記枠部における前記開口の周縁の少なくとも一部と前記透過部との間に設けられる緩衝材と、を備え、 前記枠部は、光を透過する半透過性材料からなり、車両前方側に位置する前枠部を有し、前記前枠部は、車両前方側に向かって開放して設けられ、前記フロントガラスからの外光が前記前枠部の裏側に入射可能に構成され、前記開口の周縁のうち、前記透過部の車両前方側に位置する前方側周縁と前記透過部との間に前記緩衝材が設けられ、該緩衝材によって前記前方側周縁と前記透過部との隙間が塞がれていることを特徴とする。

以上のような本発明の車両用表示装置によれば、枠部における開口の周縁の少なくとも一部と透過部との間に緩衝材が設けられているので、開口の周縁と透過部とが接触することによる異音の発生を抑制することができる。また、開口の周縁と透過部とを離隔させて異音が発生を避けるための大きな隙間を形成する必要がなくなるので、その隙間を小さくすることができるとともに、その隙間の少なくとも一部が緩衝材によって塞がれるので、内部へのゴミや埃の侵入を抑制することができる。

また、開口の前方側周縁と透過部との間に緩衝材が設けられ、この緩衝材によって前方側端縁と透過部との隙間が塞がれていることで、この隙間からのゴミや埃の侵入を防止することができる。従って、透過部を車両前方側に向けて前下がりに傾斜して設けた場合であっても、透過部の表面に沿って車両前方側に溜まりやすいゴミ等の侵入を防ぐことができる。また、前方側周縁と透過部とに隙間が形成されていると、この隙間がフロントガラスに反射して暗い反射像として搭乗者に視認されやすくなり、搭乗者に違和感を与えることになるが、隙間を緩衝材で塞いだことで暗い反射像が形成されにくくでき、搭乗者に与える違和感が軽減され、表示画像の視認性を向上させることができる。

請求項２に記載された車両用表示装置は、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記開口の全周縁と前記透過部との間に前記緩衝材が設けられ、該緩衝材によって前記開口の全周縁と前記透過部との隙間が塞がれていることを特徴とする。

このような構成によれば、開口の全周縁と透過部との間に緩衝材が設けられ、この緩衝材によって開口の全周縁と透過部との隙間が塞がれていることで、この隙間からのゴミや埃の侵入をより確実に防止することができる。

請求項３に記載された車両用表示装置は、請求項１又は２に記載の車両用表示装置において、前記枠部は、前記インストルメントパネルと別体で形成されるとともに、その外縁部が該インストルメントパネルに連続して取り付けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、開口を有した枠部がインストルメントパネルと別体で形成されるので、インストルメントパネルに開口を形成する必要がなくなり、開口と透過部との位置決め精度を高めることができ、異音の発生をさらに低減させることができる。なお、車両用表示装置としては、別体の枠部を備えず、インストルメントパネルの一部に枠部及び開口が形成されたものでもよい。

本発明の車両用表示装置によれば、透過部周辺からの異音の発生を抑制することができるとともに、開口周縁と透過部との間から装置内部へのゴミや埃の侵入も抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両用表示装置が設けられたインストルメントパネルの一部を示す斜視図である。 前記車両用表示装置を示す断面図である。 前記車両用表示装置による表示状態を示す図である。 前記車両用表示装置の一部を拡大して示す断面図である。 前記車両用表示装置の他の一部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜３に示すように、本実施形態の車両用表示装置１は、車両のインストルメントパネルＩに設けられるとともにフロントガラスＦに向けて表示画像Ｇ１を投影し、フロントガラスＦに反射した表示画像Ｇ２の虚像Ｇ３を搭乗者に視認させるものである。すなわち、図２、３に示すように、車両用表示装置１から投影された表示画像Ｇ１は、フロントガラスＦに反射して搭乗者のアイレンジＥＲに到達することになるが、搭乗者がアイレンジＥＲ内のアイポイントＥＰから前方を見た場合には、反射した表示画像Ｇ２がフロントガラスＦよりも前方にある虚像Ｇ３として視認される。これにより、搭乗者は、フロントガラスＦを通して前方視界を得るとともに、この前方視界の中に虚像Ｇ３を重ねて視認できるようになっている。

この車両用表示装置１は、インストルメントパネルＩの内部側に設けられる装置本体部２と、この装置本体部２の内部に設けられて表示画像を投射する投射部としての表示ユニット３と、この表示ユニット３から投射された表示画像をフロントガラスＦに向かって透過させる透過部としての透明カバー４と、この透明カバー４を透過した表示画像を通過させる開口部（開口）５１を有する枠部としてのベゼル体５と、このベゼル体５の下側（裏側）における車両前方側に設けられる照射手段としての導光部材６と、を備えている。なお、本実施形態において、図１の左斜め上側及び図２の左側が車両の前方側であり、以降、単に車両前方側と記すことがある。

装置本体部２は、箱状の筐体２１と、この筐体２１内部に設けられて表示ユニット３からの表示画像を透明カバー４に導く光学ユニット２２と、図示しない制御ユニットと、を備えて構成されている。筐体２１は、上方に開口して形成され、この開口部分に透明カバー４が取り付けられている。筐体２１の車両前方側には、ブラケット２３を介して支持部材２４が固定され、この支持部材２４に導光部材６が支持されている。このような筐体２１は、車両における車体パネル等の車両本体に固定され、インストルメントパネルＩとは直接固定されず縁が切られている。

光学ユニット２２は、表示ユニット３から投射された表示画像を反射させる複数のミラーや拡大縮小させる複数のレンズを有して構成され、搭乗者から視認される虚像Ｇ３が車両前方側の遠方に焦点が合うように、表示ユニット３からの表示画像Ｇ１の投射経路を延長するようになっている。

表示ユニット３は、制御ユニットからの信号を受けて表示画像を生成する表示器を有し、この表示器としては、例えば、透過型の液晶表示パネルにより構成され、数値、文字、図形などの可視情報（表示画像）を必要に応じて表示することができる。また、表示ユニット３にはバックライトのような照明用の光源が設けられており、表示器が表示した可視情報を光束として投射するようになっている。

透明カバー４は、透光性を有するとともに下向きに凸の曲面を有する長方形状の面材であって、筐体２１によって車両前方側に向かって前下がりに支持されている。

ベゼル体５は、その中央に開口部５１を有するとともに外縁部５２がインストルメントパネルＩに連続して設けられ、インストルメントパネルＩに支持されている。開口部５１は、透明カバー４の端縁に沿った矩形状の端縁（周縁）５１Ａを有し、透明カバー４を透過した表示画像Ｇ１を通過させるようになっている。開口部５１の端縁５１Ａと、透明カバー４の表面との間には、開口部５１の端縁５１Ａ全周に沿って緩衝材７が設けられている。緩衝材７は、スポンジなどの発泡性樹脂からなる弾性材料で構成され、開口部５１の端縁５１Ａ及び透明カバー４の表面のいずれか又は両方に貼り付けられている。一方、外縁部５２は、インストルメントパネルＩの表面Ｉａと同一高さで段差なく連続し、インストルメントパネルＩとの間に隙間が生じないように取り付けられている。

また、ベゼル体５は、図４、５に示すように、外縁部５２から開口部５１の端縁５１Ａに向かって下がり勾配となる枠表面部５３を有し、この枠表面部５３は、外縁部５２から開口部５１の端縁５１Ａに向かうにしたがい下がり勾配が徐々に大きくなる上向き凸な曲面状に形成され、すなわち、ベゼル体５は、その表面全体が中央部の開口部５１に向かって下がるすり鉢状に形成されている。さらに、ベゼル体５は、車両前方側に位置する前枠部５Ａと、左右に位置する一対の横枠部５Ｂと、車両後方側に位置する後枠部５Ｃと、を有して平面視略矩形環状に形成されている。

このようなベゼル体５は、適宜な厚みを有した熱可塑性樹脂からなり、例えば射出成形によって成形されている。この熱可塑性樹脂は、光を透過する半透過性材料であり、成形後の透過率が２０％程度のものが好ましい。さらに、ベゼル体５の枠表面部５３には、インストルメントパネルＩの表面Ｉａと同様の表面処理が設けられている。この表面処理としては、射出成形時に凹凸を形成する凹凸仕上げ処理と、成形後に表面に塗装を行う塗装処理と、を含み、表面処理後の枠表面部５３と、インストルメントパネルＩの表面Ｉａとは、互いの光沢度及び色味が同等に設定されている。

ベゼル体５の前枠部５Ａは、図４に示すように、車両前方側に向かって裏側が開放して設けられており、この前枠部５Ａの下側に導光部材６が設けられている。導光部材６は、車両前方側のフロントガラスＦから入射した外光を内部で反射させ、前枠部５Ａの裏面に向かって照射するプリズムであり、照射する光が拡散して均一な分散光となるように複数の反射面を有した適宜な多角形断面を有して形成されている。また、導光部材６の底面には、鋸歯状の凹凸が形成されており、導光部材６内部で反射する光を拡散させることで、前枠部５Ａに照射する光の照度にムラが生じにくくなっている。

導光部材６を支持する支持部材２４は、金属板などから構成され、導光部材６側の表面が鏡面とされ、導光部材６から出射する光を導光部材６に向かって反射するように構成されている。このようにベゼル体５の前枠部５Ａの下方に導光部材６及び支持部材２４が設けられていることで、フロントガラスＦから入射した外光は、導光部材６の内部で反射、拡散されるとともに、一部が支持部材２４により反射され、導光部材６の上面から分散光として前枠部５Ａの裏面に向かって照射される。照射された分散光は、半透過性を有するベゼル体５の前枠部５Ａを透過し、前枠部５Ａの上方に出射されることで、前枠部５Ａにおける枠表面部５３が明るく見えるようになる。

このような前枠部５Ａにおいて、開口部５１側の端縁５１Ａと透明カバー４との間には、緩衝材７が設けられ、端縁５１Ａと透明カバー４との隙間が塞がれている。従って、端縁５１Ａと透明カバー４との隙間が直接視認されず、さらに図３に示すフロントガラスＦに映りこんだ反射像として、端縁５１Ａと透明カバー４との境界部分が搭乗者から暗く視認されにくくなっている。さらに、前下がりで設けられた透明カバー４の車両前方側において、ベゼル体５の端縁５１Ａとの隙間が塞がれることで、インストルメントパネルＩの内部側へのゴミや埃が入り込まないようになっている。

ベゼル体５の横枠部５Ｂは、図５に示すように、左右のインストルメントパネルＩに外縁部５２が当接して設けられ、この外縁部５２において、横枠部５Ｂの枠表面部５３とインストルメントパネルＩの表面Ｉａとが段差なく連続して設けられている。このように枠表面部５３とインストルメントパネルＩの表面Ｉａとが連続して設けられているので、図３に示すフロントガラスＦに映りこんだ反射像として、インストルメントパネルＩの反射像Ｉｒとベゼル体５の反射像５ｒとの境界におけるコントラストを抑制して目立たせないようにできる。

さらに、横枠部５Ｂにおいて、開口部５１側の端縁５１Ａと透明カバー４との間には、緩衝材７が設けられ、端縁５１Ａと透明カバー４との隙間が塞がれている。従って、端縁５１Ａと透明カバー４との隙間が直接視認されず、さらに図３に示すフロントガラスＦに映りこんだ反射像として、端縁５１Ａと透明カバー４との境界部分が搭乗者から暗く視認されにくくなっている。さらに、ベゼル体５の端縁５１Ａとの隙間が塞がれることで、インストルメントパネルＩの内部側へのゴミや埃が入り込まないようになっている。

また、透明カバー４は、車両前方側に向かって前下がりに傾斜して設けられており、その前端縁からベゼル体５の前枠部５Ａが車両前方側に向かって上向き凸な曲面状に立ち上がって設けられている。このような透明カバー４とベゼル体５の前枠部５Ａとの配置により、外光（日光）の入射角度が低い場合には、前枠部５Ａに遮られて外光が透明カバー４に到達しないようになっている。一方、外光の入射角度（太陽高度）が高くなると、透明カバー４に到達するものの、前下がりの透明カバー４に対する入射角度が大きくなることから、透明カバー４に反射した外光は車両前方側に向かい、この外光がフロントガラスＦに反射したとしてもアイレンジＥＲ側に向かうことがないので、搭乗者の幻惑が防止できるようになっている。

以上のような本実施形態の車両用表示装置１において、図３に示すフロントガラスＦに映りこんだ反射像として、インストルメントパネルＩの反射像Ｉｒ、ベゼル体５の反射像５ｒ、及び透明カバー４の反射像４ｒは、互いの境界部分の明るさ変化（コントラスト）が目立たず、透明カバー４の反射像４ｒの中に表示画像Ｇ２が浮き上がって視認されるようになっている。ここで、インストルメントパネルＩの形状やフロントガラスＦの角度や曲率は、車種によって異なり、また同一車種であってもインストルメントパネルＩの表面Ｉａの仕上げ（凹凸や色）が異なることもある。従って、個々のインストルメントパネルＩやフロントガラスＦに応じてベゼル体５や透明カバー４の形状、寸法、材質、表面処理等を設定することとなる。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、ベゼル体５における開口部５１の端縁５１Ａと透明カバー４との間に緩衝材７が設けられているので、端縁５１Ａと透明カバー４とが接触することによる異音の発生を抑制することができる。また、端縁５１Ａと透明カバー４とを離隔させて異音が発生を避けるための大きな隙間を形成する必要がなくなるので、隙間を小さくすることができるとともに、その隙間が緩衝材７によって塞がれるので、内部へのゴミや埃の侵入も抑制することができる。特に、開口部５１の全周に沿った端縁５１Ａと透明カバー４との隙間が緩衝材７によって塞がれていることで、ゴミ等の侵入を防止することができる。

また、フロントガラスＦに映りこみやすい前枠部５Ａや横枠部５Ｂにおける開口部５１の端縁５１Ａと、透明カバー４との間に緩衝材７が設けられているので、フロントガラスＦからの反射像として、ベゼル体５の反射像５ｒと、透明カバー４の反射像４ｒとの境界部分（隙間）が暗く視認されることが抑制され、そのような暗部が目立つことなく、搭乗者に与える違和感を軽減することができる。従って、表示画像Ｇ２の周辺の反射像Ｉｒ，５ｒ，４ｒを目立たなくして視差を低減させることにより、表示画像Ｇ２の虚像Ｇ３の視認性を向上させることができる。特に、フロントガラスＦからの反射像として目立ちやすい前枠部５Ａの端縁５１Ａと透明カバー４との境界部分が暗く視認されないことで、表示画像Ｇ２の視認性を一層向上させることができる。

また、透明カバー４が車両前方側に向けて前下がりに傾斜して設けられ、この透明カバー４の表面に沿って車両前方側にゴミ等が溜まりやすい場合であっても、前枠部５Ａにおける端縁５１Ａと透明カバー４との間に緩衝材７が設けられているので、ゴミ等の侵入を防ぐことができる。さらに、ベゼル体５の前枠部５Ａにおける端縁５１Ａと透明カバー４との間に隙間が形成されていると、前枠部５Ａの下側に設けた導光部材６からの光が隙間から漏れる可能性があるが、この隙間を緩衝材７で塞いだことで光漏れを防止することかでき、表示画像Ｇ１への干渉を抑制することができる。

また、インストルメントパネルＩとは別体のベゼル体５に開口部５１が形成され、この開口部５１の端縁５１Ａと透明カバー４との間に緩衝材７が設けられているので、開口部５１の端縁５１Ａと透明カバー４との位置決め精度を高めることができ、異音の発生をさらに低減させることができる。さらに、ベゼル体５がインストルメントパネルＩとは別体とされていることで、車両への車両用表示装置１の組み付け手順の自由度を高めることができる。そして、装置本体部２が車体パネル等の車両本体に固定されていることで、装置本体部２を強固に支持することができる。一方、ベゼル体５がインストルメントパネルＩに固定されていることで、互いの境界部での段差や傾斜、位置ずれを抑制することができ、インストルメントパネルＩの外観を良好にすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、開口部を有する枠部として、インストルメントパネルＩとは別体で形成されたベゼル体５を用いたが、これに限らず、枠部がインストルメントパネルの一部として一体に形成されたものであってもよい。また、前記実施形態では、ベゼル体５の開口部５１の端縁５１Ａ全周に沿って、透明カバー４の表面との間に緩衝材７が設けられていたが、これに限らず、緩衝材は開口周縁の少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、前枠部５Ａにおける端縁５１Ａに沿った位置のみに設けられていてもよいし、開口周縁に沿って間欠的に設けられていてもよい。

また、枠部は、前記実施形態のベゼル体５のように、開口部５１に向かって下がり勾配を有したすり鉢状に形成されたものに限らず、インストルメントパネルの表面と略フラットに形成されたものでもよいし、下がり勾配ではなく開口部に向かって上り勾配を有して形成されたものでもよい。さらに、前記実施形態では、透過部としての透明カバー４が車両前方側に向かって前下がりに設けられていたが、これに限らず、透過部が略水平に設けられていてもよいし、前上がりや左右に傾斜して設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、枠部としてのベゼル体５が半透過性材料から形成され、光透過性を有して構成され、その前枠部５Ａの下側に照射手段としての導光部材６が設けられていたが、枠部は光透過性を有していなくてもよく、この場合には照射手段が省略できる。また、照射手段は、前枠部５Ａの下側に設けられるものに限らず、横枠部５Ｂ及び後枠部５Ｃを含んだベゼル体５全体の下側に設けられていてもよいし、前枠部５Ａ、横枠部５Ｂ及び後枠部５Ｃのうちの少なくともいずれかの下側に設けられていればよい。さらに、照射手段は、外光を入射、透過、反射させて照射する導光部材６に限らず、電力によって発光する発光装置や外光を感知するセンサー等を含んで構成されてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ 車両用表示装置
２ 画像投影機
３ 表示ユニット（投射部）
４ 透明カバー（透過部）
５ ベゼル体（枠部）
７ 緩衝材
５１ 開口部（開口）
５１Ａ 端縁（開口の周縁）
５２ 外縁部
Ｆ フロントガラス
Ｇ１ 表示画像
Ｇ３ 虚像
Ｉ インストルメントパネル

Claims (3)

1. インストルメントパネルに設けられるとともにフロントガラスに向けて表示画像を投影し、該フロントガラスに反射した前記表示画像の虚像を搭乗者に視認させる車両用表示装置であって、
   前記インストルメントパネルの内部側に設けられて前記表示画像を投射する投射部と、
   前記投射部から投射された表示画像を前記フロントガラスに向かって透過させる透過部と、
   前記透過部を透過した前記表示画像を通過させる開口が設けられた枠部と、
   前記枠部における前記開口の周縁の少なくとも一部と前記透過部との間に設けられる緩衝材と、
   を備え、
   前記枠部は、光を透過する半透過性材料からなり、車両前方側に位置する前枠部を有し、前記前枠部は、車両前方側に向かって開放して設けられ、前記フロントガラスからの外光が前記前枠部の裏側に入射可能に構成され、
   前記開口の周縁のうち、前記透過部の車両前方側に位置する前方側周縁と前記透過部との間に前記緩衝材が設けられ、該緩衝材によって前記前方側周縁と前記透過部との隙間が塞がれていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記開口の全周縁と前記透過部との間に前記緩衝材が設けられ、該緩衝材によって前記開口の全周縁と前記透過部との隙間が塞がれていることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記枠部は、前記インストルメントパネルと別体で形成されるとともに、その外縁部が該インストルメントパネルに連続して取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用表示装置。

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