JP6958309B2 - 車両用機器 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、車両用機器に関する。

従来、ウィンドシールドの下方に配置される車両用機器の一種として、例えば特許文献１には、車両用のヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ装置」）が開示されている。ＨＵＤ装置の上面には、車両の上下方向に沿う姿勢の無反射壁部と、無反射用壁部に対して交差した姿勢の防塵カバーとが設けられている。防塵カバーは、無反射用壁部から離れるに従って上方に湾曲する湾曲形状に形成されている。こうした防振カバーの形状により、ウィンドシールドを通して車室内に入射する外光のうちで防塵カバーでの反射によって視認される虞のある光は、実質全て無反射用壁部に入射するようになる。その結果、防塵カバーにて反射された外光が視認者に視認される事態が防がれている。

特開２０１３‐３２０８７号公報

さて、特許文献１のＨＵＤ装置では、防塵カバーでの反射によって視認の虞を生じる外光の実質全てを無反射壁部に到達させるように、防塵カバーは、上方へ向けて大きく湾曲した形状とされている。同様に、無反射用壁部は、防塵カバーでの反射によって視認の虞を生じる外光の実質全てが入射するように、上下方向の高さを十分に確保されている。以上によれば、防塵カバーの上下方向の寸法を低減することも、無反射用壁部の上下方向の寸法を低減することも困難となり、小型化が妨げられていた。

本開示は、ＨＵＤ装置等の車両用機器について、小型化を実現可能な構成の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、車両（Ａ）においてウィンドシールド（５０）の下方に配置される車両用機器であって、車両の上方に向かうに従い後方に傾斜する姿勢であり、光を拡散又は吸収するよう形成された低反射壁面（３１）と、低反射壁面から車両の後方に離れるに従い上方に湾曲する湾曲形状であり、ウィンドシールドを通して入射する外光の少なくとも一部を、低反射壁面及びウィンドシールドの下縁部分に設けられた遮光部（５６）の両方に向けて反射する湾曲反射面（２１）と、湾曲反射面にて反射された外光のうちで、遮光部が設けられた反射領域（５７）にてさらに反射された反射光を拡散又は吸収するよう形成された外光到達壁面（３２）と、を備える車両用機器とされる。

この態様において、ウィンドシールドを通して入射する外光は、低反射壁面及びウィンドシールドの下縁部分の遮光部、のいずれかへ向けて湾曲反射面によって反射される。このように、低反射壁面へ向けた外光の反射だけでなく、ウィンドシールドの遮光部へ向けた外光の反射も許容されていれば、車両乗員の視認の虞のある外光が実質全て、低反射壁面に到達するように、湾曲反射面を大きく湾曲させる必要が無くなる。同様に、湾曲反射面での反射によって視認の虞のある外光が実質全て入射するように、低反射壁面の上下方向の高さを確保する必要も無くなる。以上によれば、湾曲反射面の湾曲を緩めて湾曲反射面の上下方向の寸法を低減すること、及び低反射壁面の上下方向の寸法を低減することが可能になる。したがって、車両用機器の小型化が実現可能となる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

アイボックス、虚像、及びＨＵＤ装置等の位置関係を模式的に示す図である。 ウィンドシールドの構成を示す図である。 第一実施形態によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 第二実施形態によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 第三実施形態による表示システムの全体構成を示す断面図である。 第四実施形態によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 第五実施形態によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 第六実施形態によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 変形例１によるＨＵＤ装置の構成を示す断面図である。 変形例２による下側遮光層を模式的に示す図である。 変形例３におけるウィンドシールドを示す図である。 下側遮光層を構成するルーバフィルムを模式的に示す図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成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複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１に示す本開示の第一実施形態によるＨＵＤ装置１０は、虚像表示装置であって、車両Ａに搭載される車両用機器の一つである。ＨＵＤ装置１０は、車両Ａにおいてウィンドシールド５０の下方であり、車両Ａに搭乗した搭乗者（視認者）の着座する運転席の前方に配置されている。ＨＵＤ装置１０は、例えば車両Ａのインスツルメントパネル等に設けられた収容空間に収容されている。ＨＵＤ装置１０は、車両Ａに関連する各種の情報を視認者に提供する表示デバイスとして機能する。

ＨＵＤ装置１０は、発光表示された表示光像の光を、投影領域５８に投影する虚像表示装置である。投影領域５８は、例えばウィンドシールド５０に予め規定されている。ＨＵＤ装置１０によってウィンドシールド５０に投影された光は、投影領域５８にて視認者側へ向けて反射され、視認者の頭部周辺に位置するよう予め規定されたアイボックスＥＢに到達する。アイボックスＥＢにアイポイントを位置させた視認者は、表示光像の光を、前景に重畳表示された虚像７０として視認可能となる。

尚、アイボックスＥＢは、一例として、ＪＩＳＤ００２１：１９９８にて詳細を規定されたアイリプスに基づく領域であって、運転者等の車両Ａの搭乗者（視認者）の眼が位置すると想定される領域である。詳記すると。アイリプスは、眼の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、設定されている。アイリプスとしては、９０パーセンタイルアイリプス、９５パーセンタイルアイリプス、９９パーセンタイルアイリプス等の、９０パーセンタイル以上９９パーセンタイル以下のアイリプスを採用することが好ましい。アイボックスＥＢは、アイリプス又はアイレンジを包含する領域であってもよく、或いはアイリプス又はアイレンジと実質一致する領域であってもよい。

虚像７０は、例えば車速及び燃料残量等の車両の状態情報、並びに経路案内のナビゲーション情報等を、視認者に提示する。虚像７０は、例えばアイポイントから車両Ａの前方に１０〜２０メートル程度の空間中に結像される。虚像７０は、視認者の見かけ上で路面等に重畳されることで、拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）表示として機能する。

以上のウィンドシールド５０及びＨＵＤ装置１０の詳細を順に説明する。尚、以下の説明では、静止した状態で水平面に置かれた車両Ａを基準として、上下方向及び前後方向を規定する。即ち、上下方向は、重力に沿う方向であり、前後方向は、車両Ａの長手方向であり且つ水平面に沿う方向である。

図１〜図３に示すウィンドシールド５０は、車両Ａにおいて運転席（視認者）の前方に設けられている。ウィンドシールド５０の周縁は、接着剤等によって車両Ａのボディに固定されている。ウィンドシールド５０は、車室内から車室外へ向けて凸となるような僅かな曲率を有しており、表示光像の光を遠方に結像させる凹面鏡として機能する。ウィンドシールド５０は、外側シールドガラス５１、内側シールドガラス５２、中間膜５３及び遮光層５５等によって構成されている。

外側シールドガラス５１及び内側シールドガラス５２は、実質的に無色透明な強化ガラスによって長手矩形の板状に形成されている。ウィンドシールド５０は、外側シールドガラス５１及び内側シールドガラス５２を重ね合わせてなる合わせガラスである。外側シールドガラス５１及び内側シールドガラス５２の間には、中間膜５３及び遮光層５５が挟み込まれている。

中間膜５３は、飛散防止機能、遮音機能及び遮熱機能等を有する樹脂製の薄膜を複数重ねることによって形成されている。中間膜５３は、外側シールドガラス５１及び内側シールドガラス５２の間に、ウィンドシールド５０の全体にわたって挟み込まれている。中間膜５３は、表示光像の光の反射率を高める光学的な機能を有していてもよい。

遮光層５５は、例えば中間膜５３と内側シールドガラス５２との間に設けられている。遮光層５５は、例えば反射性の黒色セラミックの印刷等によって形成されている。遮光層５５は、ウィンドシールド５０の四つの外縁部分から中央へ向かって、所定の幅で設けられている（図２参照）。ウィンドシールド５０の四辺に設けられる遮光層５５の幅は、運転席に着座した視認者の視界を妨げないような大きさに規定されており、互いに異なっていてもよい。遮光層５５は、ウィンドシールド５０の中央部分には形成されていない。遮光層５５は、高い遮光機能を有しており、ウィンドシールド５０に入射した太陽光等の外光を反射する。加えて遮光層５５は、ウィンドシールド５０の接着部分を車外から見えないようにしている。

以上のウィンドシールド５０には、反射領域５７及び上述の投影領域５８が予め規定されている。反射領域５７は、ウィンドシールド５０の車室内側の表面のうちで、ウィンドシールド５０の下縁部分に設けられた遮光層５５（以下、「下側遮光層５６」）と重なる領域に規定されている。反射領域５７は、ＨＵＤ装置１０の上方且つ前方に位置している。下側遮光層５６の上縁は、反射領域５７の上縁５６ａと実質一致している。投影領域５８は、上述したように視認者のアイボックスＥＢの前方であって、反射領域５７よりも上方に規定されている。投影領域５８は、ウィンドシールド５０の車室内側の表面のうちで、遮光層５５が形成された領域とは異なる領域に規定されている。

ＨＵＤ装置１０は、車両Ａに搭載された複数の表示器のうちの一つである。ＨＵＤ装置１０は、表示制御装置１００に電気的に接続されている。ＨＵＤ装置１０による虚像７０の表示は、表示制御装置１００によって制御される。ＨＵＤ装置１０は、プロジェクタ１１、投影光学系１２、ハウジング１５、防塵シート２０、光トラップ壁３０等によって構成されている。

プロジェクタ１１は、投影光学系１２と協働し、表示光像の光を投影領域５８に投影する。プロジェクタ１１は、表示光像の光を、投影光学系１２へ向けて射出する。プロジェクタ１１は、液晶パネル及びバックライト等からなる構成であってもよく、又は有機ＥＬパネルを主体とした構成であってもよい。

投影光学系１２は、プロジェクタ１１から入射した表示光像の光を投影領域５８に投影する。投影光学系１２は、一つ以上の反射鏡、レンズ及びＤＯＥ（Diffractive Optical Element）等の光学素子を組み合わせてなる。投影光学系１２は、例えば凸面鏡１３及び凹面鏡１４を有している。凸面鏡１３は、プロジェクタ１１から入射した光を、凹面鏡１４へ向けて反射する。凹面鏡１４は、凸面鏡１３にて反射された光を、投影領域５８へ向けてさらに反射する。凹面鏡１４にて反射された表示光像の光は、防塵シート２０を透過しつつ、投影領域５８に到達する。以上により、表示光像の虚像７０が視認者から視認可能に表示される。

ハウジング１５は、インスツルメントパネル等に確保された収容空間に収容可能な外観形状である。ハウジング１５は、樹脂材料又は金属材料により、箱状に形成されている。ハウジング１５には、プロジェクタ１１及び投影光学系１２が収容されている。ハウジング１５は、プロジェクタ１１、凸面鏡１３及び凹面鏡１４を保持しており、これらの光学的な位置関係を高精度に規定している。ハウジング１５の天井壁には、投影開口１６が形成されている。投影開口１６は、投影光学系１２によって反射された表示光像の光を通過させる。

防塵シート２０は、アクリル及びポリカーボネート等の樹脂材料、又はガラス等の透光性を有する材料により、湾曲した薄い板状に形成されている。防塵シート２０は、ハウジング１５の投影開口１６の全体を閉塞する蓋形状であり、投影開口１６に嵌め込まれている。防塵シート２０は、投影開口１６への内嵌により、ハウジング１５の内部への異物（塵、埃、水分等）の侵入を防止する。防塵シート２０は、表示光像の光を透過させる光学的な機能と、ウィンドシールド５０を通じて車室内に入射した外光を反射する光学的な機能とを備えている。

防塵シート２０は、光トラップ壁３０の後方に位置している。防塵シート２０にて、ハウジング１５の外側に露出した外表面には、湾曲反射面２１が形成されている。湾曲反射面２１は、ウィンドシールド５０の下方に位置しており、ウィンドシールド５０と上下方向において対向している。湾曲反射面２１には、光の反射率を高めるための光学的なコーティング処理が施されている。湾曲反射面２１は、ハウジング１５の内部に向けて凹む凹面状に形成されている。

防塵シート２０は、車両Ａの前後方向にのみ曲率を有しており、車両Ａの横方向には曲率を有していない。防塵シート２０には、放物線の一部分に準じた湾曲が形成されている。その結果、湾曲反射面２１は、放物曲面となっている。湾曲反射面２１は、車両Ａの前後方向に沿って光トラップ壁３０から離れるに従い、上方に湾曲している。湾曲反射面２１のうちで最も上方に位置する後縁２３は、下側遮光層５６の上縁５６ａと同程度の高さ位置、又は上縁５６ａよりも低い高さ位置に設けられている。加えて後縁２３は、ＨＵＤ装置１０よりも後方にあるインスツルメントパネルの本体部分よりも下方に位置している。こうした形状及び配置により、防塵シート２０の全体は、運転席に着座する視認者からは見えなくされている。

光トラップ壁３０は、例えば樹脂材料によって板状に形成されている。光トラップ壁３０は、ハウジング１５とは別部品として設けられ、インスツルメントパネルの収容空間の開口周縁にベゼルとして取り付けられている。光トラップ壁３０は、投影開口１６及び防塵シート２０の各前縁に臨む位置に設けられている。光トラップ壁３０は、投影開口１６及び防塵シート２０の各前縁に沿って、車両Ａの横方向に帯状に延伸している。光トラップ壁３０は、水平面に対して傾斜した姿勢で形成されている。光トラップ壁３０は、上方へ向かうに従って、車両Ａの後方に傾斜した傾斜姿勢で設けられている。光トラップ壁３０は、投影開口１６及び防塵シート２０へ向けてオーバーハングした形状である。

光トラップ壁３０のうちで最も前方に位置する下縁３０ｂは、防塵シート２０の全体よりも下方に位置している。一方、光トラップ壁３０のうちで最も後方に位置する上縁３０ａは、湾曲反射面２１の後縁２３及び下側遮光層５６の上縁５６ａよりも下方に位置している。換言すれば、光トラップ壁３０の上縁３０ａと防塵シート２０の後縁２３とを含むように仮想平面４０を規定した場合、下側遮光層５６の上縁５６ａは、仮想平面４０よりも上方に位置している。

光トラップ壁３０は、外光を捕捉するための光学壁である。光トラップ壁３０の両板面での光の反射は、ごく僅かに抑えられている。光トラップ壁３０の両板面（両面）には、第一無反射面３１及び第二無反射面３２が形成されている。第一無反射面３１及び第二無反射面３２には、例えば微小なシボ加工或いは黒色の塗装又は印刷等が施されている。こうした構成により、第一無反射面３１及び第二無反射面３２は、入射した光の大部分或いは実質全てを拡散又は吸収することができる。第一無反射面３１は、光トラップ壁３０の後面（下面）に設けられている。第一無反射面３１は、防塵シート２０の湾曲反射面２１と対向している。第二無反射面３２は、光トラップ壁３０の前面（上面）に設けられている。第二無反射面３２は、下側遮光層５６と対向しており、反射領域５７の下方に位置している。

以上の構成にて、外光が迷光となるのを防止する仕組みをさらに説明する。

防塵シート２０の湾曲反射面２１には、前後方向に並ぶ配置にて、前方反射域２４及び後方反射域２５が隣接して規定されている。前方反射域２４は、湾曲反射面２１のうちで光トラップ壁３０の近傍の範囲であり、後方反射域２５よりも第一無反射面３１の近くに規定されている。後方反射域２５は、湾曲反射面２１のうちで前方反射域２４を除く範囲であり、前方反射域２４よりも後方に規定されている。後方反射域２５の面積は、前方反射域２４の面積よりも広く確保されている。湾曲反射面２１から光トラップ壁３０を見た場合に、前方反射域２４は、第一無反射面３１と対向しており、後方反射域２５は、第一無反射面３１よりも奥側に位置する反射領域５７と対向している。

以上の位置関係により、防塵シート２０は、前方反射域２４に入射する外光の少なくとも一部を、第一無反射面３１に到達するように、光トラップ壁３０へ向けて反射する。前方反射域２４の反射によって第一無反射面３１に到達した外光は、第一無反射面３１によって吸収又は拡散される。

前方反射域２４にて反射され第一無反射面３１に到達する外光は、ウィンドシールド５０を通して前方反射域２４に入射する外光の全てでなくてもよい。前方反射域２４は、光トラップ壁３０等が無い構成において、車室内の各所で反射されると、アイボックスＥＢに到達してしまうと想定される一部の外光を、少なくとも第一無反射面３１へ向けて反射する。即ち、ウィンドシールド５０を通して入射する外光のうちで、車室内の各所で反射されても、アイボックスＥＢに到達しない他の一部の外光は、前方反射域２４にて第一無反射面３１から外れた向きに反射されてもよい。

一方、防塵シート２０は、後方反射域２５に入射する外光を、反射領域５７に到達するように、光トラップ壁３０の上縁３０ａよりも上方にある下側遮光層５６へ向けて反射する。後方反射域２５にて反射された外光は、第一無反射面３１の上方を通過し、反射領域５７において、内側シールドガラス５２の内表面又は下側遮光層５６により、第二無反射面３２へ向けてさらに反射される。反射領域５７での反射によって第二無反射面３２に到達した外光は、第二無反射面３２によって吸収又は拡散される。

後方反射域２５にて反射され第二無反射面３２に到達する外光も、ウィンドシールド５０を通して前方反射域２４に入射する外光の全てでなくてもよい。後方反射域２５は、光トラップ壁３０等が無い構成において、車室内の各所で反射されると、アイボックスＥＢに到達してしまうと想定される一部の外光を、少なくとも下側遮光層５６へ向けて反射する。即ち、ウィンドシールド５０を通して入射する外光のうちで、車室内の各所で反射されても、アイボックスＥＢに到達しない他の一部の外光は、後方反射域２５にて、下側遮光層５６から外れた向きに反射されてもよい。

以上のように、湾曲反射面２１にて反射された外光のうちで、アイボックスＥＢへの到達によって視認される虞のある少なくとも一部は、実質全て第一無反射面３１及び第二無反射面３２のいずれかに到達する。第一無反射面３１及び第二無反射面３２による外光の反射は、ごく僅かとなるか又は実質生じない。故に、防塵シート２０、光トラップ壁３０、及び反射領域５７は、外光のアイボックスＥＢへの到達を防止できる。

ここまで説明した第一実施形態の湾曲反射面２１は、第一無反射面３１へ向けた外光の反射だけでなく、ウィンドシールド５０の反射領域５７へ向けた外光の反射も許容されている。故に、ウィンドシールド５０を通して入射する外光のうちで、湾曲反射面２１での反射によって視認の虞を生じる外光が実質全て第一無反射面３１に到達するように、湾曲反射面２１を上方向に大きく湾曲させる必要が無くなる。同様に、湾曲反射面２１での反射によって視認の虞を生じる外光が実質全て入射するように、光トラップ壁３０の上下方向の高さを確保する必要も無くなる。以上によれば、湾曲反射面２１の湾曲を緩めて湾曲反射面２１の上下方向の寸法を低減すること、及び第一無反射面３１の上下方向の寸法を低減することが可能になる。したがって、ＨＵＤ装置１０の小型化が実現可能となる。 加えて第一実施形態では、反射領域５７にてさらに反射された反射光は、上述したように第二無反射面３２にて拡散又は吸収される。故に、反射領域５７へ向けた外光の反射が湾曲反射面２１に許容されたとしても、反射領域５７で反射された反射光が迷光となり、アイボックスＥＢに到達し、視認者に視認されてしまう事態は、回避される。

また第一実施形態では、第一無反射面３１を形成する光トラップ壁３０の裏面に、第二無反射面３２が形成されている。故に、第一無反射面３１に加えて第二無反射面３２が必要とされていても、ＨＵＤ装置１０の大型化は、引き起こされ難い。

さらに第一実施形態では、下側遮光層５６の上縁５６ａが仮想平面４０よりも上方に位置している。こうした位置関係であれば、湾曲反射面２１にて反射された外光は、反射領域５７での反射によって第二無反射面３２に到達し得る。故に、外光が迷光となる事態は、さらに高い確実性をもって回避される。

また第一実施形態では、湾曲反射面２１での反射された後に、車室内の各所にてさらに反射されても、アイボックスＥＢに到達しないような他の一部の外光は、湾曲反射面２１により、湾曲反射面２１及び下側遮光層５６の両方から外れた向きに反射される。即ち湾曲反射面２１は、視認者に視認される虞のある外光を、光トラップ壁３０によって捕捉させている。こうした構成であれば、湾曲反射面２１及び光トラップ壁３０の上下方向の寸法は、いっそう低減され易くなる。

加えて第一実施形態では、下側遮光層５６への外光の反射を湾曲反射面２１に許容する構成が、ＨＵＤ装置１０に適用されている。ＨＵＤ装置１０は、投影領域５８に光を投影する車両用機器であるため、ウィンドシールド５０の下方に置かざるを得ない。加えて、投影光学系１２を有する構成であるため、小型化が困難な車両用機器である。故に、湾曲反射面２１及び第一無反射面３１の上下方向の寸法を抑えて小型化を可能にする上記構成は、ＨＵＤ装置１０に適用されて外光の悪影響を低減させるのに好適なのである。

尚、第一実施形態では、ＨＵＤ装置１０が「車両用機器」に相当し、プロジェクタ１１及び投影光学系１２が「重畳投影部」に相当し、後縁２３が「湾曲反射面の上縁」に相当する。加えて、光トラップ壁３０が「外光捕捉壁」に相当し、第一無反射面３１が「低反射壁面」に相当し、第二無反射面３２が「外光到達壁面」に相当し、下側遮光層５６が「遮光部」に相当し、アイボックスＥＢが「想定領域」に相当する。

（第二実施形態）
図４に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態のＨＵＤ装置２１０では、光トラップ壁２３０の形状が第一実施形態と異なっている。第二実施形態の光トラップ壁２３０は、第一実施形態と同様に樹脂材料等によって形成されたベゼル部材であり、下トラップ壁部２３１及び上トラップ壁部２３２を有している。下トラップ壁部２３１及び上トラップ壁部２３２は、それぞれ車両Ａの横方向に沿って延伸する板状に形成されている。下トラップ壁部２３１及び上トラップ壁部２３２は、一体的に形成されており、各後縁部分で互いに連続している。

下トラップ壁部２３１は、上方へ向かうに従って、車両Ａの後方に傾斜した傾斜姿勢で設けられている。下トラップ壁部２３１の後面（下面）には、第一実施形態と実質同一の第一無反射面３１が形成されている。第一無反射面３１は、湾曲反射面２１の前方反射域２４と対向し、且つ、反射領域５７に沿った傾斜姿勢とされている。

上トラップ壁部２３２は、車両Ａの後方へ向かうに従って、上方に僅かに傾斜した傾斜姿勢で設けられている。こうした上トラップ壁部２３２の姿勢により、光トラップ壁２３０のうちで最も前方に位置する前縁２３０ｂは、光トラップ壁２３０のうちで最も後方に位置する上縁３０ａよりも下方に位置している。加えて、光トラップ壁２３０の上縁３０ａは、防塵シート２０の後縁２３よりも、下方に位置している。光トラップ壁２３０の上縁３０ａと防塵シート２０の後縁２３とを含むように仮想平面４０を規定した場合、下側遮光層５６の上縁５６ａは、仮想平面４０よりも上方に位置する。

上トラップ壁部２３２の上面には、第一実施形態と実質同一の第二無反射面３２が形成されている。第二無反射面３２は、第一無反射面３１と下側遮光層５６との間に設けられており、上下方向において反射領域５７と対向している。第二無反射面３２は、第一無反射面３１及び下側遮光層５６に対して傾斜した姿勢であり、水平面に対して僅かに前下がりの姿勢とされている。

以上の構成において、湾曲反射面２１のうちで前方反射域２４に入射する外光は、下トラップ壁部２３１へ向けて反射される。そして、下トラップ壁部２３１に到達した外光は、第一無反射面３１によって吸収又は拡散される。一方、湾曲反射面２１のうちで後方反射域２５に入射する外光は、光トラップ壁２３０よりも上方にある下側遮光層５６へ向けて反射され、第一無反射面３１の上方を通過して、反射領域５７に到達する。反射領域５７において内側シールドガラス５２の内表面又は下側遮光層５６によって反射された反射光は、上トラップ壁部２３２に到達し、第二無反射面３２によって吸収又は拡散される。

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、湾曲反射面２１での反射によって視認の虞を生じる外光は、実質全て第一無反射面３１及び第二無反射面３２のいずれかに到達し、迷光となることを抑制される。こうした第一無反射面３１及び第二無反射面３２の併用により、湾曲反射面２１の湾曲を緩めて湾曲反射面２１の上下方向の寸法低減、及び第一無反射面３１の上下方向の寸法低減が可能になる。したがって、ＨＵＤ装置２１０の小型化が実現される。

加えて第二実施形態では、第一無反射面３１とは異なる姿勢で第二無反射面３２が設けられている。このように、第一無反射面３１及び第二無反射面３２の姿勢が個別に規定可能であれば、第二無反射面３２は、反射領域５７にて反射された反射光を適確に捕捉する位置及び姿勢で設けられ得る。したがって、反射領域５７にて反射された反射光が迷光となって視認者に視認されてしまう事態は、いっそう回避される。尚、第二実施形態では、ＨＵＤ装置２１０が「車両用機器」に相当する。

（第三実施形態）
図５に示す本開示の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態では、メインＨＵＤ表示器３１０とサブＨＵＤ表示器１１０とを含む表示システム３００が、インスツルメントパネル内の収容空間に収容されている。表示システム３００による虚像表示は、表示制御装置１００によって制御される。表示システム３００は、ＡＲ虚像３７０と、ステータス虚像１７０とを、互いに異なる空間中に結像表示する。ＡＲ虚像３７０は、視認者の見た目上においてステータス虚像１７０の上方に結像される。ＡＲ虚像３７０は、ステータス虚像１７０よりもウィンドシールド５０から遠い位置に結像される。

メインＨＵＤ表示器３１０は、実質同一のＨＵＤ装置１０（図１参照）と実質同一の構成である。メインＨＵＤ表示器３１０は、ＡＲ虚像３７０を表示するためのＡＲプロジェクタ３１１及びＡＲ光学系３１２を有している。ＡＲプロジェクタ３１１及びＡＲ光学系３１２は、それぞれ第一実施形態のプロジェクタ１１（図３参照）及び投影光学系１２（図３参照）に相当する構成である。ＡＲプロジェクタ３１１及びＡＲ光学系３１２は、前景に重畳表示されるＡＲ虚像３７０の光を、防塵シート２０の湾曲反射面２１を透過させつつ、ウィンドシールド５０に規定された投影領域５８に投影する。

サブＨＵＤ表示器１１０は、メインＨＵＤ表示器３１０よりも車両Ａの前方に搭載されている。サブＨＵＤ表示器１１０は、メインＨＵＤ表示器３１０と車両Ａのカウルトップ部材等の間に配置されている。サブＨＵＤ表示器１１０は、下側遮光層５６の下方に配置されており、下側遮光層５６によって上方を覆われている。サブＨＵＤ表示器１１０は、液晶表示器１１１及び防塵シート１２０を有している。液晶表示器１１１は、ウィンドシールド５０にて下側遮光層５６が設けられた領域へ向けて、下側遮光層５６の下方から、ステータス虚像１７０の光を投影する。液晶表示器１１１から射出された光は、反射領域５７と概ね同じ領域にて、アイボックスＥＢへ向けて反射される。防塵シート１２０は、アクリル及びポリカーボネート等の樹脂材料、又はガラス等の透光性を有する材料により、平板状に形成されている。

ここまで説明した第三実施形態でも、メインＨＵＤ表示器３１０の湾曲反射面２１のうちで、後方反射域２５によって反射された外光は、反射領域５７にてさらに反射されて、第二無反射面３２に吸収又は拡散される。そのため、湾曲を緩めて湾曲反射面２１の上下方向の寸法を低減すること、及び第一無反射面３１の上下方向の寸法を低減することが可能になる。したがって、メインＨＵＤ表示器３１０の小型化が実現可能となる。

加えて第三実施形態では、サブＨＵＤ表示器１１０を下側遮光層５６の下方に配置している。こうした構成であれば、防塵シート１２０への外光の照射は、実質的に生じない。故に、サブＨＵＤ表示器１１０における防塵シート１２０を平板状に形成することが可能となる。したがって、サブＨＵＤ表示器１１０の小型化がさらに実現される。

尚、第三実施形態では、表示システム３００が「車両用機器」に相当し、ＡＲプロジェクタ３１１及びＡＲ光学系３１２が「第一投影部」に相当し、ＡＲ虚像３７０が「第一虚像」に相当する。さらに、液晶表示器１１１が「第二投影部」に相当し、ステータス虚像１７０が「第二虚像」に相当する。

（第四実施形態）
図６に示す本開示の第四実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第四実施形態のウィンドシールド５０は、第一実施形態よりも垂直に近い姿勢で設置されている。換言すれば、第四実施形態のウィンドシールド５０の後斜は、第一実施形態よりも小さい。故に、下側遮光層５６の上縁５６ａは、ＨＵＤ装置４１０に対して、高い位置に規定されている。こうしたウィンドシールド５０の姿勢に対応して、第四実施形態では、光トラップ壁４３０及び防塵シート４２０の形状及び位置関係が、第一実施形態とは異なっている。

光トラップ壁４３０は、第一実施形態と同様に、ウィンドシールド５０に沿った姿勢で設けられている。そのため、光トラップ壁４３０は、第一実施形態よりも垂直に近い姿勢に立設されている。

防塵シート４２０に形成される湾曲反射面２１において、後方反射域２５の湾曲は、第一実施形態よりも小さく（緩く）されている。即ち、防塵シート４２０は、防塵シート２０（図３参照）と比較して、平板状に近い湾曲形状である。その結果、防塵シート４２０の後縁２３は、光トラップ壁４３０の上縁３０ａと実質的に同じ高さ位置か、又は上縁３０ａよりも下方に位置している。故に、光トラップ壁４３０の上縁３０ａと防塵シート４２０の後縁２３とを含むように規定した仮想平面４０は、水平面に沿う姿勢か、又は水平面に対して僅かに後ろ下がりの姿勢となる。このような第四実施形態でも、下側遮光層５６の上縁５６ａは、仮想平面４０よりも上方に位置する。

ここまで説明した第四実施形態のように、防塵シート４２０の湾曲形状は、ウィンドシールド５０の姿勢に応じて、適宜変更可能である。そして、ウィンドシールド５０及び光トラップ壁４３０の姿勢が垂直に近づくほど、防塵シート４２０を平板状に近づけることが可能になる。加えて、湾曲反射面２１の湾曲を平板状に近づけても、後方反射域２５にて反射された外光は、反射領域５７にてさらに反射されて、第二無反射面３２に吸収又は拡散される。したがって、第四実施形態でも、防塵シート４２０の上下方向の寸法を低減し、ＨＵＤ装置４１０の小型化を図ることが可能になる。尚、第四実施形態では、ＨＵＤ装置４１０が「車両用機器」に相当し、光トラップ壁４３０が「外光捕捉壁」に相当する。

（第五実施形態）
図７に示す本開示の第五実施形態は、第二実施形態の変形例である。第五実施形態の光トラップ壁５３０は、断面Ｌ字状に形成されている。光トラップ壁５３０において、上トラップ壁部５３２は、下トラップ壁部２３１との連続部分である後方へ向かうに従い、僅かに下方に傾斜した傾斜姿勢とされている。そのため、光トラップ壁５３０のうちで最も前方に位置する前縁５３０ｂは、光トラップ壁５３０のうちで最も後方に位置する後縁５３０ａよりも上方に位置している。

上トラップ壁部５３２の上面には、第一無反射面３１及び下側遮光層５６の間に位置するように、第二無反射面３２が設けられている。第二無反射面３２と反射領域５７との間の角度は、９０°よりも僅かに小さい鋭角とされている。第二無反射面３２は、反射領域５７に対して斜め向きの姿勢で対向しており、反射領域５７にて反射された光を入射させ、吸収又は拡散させる。

以上の第五実施形態でも、第二実施形態と同様に、第一無反射面３１及び第二無反射面３２の併用により、湾曲反射面２１の湾曲を緩めて湾曲反射面２１の上下方向の寸法低減、及び第一無反射面３１の上下方向の寸法低減が可能になる。したがって、ＨＵＤ装置５１０の小型化が実現される。尚、第五実施形態では、ＨＵＤ装置５１０が「車両用機器」に相当する。

（第六実施形態）
図８に示す本開示の第六実施形態は、第二実施形態の別の変形例である。第六実施形態の光トラップ壁６３０では、下トラップ壁部６３１及び上トラップ壁部６３２が平板状ではなく、それぞれ僅かに湾曲している。故に、下トラップ壁部６３１の後面に形成される第一無反射面３１は、後下方に僅かに凸となる曲面形状とされている。上トラップ壁部６３２の上面に形成される第二無反射面３２は、上方の反射領域５７へ向けて僅かに凸となる曲面形状とされている。

以上の第六実施形態のように、第一無反射面３１及び第二無反射面３２は、平面状でなくても、到達した外光を吸収又は拡散させることができる。故に、第二実施形態と同様に、第一無反射面３１及び第二無反射面３２の併用により、湾曲反射面２１の湾曲を緩めて湾曲反射面２１の上下方向の寸法低減、及び第一無反射面３１の上下方向の寸法低減が可能になる。したがって、ＨＵＤ装置６１０の小型化が実現される。尚、第六実施形態では、ＨＵＤ装置６１０が「車両用機器」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記第一実施形態のさらに別の変形例１では、図９に示すように、ウィンドシールド５０とＨＵＤ装置７１０との上下方向の距離が、第一実施形態よりも大きく確保されている。即ち、ＨＵＤ装置７１０及びインスツルメントパネルの上面は、ウィンドシールド５０に対して、第一実施形態よりも低い位置に設けられている。その結果、下側遮光層５６の上縁５６ａは、ＨＵＤ装置７１０に対して、相対的に高い位置に規定されている。

以上の変形例１において、後方反射域２５は、前上方への光の反射を許容され得る。故に、後方反射域２５の曲率を緩めて、湾曲反射面２１の形状を平面状に近づけることができる。以上によれば、防塵シート２０をさらに薄型化できるため、ＨＵＤ装置７１０のいっそうの小型化が実現され得る。

上記実施形態において、遮光層は、外側シールドガラス及び内側シールドガラスの間に中間膜と共に設けられていた。しかし、遮光層は、ウィンドシールドの外側表面に形成されていてもよく、又はウィンドシールドの外側表面に形成されていてもよい。或いは遮光層は、外側シールドガラスと中間膜との間に設けられていてもよく、さらに多層である中間膜の中に一体的に設けられていてもよい。加えて、黒セラミック等に替えて、他の反射性素材により、遮光層が形成されていてもよい。

ここで、ウィンドシールド５０において、下側遮光層５６の上縁５６ａは、視界を遮らないように、低い位置に規定されるのがよい。そのため、図１０に示す変形例２の下側遮光層５６は、エレクトロクロミックによって形成されている。下側遮光層５６の光の透過率は、例えば照度センサ８０の検出結果に基づき、車両の周囲の外光量が多くなるほど、低い値に調整される。以上のように、調光可能な下側遮光層５６とすることで、上縁５６ａを上方に規定し、防塵シートのさらなる薄型化が実現されてもよい。尚、エレクトロクロミックの透過率は、手動スイッチによる切り替えであってもよい。

さらに、図１１及び図１２に示す変形例３の下側遮光層５６は、ルーバフィルム８５６によって形成されている。ルーバフィルム８５６は、中間層として外側シールドガラス５１及び内側シールドガラス５２の間に設けられていてもよく、又はウィンドシールド５０の内側に貼り付けられていてもよい。ルーバフィルム８５６には、傾斜した姿勢の非透過部８５６ａが微細なピッチで配置されている。ルーバフィルム８５６は、上方から照射される太陽光等の光線を遮蔽する。一方で、前方からウィンドシールド５０に入射する光線は、ルーバフィルム８５６を透過可能である。こうしたルーバフィルム８５６の採用により、上縁５６ａを上方に規定することによっても、防塵シートのさらなる薄型化が実現されてよい。

上記実施形態のＨＵＤ装置は、液晶プロジェクタ又は有機ＥＬプロジェクタによって虚像の表示像を表示していた。しかし、レーザモジュール及びスキャナ等からなるレーザプロジェクタを用いてスクリーンに描画した表示光像が、投影光学系によって投影領域に投影されてもよい。さらに、レーザプロジェクタに替えて、ＤＬＰ（Digital Light Processing，登録商標）を主体としたプロジェクタが採用されてもよい。

上記第三実施形態では、サブＨＵＤ表示器１１０とメインＨＵＤ表示器３１０とが別体とされていた。しかし、サブＨＵＤ表示器及びメインＨＵＤ表示器が一体的に構成されたＨＵＤ装置であってもよい。即ち、一つの筐体内に、ＡＲプロジェクタ及びＡＲ光学系からなる投影部と、液晶表示器を主体とする投影部とが共に収容されていてもよい。

上記第二実施形態等では、下トラップ壁部及び上トラップ壁部が一体的に形成されていた。しかし、下トラップ壁部及び上トラップ壁部は、別々の光トラップ壁として設けられていてもよい。さらに、第一無反射面及び第二無反射面は、光を実質的に反射させないような無反射な表面状態であれば、適宜構成を変更されてもよい。

上記実施形態の湾曲反射面の湾曲は、放物線に基づく形状であった。しかし、湾曲反射面の湾曲形状は、例えばシリンドリカル形状であってもよく、又は自由曲面形状であってもよい。さらに、防塵シートの外表面の全体が湾曲反射面とされていなくてもよく、湾曲反射面は、防塵シートの外表面の一部であってもよい。具体的には、防塵シートの外表面のうちで湾曲反射面を除く範囲に、車室内の各所で反射されても、アイボックスＥＢに到達しないように外光を反射する外光反射面が設けられていてもよい。

上記実施形態では、車両用機器としてのＨＵＤ装置に、本開示による湾曲反射面及び光トラップ壁等の構成を適用した例を説明した。しかし、上記の構成は、ＨＵＤ装置以外の車両用機器にも、適宜採用可能である。

Ａ 車両、ＥＢ アイボックス（想定領域）、１０，２１０，４１０，５１０，６１０，７１０ ＨＵＤ装置（車両用機器）、３００ 表示システム（車両用機器）、１１ プロジェクタ（重畳投影部）、１１１ 液晶表示器（第二投影部）、３１１ ＡＲプロジェクタ（第一投影部）、１２ 投影光学系（重畳投影部）、３１２ ＡＲ光学系（第一投影部）、２１ 湾曲反射面、２３ 後縁（上縁）、３０，２３０，４３０，５３０，６３０ 光トラップ壁（外光捕捉壁）、３１ 第一無反射面（低反射壁面）、３２ 第二無反射面（外光到達壁面）、４０ 仮想平面、５０ ウィンドシールド、５６ 下側遮光層（遮光部）、５６ａ 上縁、５７ 反射領域、５８ 投影領域、７０ 虚像、１７０ ステータス虚像（第二虚像）、３７０ ＡＲ虚像（第一虚像）

Claims (7)

1. 車両（Ａ）においてウィンドシールド（５０）の下方に配置される車両用機器であって、
   前記車両の上方に向かうに従い後方に傾斜する姿勢であり、光を拡散又は吸収するよう形成された低反射壁面（３１）と、
   前記低反射壁面から前記車両の後方に離れるに従い上方に湾曲する湾曲形状であり、前記ウィンドシールドを通して入射する外光の少なくとも一部を、前記低反射壁面及び前記ウィンドシールドの下縁部分に設けられた遮光部（５６）の両方に向けて反射する湾曲反射面（２１）と、
   前記湾曲反射面にて反射された外光のうちで、前記遮光部が設けられた反射領域（５７）にてさらに反射された反射光を拡散又は吸収するよう形成された外光到達壁面（３２）と、を備える車両用機器。
2. 前記低反射壁面及び前記外光到達壁面は、板状に形成された外光捕捉壁（３０，４３０）の両面に設けられている請求項１に記載の車両用機器。
3. 前記外光到達壁面は、前記低反射壁面に対して傾斜した姿勢で、前記低反射壁面と前記遮光部との間に設けられている請求項１に記載の車両用機器。
4. 前記遮光部の上縁（５６ａ）は、前記低反射壁面の上縁（３０ａ）と前記湾曲反射面の上縁（２３）とを含むよう規定された仮想平面（４０）よりも上方に位置する請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用機器。
5. 前記湾曲反射面は、前記ウィンドシールドを通して入射する外光のうちで、車室内の各所で反射されても、前記車両の搭乗者の眼が位置すると想定された想定領域（ＥＢ）に到達しない他の一部の外光を、前記低反射壁面及び前記遮光部の両方から外れた向きに反射する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用機器。
6. 前記ウィンドシールドのうちで前記遮光部とは異なる領域に規定された投影領域（５８）へ向けて、前記車両の前景に重畳表示される虚像（７０）の光を、前記湾曲反射面を透過させつつ投影する重畳投影部（１１，１２）、をさらに備える虚像表示装置である請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用機器。
7. 前記ウィンドシールドのうちで前記遮光部とは異なる領域に規定された投影領域（５８）へ向けて、前景に重畳表示される第一虚像（３７０）の光を、前記湾曲反射面を透過させつつ投影する第一投影部（３１１，３１２）と、
   前記ウィンドシールドにて前記遮光部が設けられた領域内へ向けて、前記遮光部の下方から第二虚像（１７０）の光を投影する第二投影部（１１１）と、をさらに備える虚像表示装置である請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用機器。

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