JPH04288515A - ヘッドアップディスプレー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示器の表示像を運転
席の前方視野内に配設された透光性反射板（コンバイナ
）に投影表示する車両用ヘッドアップ式表示装置におけ
る表示器の表示性を向上せしめることができるようにし
た車両用ヘッドアップディスプレーシステムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のヘッドアップディスプレ
ーシステムとしては、例えば図１に示すようなものがあ
る。これは、運転席前方のインストルメントパネル１内
に、上面に開口部２を有する本体ケース３を埋設すると
共に、この本体ケース３の内部には、蛍光表示管（ＶＦ
Ｔ）による表示器４と、この表示器４からの表示像を反
射させる平面鏡５を配置し、さらに上記開口部２には、
本体ケース３内へ塵埃が侵入されることを防止する透明
カバー６が設けられている。またそのインストルメント
パネル１の上方に位置されるフロントガラス７の内側面
には、ハーフミラーとなる透光性反射板８を設けて、表
示器４の表示像を平面鏡５及び透光性反射板８で反射さ
せて、その透光性反射板８で車両前方の光景と共に、表
示器４による表示像を読取ることができるように構成さ
れているものである。なお９はインストルメントパネル
１の下部に設備されている例えばアナログ式、又はデジ
タル式の主表示器、１０はこの主表示器９及び前記表示
器４を駆動するための表示コントローラ、１１は上記表
示器４，９を駆動するセンサを示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用ヘッドアップディスプレーシステムに
おける表示器にあっては、自発光タイプの蛍光表示管を
使用しているものであり、さらにその蛍光表示管の発光
パターン部には、発光させる為に蛍光体が塗布されてい
るものであるために、図１に示す、表示器光の延長線上
Ａ点に太陽（光）が来た場合に、その太陽光がフロント
ガラス７を透過し、反射鏡にて曲げられた光が蛍光表示
管内の発光パターンに当ると、そのパターン面で光は、
散乱光となり、その散乱光線の一部が逆のルートをたど
り、その光がコンバイナに入射する。該入射光の一部は
外界へ透過するが残りの殆んどの光は運転者の目に至る
ために本来の点灯している表示パターンと非点灯のパタ
ーンとの区別がつきにくくなり、運転者は表示を誤って
読取る恐れがある。（以下「ウォッシュアウト」と称す
）又、蛍光表示管による表示にあっては、限られた表示
パターンとなって、表示の自由度が欠けるという問題点
もあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
従来の問題点に着目してなされたもので、ヘッドアップ
ディスプレーシステムにおける表示器をドットマトリッ
クス型の光透過式の液晶表示パネルを用い、これにより
ウオッシュアウトしても光の散乱が少なく、しかも表示
自由度を豊富ならしめることができる車両用ヘッドアッ
プディスプレーシステムを提供することを目的とする。

【０００５】

【実施例】以下に発明を図２乃至図３に示す実施例に基
いて詳細に説明するが、本実施例の構造と従来例で説明
した構造との同一部分は、従来例で使用した符号を付し
て、その同一構造部分の説明は省略する。２０は本実施
例よりなる表示器であって、この表示器２０の構成を図
３に基いて説明する。２１は開口部２２を有する収納ケ
ースであって、この収納ケース２１内の開口部２２近傍
には、ドットマトリックス表示タイプの透過型液晶パネ
ル２３が配置されている。この液晶パネル２３の表側及
び裏側の夫々にはコールドフィルタ２４及び２５が配置
されている。２３−１は液晶パネル２３の偏光板を示す
。２６は裏側コールドフィルタ２５の裏側に配置されて
いる光拡散板、２７はその光拡散板２６の裏側に配置さ
れているバックライト管であって、このバックライト管
２７の背後には光反射板２８が配置されている。２９は
インバータ、３０は液晶表示コントローラ基板、３１は
バックライト管２７による発熱を冷却するための冷却フ
ァンを示す。

【０００６】本実施例で重要な前記液晶パネル２３は、
グラフィック表示可能な様に１つ１つのドットで画面を
構成している。またバックライト管２７は超高輝度の熱
陰極蛍光放電灯であり、図では管の軸断面を示している
。

【０００７】これにより、実際の表示色は白と称する部
分は実際には透明であるがゆえに、バックライト光色と
黒の表示色となる。即ち、グリーン発光色のバックライ
トを用いたため、グリーン／黒（モノクロ）の表示が得
られる。

【０００８】前記コールドフィルタ２４及び２５はバッ
クライト管２７から発する光のうちの熱線分を反射する
ガラスベースに金属系酸化マグネシウム等を蒸着したフ
ィルタである。これにより熱に弱い液晶表示パネル２３
及び液晶表示パネル偏光板２３−１の下面側に少しでも
熱が伝わるのを防いでいる。又前部に位置されるコール
ドフィルタ２４は、このユニットの表示光の延長線上に
光学部品があり、太陽光が逆入射した場合その光学部品
により光や熱を集光、集熱するため、液晶パネル２３及
び偏光板２３−１に熱が当るのを防ぐものである。３２
は、液晶駆動用のドライバＩＣであり図示したものはコ
モン（ＣＯＭ）側のＩＣである。これと同様にセグメン
ト（ＳＥＧ）側のＩＣも実装されている（不図示）。３
３は、液晶表示パネル２３のＣＯＭ及びＳＥＧ側から出
ているフレキシブルケーブルにドライバを実装する為の
補強板で図３はＣＯＭ側のものである。ＳＥＧ側にも同
様に補強板がある（不図示）。３４は、フレキシブルケ
ーブルのコネクタである。

【０００９】以上が本実施例の構成であるが次にその作
用を説明する。

【００１０】図３において、バックライト管２７より発
した光は光拡散板２６を透過後、その表面では略均一な
面光源を得る。この透過率をＴ１　とする。光拡散板２
６の透過後の光がコールドフィルタ２５（透過率Ｔ２　
）に入射する。この透過した光が液晶パネルのＯＮドッ
ト（透過率Ｔ３　）（光が透過する様に液晶分子がねじ
れる場合をＯＮドットと称する）に入射するとその光は
少量透過する。さらにその光がコールドフィルタ２４（
透過率Ｔ４　）に入射するとその光の透過率の分だけが
透過し、結局表示ユニットから発する表示光はバックラ
イト管２７の輝度値の（Ｔ１　×Ｔ２　×Ｔ３　×Ｔ４
　）となって出てくる（但し、Ｔ１　×Ｔ２　×Ｔ３　
×Ｔ４　＜１）。

【００１１】図２において、バックライト管２７の輝度
値の（Ｔ１　×Ｔ２　×Ｔ３　×Ｔ４　）となった表示
光は代表光路ｂを通り、反射鏡にて光路を曲げられ代表
光路ａを通る。この反射鏡は入射角θ１　にもよるが、
アルミ表面高反射鏡によれば光線付近の反射率（Ｒ１　
）があるため、この時点ではバックライト管２７の輝度
値の（Ｔ１×Ｔ２　×Ｔ３　×Ｔ４　×Ｒ１　）となる
。光路ａの途中には表示を拡大するとともに、像を遠方
へ結ばせるための光学部品３６（例えば凸レンズ）を入
れる。この光学部品３６による像のでき方は正立の拡大
像（虚像）ができ、更にその像の位置は実際の物体より
遠方に出来る。

【００１２】図４において、光学部品がない場合は、ｌ
＝ａ＋ｂが成り立つが、光学部品により、ｌ＞ａ＋ｂと
なる。光学部品がない場合より光学部品がある場合の方
が少しでも遠方へ像を結ばせることができる。

【００１３】この光学部品の光線透過率をＴ５　とすれ
ばバックライト管の輝度値の（Ｔ１　×Ｔ２　×Ｔ３　
×Ｔ４　×Ｒ１　×Ｔ５　）となる。

【００１４】代表光路ａを通った表示光はフロントガラ
ス７の内面の一点Ｐに入射し、入射角＝反射角を維持し
てコンバイナ８で反射し運転者の目に至る。このコンバ
イナ８の光学特性は入射角θ２　における特定波長の反
射率Ｒ２　を一定以上とし可視光域の透過率を一定以上
に設定したため、運転者の目にはバックライト管輝度値
の（Ｔ１　×Ｔ２　×Ｔ３　×Ｔ４　×Ｒ１　×Ｔ５　
×Ｒ２　）の明るさの表示輝度として表示像３７が見え
ることになる。

【００１５】今、ある一定の速度で高速道路を走行して
いたとする。メータシステム内の速度表示器９にはその
車速が表示されている。高速道路の特定地点から電波等
の手段によりその地点を認識しその地点の次のインター
チェンジでおりる様に予めデータをインプットしておけ
ば、例えば図５の様な表示がフロントガラス上に映し出
されるため危険性の高い高速道路走行でも前方視界を確
認しながら運転者にメータシステムとは異なる重要な情
報メッセージ等を表示させることができるものである。

【００１６】なお温度センサにより温度表示も勿論可能
であるが、どうしてもバックライト光源による発熱が生
じるため、温度を検知し、ある特定温度範囲を越えた場
合はヘッドアップディスプレー表示を自粛する等の手段
もとれる。

【００１７】図６は、この発明の他の実施例を示す図で
ある。

【００１８】すなわち、２０は本実施例よりなる表示器
であって、この表示器２０の構成を図６に基いて説明す
る。２１は開口部２２を有する収納ケースであって、こ
の収納ケース２１内の開口部２２近傍には、ドットマト
リックス表示タイプの透過型液晶パネル２３が配置され
ている。この液晶パネル２３の表側及び裏側の夫々には
コールドフィルタ２４及び２５が配置されている。２３
−１は液晶パネル２３の偏光板を示す。２６はバックラ
イト光を面発光化するための光拡散板であり、ランプの
直上にある。２７はその光拡散板２６の直上に配置され
ているバックライト管であって、このバックライト管２
７の背後には光反射板２８が配置されている。２９はイ
ンバータ、３０は液晶表示コントローラ基板、３１はバ
ックライト管２７による発熱を冷却するための冷却ファ
ンを示す。

【００１９】２３´はバックライトの透過光量を調整す
る調光用スクリーンである。この調光スクリーン２３´
は、液晶パネル２３の表示エリアをカバーする領域内で
均一に光の透過度合を変えるもので液晶パネルとした。 ２３´−ａ及び２３´−ｂは調光用スクリーン２３´の
偏光板である。尚、偏光板そのものの光透過率が低い場
合は調光用スクリーン２３´のパネル側偏光板２３´−
ａを削除してもよい。

【００２０】この実施例で示すようにバックライト管２
７の前方に、調光用スクリーン２３´を配置したことに
より、この調光用スクリーンの制御でバックライトの輝
度を一定に保持したまま表示光の照度調整を行なうこと
ができるのでそのバックライト自体の寿命を延ばす、す
なわちバックライトの耐久性を向上せしめることができ
る。さらにバックライトのデューティ変化と、調光用ス
クリーンの透光変化の相乗作用により幅広い調光レンジ
が得られる等の効果がある。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明は、文字、図形等の
情報表示を車両のフロントガラス又はフロントガラス手
前に設けた透光性コンバイナ８で反射させ前記フロント
ガラス前方に虚像表示画像を投影するプロジェクタ２０
を備え、外界の景色と重ね合わせて前記情報を表示する
ヘッドアップディスプレー装置において、前記プロジェ
クタ２０をグラフィック表示可能な透過型ドットマトリ
クス液晶表示パネル２３と、該液晶表示パネル２３の背
後に配置されたバックライト光源２７により構成しヘッ
ドアップディスプレー装置であるから、これによれば、
透過型ドットマトリックス液晶表示パネルの使用により
ウオッシュアウトによる表示の誤読取が減少できると共
にメータシステム内の特定の計器９をコンバイナ８で反
射表示できるばかりでなく、メータシステムに無関係の
情報表示も行うことができることから運転者にとって極
めて重要な表示も可能とすることができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の説明図。

【図２】本発明よりなるヘッドアップディスプレー装置
の実施例を示した説明図。

【図３】本実施例の表示器のみの構成説明図。

【図４】本実施例の作用説明図。

【図５】本実施例の表示態様説明図。

【図６】本発明の他の実施例を示した構成説明図。

【符号の説明】

２０…表示器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２１…収納ケース２２…開口部　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　２３…液晶パネル２３´…調光用
スクリーン　　　　　　　　２４…コールドフィルタ ２５…コールドフィルタ　　　　　　　　　　２６…光
拡散板２７…バックライト管　　　　　　　　　　　　
２８…光反射板２９…インバータ　　　　　　　　　　
　　　　　　３０…コントローラ基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　文字、図形等の情報表示を車両のフロ
   ントガラス（７）又はフロントガラス手前に設けた透光
   性反射板（８）で反射させ前記フロントガラス前方に虚
   像表示画像を投影するプロジェクタ（２０）を備え、外
   界の景色と重ね合わせて前記情報を表示するヘッドアッ
   プディスプレー装置において、前記プロジェクタ（２０
   ）をグラフィック表示可能な透過型ドットマトリックス
   液晶表示パネル（２３）と、該液晶表示パネル（２３）
   の背後に配置されたバックライト光源（２７）により構
   成したことを特徴とするヘッドアップディスプレー装置
   。