JPH0687043U - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】風防ガラス４の下方に備えられていて、光源部
１から発した光がコリメーターであるレンズ系２を介
し、表示体３を通過した表示すべき情報を光として発す
る発光表示手段８は、コンバイナー５に向けて照射する
光の方向に、車速に応じて前後に動かすことにより、表
示虚像６の結像位置を変化させる。 【効果】表示虚像と運転者の目の焦点位置とが、どのよ
うな車速においても同じになるため、車外の状況と表示
内容が常に同時に認識でき、また目の焦点移動による疲
れも少なく、安全性の高い車両用表示装置を得ることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用表示装置に関するものであり、特に、風防ガラスにコンバイ ナーを備えて表示虚像を運転者に向けて表示するヘッドアップディスプレイ（以 下ＨＵＤとする）と呼ばれる車両用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車内等の運転者に、情報を表示する方法として、ＨＵＤが最近用いられる ようになっている。これは、液晶表示装置等の発光表示手段から照射された光学 的情報を、自動車の風防ガラス等に組み込まれたホログラムやハーフミラー等か らなるコンバイナーに映し、運転者が運転状態からほとんど視点を動かすことな く情報を読み取れるようにしたものである。

【０００３】 図４は、従来のＨＵＤの一例を示す概念図である。光源部１から発し、レンズ 系２を介して透過型液晶表示素子からなる表示体３を通過した表示すべき情報を 含む光は、車体の風防ガラス４に備えられたコンバイナー５に照射され、反射、 回折されて観測者７に観察位置で視認される。 この際、表示虚像の結像位置は、ミラータイプのＨＵＤの場合、コンバイナー （ミラー）５と発光表示手段８の間の距離により決まり、ホログラムタイプのＨ ＵＤの場合、ホログラム作製時の条件、コンバイナー（ホログラム）５と発光表 示手段８の間の距離により決まってしまい、従来のＨＵＤでは表示虚像の結像距 離が一定であった。また、従来のＨＵＤでは速度表示等の表示色は常に同じ色で あった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

車両を運転する場合、運転者は車速に応じて目の焦点距離を変化させているも のであり、高速になればなるほど遠方に、低速になればなるほど近方に目の焦点 を合わせている。上記のように、従来のＨＵＤでは、表示虚像の結像距離が一定 のため、車速の変化によって目の焦点位置と表示虚像位置との間に差が生じ、同 時に表示虚像と車外の状況とを認識することが困難であるという欠点を有してい た。また、速度表示等の表示色が一定であるため、スピードの出し過ぎ等の警告 が視覚的には得られなかった。 本考案の目的は、前述のような欠点を解消することにあり、従来知られていな かった車両用表示装置を新規に提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、表示すべき情報を含む光 を発生する発光表示手段と、前記光を受けて観測者に向けて回折するように配さ れたコンバイナーとを少なくとも備え、前記発光表示手段の表示虚像を観測者に 視認できるようにした車両用表示装置において、前記発光表示手段は、車速に応 じて表示虚像の結像位置を変化させるように、コンバイナーに向けて照射される 光の方向に対して移動可能であることを特徴とする車両用表示装置である。

【０００６】

【作用】

本考案におけるＨＵＤによれば、車速が速くなるに伴って発光表示手段をコン バイナーから遠ざけるように、車速が遅くなるに伴って発光表示手段をコンバイ ナーから近づけるように移動可能としているので、車速が速くなるに伴って運転 者から表示虚像の結像位置は遠く、車速が遅くなるに伴って運転者から表示虚像 の結像位置は近くなる。

【０００７】 こうして、表示虚像と運転者の目の焦点位置とが、どのような車速においても 同じなるため、車外の状況と表示内容が常に同時に認識でき、また目の焦点移動 による疲れも少なく、安全性を高める。 また、視覚的に警告が行われるので、従来の音による警告に比べ運転者や同乗 者に不快感を与えない。

【０００８】

【実施例】 以下、図面に基づいて本考案における実施例を説明する。 図１は、本考案におけるＨＵＤの一例を示す概念図である。風防ガラス４の下 方には発光表示手段８が備えられており、この発光表示手段８は光源部１から発 した光がコリメーターであるレンズ系２を介し、透過型液晶表示素子からなる表 示体３を通過した表示すべき情報を光として発するものである。この光は、車体 の風防ガラス４に備えられたコンバイナー５に照射されて、反射、回折され、運 転者等の観測者７に視認される。

【０００９】 この際、発光表示手段８をコンバイナー５に向けて照射する光の方向に、車速 に応じて前後に動かすことにより、表示虚像６の結像位置を変化させる。具体的 には、車速が速くなれば、発光表示手段８をコンバイナー５から遠ざけ、表示虚 像の結像位置を遠ざけ、遅くなれば、発光表示手段８をコンバイナー５へ近づけ て表示虚像の結像距離を近づける。

【００１０】 表１に、コンバイナーとしてホログラムを用いた場合の、発光表示手段とコン バイナーとの間の距離と、表示虚像とコンバイナーとの間の距離（すなわち表示 虚像の結像位置）を示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】 このように、発光表示手段をコンバイナーに近づけることによって、表示虚像 の結像位置も近づき、逆に発光表示手段をコンバイナーに遠ざけることによって 、表示虚像の結像位置を遠ざけることができる。 なお、このようなホログラムを作成する方法としては、たとえば図２に示すよ うに、ホログラム感光材料１４からそれぞれ４００（ｍｍ）、８００（ｍｍ）だ け離れた位置に光源１３、１３を備え、ホログラム感光材料１４の両面側からそ れぞれ所望の角度の入射角で球面波露光が行われて、上記したホログラムが作成 される。

【００１３】 本考案が上記した図面をもとにした構成に限定されるものでないことはもちろ んであり、たとえば、コンバイナーとしてはハーフミラーを用いることもでき、 この場合、ハーフミラーは単純なミラーなので、発光表示手段−コンバイナー間 の距離と表示虚像の結像位置−コンバイナー間の距離とは等しくなり、発光表示 手段−コンバイナー間距離を変えればそれと同じように表示虚像の結像位置−コ ンバイナー間距離も変化する。この際、表示虚像の大きさも変化するが、表示虚 像結像の位置の如何に関わらず一定の大きさにしておきたい場合には、液晶表示 素子の表示虚像の大きさを位置に応じて変化させればよい。

【００１４】 本考案における発光表示手段は光を発して表示する機能を持つものであり、液 晶表示素子等のいわゆる受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管（ＨＣＴ）、 冷陰極管、蛍光表示管（ＶＦ）、ハロゲンランプ、ＬＥＤなどからなる光源部か ら発した光を照射すればよく、また、これらの機能を併せ持つものであってもよ い。

【００１５】 本考案における表示すべき情報とは、その表示用途により適宜選択されるもの であり、車両のスピード計、タコメーター、さらには種々の警告ランプ等が例と して挙げられる。 観測者とは、主に運転者であるが、その他助手席その他の同乗者やこれらすべ ての者も含めることができる。

【００１６】 また、図３は本考案におけるＨＵＤの別の例を示しており、風防ガラス４の下 方には発光表示手段８が備えられており、この発光表示手段８は光源１とコリメ ータレンズ２と透過型液晶表示素子からなる表示体３とからなる発光表示部１８ とレンズ９とからなっており、光源１から発した光がコリメーター２であるレン ズ系を介し、透過型液晶表示素子からなる表示体３を通過した表示すべき情報を 、レンズ９を通してコンバイナー５に向けて光として発するものである。

【００１７】 この際、レンズ９をコンバイナー５に向けて照射する光の方向に、車速に応じ て前後に動かすことにより、表示虚像６の結像位置を変化させる。具体的には、 車速が速くなれば、レンズ９をコンバイナー５から遠ざけ、表示虚像の結像位置 を遠ざけ、遅くなれば、レンズ９をコンバイナー５へ近づけて表示虚像の結像距 離を近づける。

【００１８】 車速に応じて発光表示手段を移動させる方法としては、たとえば速度感知セン サーを車体の一部に取り付け、このセンサーと発光表示手段の移動機構（たとえ ばモーター等）とを連動させることによって達成することができる。 さらに、このセンサーと表示体とを連動させてその表示する表示虚像の大きさ を変化させたり、このセンサーと光源部とを連動させて表示する色を変化させる ことによって、より高度な情報提供を実現することができる。

【００１９】 たとえば、安全基準速度を時速１００ｋｍと決めた場合、車速が時速９９ｋｍ 以下のときは速度表示を緑色で表示し、時速１００ｋｍを超えたときには赤色等 の警告色で表示することによって、観測者に対して危険性を情報に含めた形で情 報提供することができ、従来警告者により行っていた危険情報の伝達のような不 快感がなく、十分に危険性を観測者に伝えることができる。 色の変化を光源部により行うならば、コンバイナーとしては緑色、赤色の両方 を反射、回折するものが用いられるものであり、コンバイナーとしてハーフミラ ーを用いる場合には、可視光全反射か、緑と赤のみ選択反射するようなものを使 用すればよく、またホログラムを用いる場合には、緑と赤で多重露光されたもの 、あるいは緑、赤でそれぞれ露光された２枚のホログラムを重ねたものを使用す ればよい。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によれば、車速が速くなるに伴って発光表示手段をコンバイナーから遠 ざけるように、車速が遅くなるに伴って発光表示手段をコンバイナーから近づけ るように移動可能としているので、車速が速くなるに伴って運転者から表示虚像 の結像位置は遠く、車速が遅くなるに伴って運転者から表示虚像の結像位置は近 くなる。

【００２１】 こうして、表示虚像と運転者の目の焦点位置とが、どのような車速においても 同じになるため、車外の状況と表示内容が常に同時に認識でき、また目の焦点移 動による疲れも少なく、安全性の高い車両用表示装置を得ることができる。 さらに、本考案によれば、警告等の情報が運転者等に視覚的に提供されるため 、たとえば速度の出し過ぎの際に、従来のように音による警告に比べて運転者や 同乗者に不快感を与えることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案におけるＨＵＤの一例を示す概念図

【図２】ホログラムの作成方法を示す概念図

【図３】本考案におけるＨＵＤの一例を示す概念図

【図４】従来のＨＵＤの一例を示す概念図

【符号の説明】

１：光源部 ２：コリメータレンズ ３：表示体 ４：風防ガラス ５：コンバイナー ６：表示虚像 ７：観測者 ８：発光表示手段 ９：レンズ １３：光源 １４：ホログラム感光材料

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】表示すべき情報を含む光を発生する発光表
   示手段と、前記光を受けて観測者に向けて回折するよう
   に配されたコンバイナーとを少なくとも備え、前記発光
   表示手段の表示虚像を観測者に視認できるようにした車
   両用表示装置において、前記発光表示手段は、車速に応
   じて表示虚像の結像位置を変化させるように、コンバイ
   ナーに向けて照射される光の方向に対して移動可能であ
   ることを特徴とする車両用表示装置。
2. 【請求項２】発光表示手段は、少なくとも光源部と表示
   体とを有しており、発光表示手段全体がコンバイナーに
   向かって照射される光の方向に移動可能であることを特
   徴とする請求項１の車両用表示装置。
3. 【請求項３】発光表示手段は、少なくとも光源部と表示
   体とを有する発光表示部と、発光表示部とコンバイナー
   との間に配されたレンズとを有しており、該レンズはコ
   ンバイナーに向かって照射される光の方向に移動可能で
   あることを特徴とする請求項１の車両用表示装置。
4. 【請求項４】表示体は、車速に応じてその表示の大きさ
   が変化することを特徴とする請求項２または３の車両用
   表示装置。
5. 【請求項５】発光表示手段は、車速に応じて表示色が変
   化することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの車両
   用表示装置。