JP2014062942A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装飾性に富み、商品性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ＨＵＤ装置１は、表示画像を表す表示光を出射する表示部２０を備え、前記表示光をコンバイナ５０に入射させて視認者に前記表示画像を視認させる。ＨＵＤ装置１は、表示部２０からコンバイナ５０に至る前記表示光の光路上に配置され、コンバイナ５０に写り込む加飾部１３１を備えてなる。表示部２０を収納し、前記表示光が出射される出射口１３０を有する中ケース１３を備え、加飾部１３１は、中ケース１３の出射口１３０の周辺に形成されてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。このＨＵＤ装置は、表示器と、反射鏡と、コンバイナと、を備え、表示器の表示画像を表す光（表示光）を反射鏡によりコンバイナに向け反射させ、コンバイナにより前記表示画像を虚像としてユーザに視認させるものである。このようなＨＵＤ装置は、例えば、車両のダッシュボード上に設けられており、主に運転者であるユーザに、前方風景に重ねるようにして車速、走行距離等の表示情報を視認させることができるように構成されている。

特開２００１−２８２１３２号公報

特許文献１に係るＨＵＤ装置では、表示器からの表示画像をユーザに視認させるのみであるため、見た目が単調で商品性の向上にはなお改善の余地があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、装飾性に富み、商品性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ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、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
表示画像を表す表示光を出射する表示部を備え、前記表示光をコンバイナに入射させて視認者に前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示部から前記コンバイナに至る前記表示光の光路上に配置され、前記コンバイナに写り込む加飾部を備えてなることを特徴とする。

本発明によれば、装飾性に富み、商品性を向上させることが可能な構造のヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の平面図である。 図１に示すＨＵＤ装置の矢視Ａでの斜視図である。 図１に示すＨＵＤ装置のＢ−Ｂ線概略断面図である。 同上ＨＵＤ装置の表示例を示す図である。 本発明の変形例に係るＨＵＤ装置の斜視図である。

本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置を、図面を参照して説明する。

ＨＵＤ装置１は、図１〜図３に示すように、ケース体１０と、表示部２０と、回路基板３０と、反射部４０と、コンバイナ５０と、を備える。
ＨＵＤ装置１は、例えば、車両のダッシュボード上（例えば、インストルメントパネル上方）に取り付けられる据え置き型のＨＵＤ装置として構成されている。以下の説明では、ＨＵＤ装置１が表示する表示画像を視認する視認者２から見て、上方向を「上」、下方向を「下」、前方向を「前」、後ろ方向を「後」として（図２、図３の両端矢印参照）、適宜、ＨＵＤ装置を構成する各部を説明する。

ケース体１０は、上ケース１１と、下ケース１２と、中ケース１３と、を備える。上ケース１１には開口部１１０が形成されており、この上ケース１１と下ケース１２とが連結することで上側開口の箱のような形状となる。この箱形状の内部に、表示部２０、回路基板３０、及び中ケース１３が収納される。

上ケース１１は、コンバイナ５０が取り付けられる部分である平坦状の被取付部１１１を有する。被取付部１１１は、上ケース１１の前側端部（図３中右端部）に位置しており、被取付部１１１にはコンバイナ５０を上ケース１１に取り付けるためのネジＳに対応するネジ孔Ｈ１が形成されている。コンバイナ５０が被取付部１１１に取り付けられると、コンバイナ５０は、上ケース１１から上方に延出するような格好となる。

下ケース１２には、中ケース１３が載置される。下ケース１２には、反射部４０の下端部に対応した形状の凹部１２１が形成されている。この凹部１２１と中ケース１３の一部（後側の内側面）とによって反射部４０は保持される（例えば、反射部４０は、その一端が凹部１２１に差し込まれ、且つ、後側の面が中ケース１３に粘着テープ等で固定されることで、保持されている）。

中ケース１３は、略筒状の部材であり、その外側面の一部（図３中右側）に表示部２０が配設されている。中ケース１３には、表示部２０の表示面を露出させる穴である出射口１３０が形成されている。なお、中ケース１３に出射口１３０を覆う透明な窓部材を設けてもよい。
また、図２に示すように、中ケース１３の内側面の出射口１３０の周辺には、反射部４０を介してコンバイナ５０に写り込む加飾部１３１が形成されている。具体的に、加飾部１３１は、中ケース１３の出射口１３０の両側部から反射部４０に向かって広がるように延設される左右の側壁部１３２、１３３及び出射口１３０の下部から反射部４０に向かって延設される底面部１３４に設けられる。この加飾部１３１は、例えば側壁部１３２、１３３及び底面部１３４の表面に表面処理を施すことで形成され、反射率の低いシボ加工を施された第１の領域１３１ａと、第１の領域１３１ａよりも反射率の高い鏡面加工を施された第２の領域１３１ｂと、を有する。具体的に、図２中左側の側壁部１３２には、第２の領域１３１ｂが中央にライン状に形成され、その上下に第１の領域１３１ａが形成されている。また、底面部１３４には、第２の領域１３１ｂが中央に後側に向かって広がる略台形状に形成され、その左右に第１の領域１３１ａが形成されている。なお、図２においては、図２中の右側の側壁部１３３に形成される加飾部１３１は図示されていないが、左側の側壁部１３２に形成される加飾部１３１と同様に、第２の領域１３１ｂが中央にライン状に形成され、その上下に第１の領域１３１ａが形成されているものとする。

表示部２０は、車速、走行距離等の表示情報を報知するための表示画像を表す表示光Ｌを出射するものであり、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、又は自発光型ディスプレイから構成される。

回路基板３０は、ガラス繊維を含む樹脂等からなる板状の基材に、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部とを含むマイコン、グラフィックディスプレイコントローラー（ＧＤＣ）等から構成される制御部（図示せず）を実装したプリント回路板である。回路基板３０は、例えば、下ケース１２に図示しない取付部材により固定されており、表示部２０よりも前側であって上ケース１１と下ケース１２の間に位置する。回路基板３０と表示部２０とは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）３を介して導通接続されている。ＦＰＣ３の一端部はコネクタＣを介して回路基板３０と接続されている。制御部は、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の外部装置（図示せず）から通信ラインにより伝送される車両の状態情報を取得し、これに応じて表示部２０を駆動する（つまり、表示部２０に所定の表示画像を表示させる）。

反射部４０は、表示部２０の表示側、即ち表示光Ｌの出射側に位置し、到達した表示光Ｌをコンバイナ５０に向けて反射させる。反射部４０は、例えば、アルミ蒸着された樹脂成形品からなり、表示部２０からの表示光Ｌを効率良くコンバイナ５０に反射させる曲面として構成された反射面を有する（なお、図３では、反射面を概略的に平面のように表している）。また、反射部４０は、前述のように凹部１２１と中ケース１３の一部とによって保持されることで、その反射面が表示部２０の表示面と略対向するように配置されている。表示部２０が出射した表示光Ｌは、出射口１３０を通過して反射部４０に到達する。そして、反射部４０で反射した表示光Ｌは、上ケース１１の開口部１１０を通過してコンバイナ５０に向かう。

コンバイナ５０は、曲面を有する板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成される。コンバイナ５０は、その一端部（下側の端部）からコンバイナ５０の主面（反射部４０の反射面と略対向する面）の面内方向以外の方向に突出する突出部５１を有する。

本実施形態に係る突出部５１は、図３に示すように、コンバイナ５０の主面のほぼ面外方向に突出しており、具体的には、視認者２の前方（コンバイナ５０に対して視認者２と反対側）に向かって突出している。突出部５１は、図１に示すように、２つあり、各々には、コンバイナ５０をケース体１０（上ケース１１）に取り付けるためのネジＳを通す孔Ｈ２が形成されている。突出部５１の孔Ｈ２に通したネジＳを、上側から、上ケース１１のネジ孔Ｈ１に螺着することで、コンバイナ５０は、被取付部１１１に取り付けられる。つまり、突出部５１が、その突出する方向（つまり前方）と直交する方向から（上側から）、上ケース１１の被取付部１１１に取り付けられることで、コンバイナ５０は、被取付部１１１に取り付けられている。

以上のように取り付けられ、上ケース１１に固定されたコンバイナ５０は、その凹面５０ａが反射部４０の反射面と略対向するようになる。コンバイナ５０は、図３に示すように、反射部４０で反射した後に、入射する表示光Ｌの光路を変更する（コンバイナ５０としてハーフミラーを用いる場合は反射により表示光Ｌの光路を変更し、ホログラム素子を用いる場合は回折により表示光Ｌの光路を変更する）。コンバイナ５０の凹面５０ａは、表示光Ｌを集光する機能を有し、光を単純反射させる場合よりも、虚像を前遠方（例えば、コンバイナ５０より約１ｍ前方）に形成することのできる曲面として構成されている。コンバイナ５０は、その前方位置Ｆに表示画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過し、これにより、ＨＵＤ装置１は、虚像と前方に実際に存在する外景等の双方を、視認者２に視認させることができる。
また、中ケース１３の出射口１３０から出射される表示光Ｌには一定の広がりがあり、その一部（漏れ光）は出射口１３０の周辺に位置する加飾部１３１に照射され、加飾部１３１で反射された後、反射部４０で反射され、さらにコンバイナ５０で光路が変更され、視認者２に視認される。すなわち、加飾部１３１は、表示部２０からコンバイナ５０に至る表示光Ｌ（の一部）の光路上に配置されることで、表示光Ｌの一部によって反射部４０を介してコンバイナ５０に写り込むこととなり、その結果、コンバイナ５０は、前方位置Ｆよりも手前（視認者２側）の位置Ｍに加飾部１３１の虚像を形成する。図４は、ＨＵＤ装置１の表示例を示すものである。加飾部１３１を反射率の低い第１の領域１３１ａと反射率の高い第２の領域１３１ｂとで構成した場合は、第２の領域１３１ｂの虚像がより強調して視認され、表示画像の虚像Ｖ１の側方に加飾部１３１の虚像としてライン状の第２の領域１３１ｂの虚像Ｖ２を視認し、表示画像の虚像Ｖ１の下方に加飾部１３１の虚像として略台形状の第２の領域１３１ｂの虚像Ｖ３を視認する。これにより、ＨＵＤ装置１は、表示部２０による表示情報に加えて、加飾部１３１による意匠を視認者２に視認させることができる。また、加飾部１３１の虚像Ｖ２、Ｖ３は表示画像の虚像Ｖ１よりも手前（図３中の後側）に位置するため、加飾部１３１を設けることによって、立体的な表示が可能となる。なお、加飾部１３１の形成位置は、表示光Ｌの光路上であって、かつ、表示画像の表示を妨げない位置とすることが望ましい。

以上の構成からなるＨＵＤ装置１は、表示画像を表す表示光Ｌを出射する表示部２０を備え、表示光Ｌをコンバイナ５０によって視認者２に向けて前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、表示部２０からコンバイナ５０に至る表示光Ｌの光路上に配置され、コンバイナ５０に写り込む加飾部１３１を備えてなる。
これにより、装飾性に富んだ表示を得ることができ、商品性を向上させることができる。また、表示画像自体を加飾する場合と比較して、表示部２０を大型化する必要はなく、描画プログラムを複雑化させることもないので、製品コストを抑えて商品性を向上させることができる。

また、ＨＵＤ装置１は、表示部２０を収納し、表示光Ｌが出射される出射口１３０を有する中ケース１３（ケース体１０）を備え、加飾部１３１は、中ケース１３の出射口１３０の周辺に形成されてなる。
これにより、専用の部品を設けることなく装飾性の富んだ表示を得ることができ、製品コストを抑えて商品性を向上させることができる。

また、加飾部１３１は、それぞれ反射率の異なる表面処理が施された複数の領域１３１ａ、１３１ｂを備えてなる。表面処理によって加飾部１３１を形成することで、金型構造のみで加飾部１３１を得ることができ、製品コストを抑えて商品性を向上させることができる。

次に、変形例に係るＨＵＤ装置について、図５を用いて説明する。なお、前述の実施形態と同一あるいは相当箇所には同一の符号を付してその詳細は省略する。

変形例に係るＨＵＤ装置１０１は、図５に示すように、中ケース１３の内側面の出射口１３０の周辺に、中ケース１３の他の個所と異なる色に着色されてなり、反射部４０を介してコンバイナ５０に写り込む加飾部１３５が形成されている。具体的には、側壁部１３２、１３３及び底面部１３４が任意の色に着色されて加飾部１３５が形成される。中ケース１３が黒色である場合は、加飾部１３５の色は黒色以外の色（例えば視認性の高い赤色や青色）となる。着色の方法は、塗装や着色されたフィルムやシートなどの着色部材を貼り付けて行う。
このような構成によっても、ＨＵＤ装置１０１は、表示部２０による表示情報に加えて、加飾部１３５による意匠を視認者２に視認させることができる。具体的には、視認者２は、表示部２０による表示画像の側方及び下方に任意の色の加飾部１３５を視認することとなる。また、加飾部１３５の虚像は表示画像の虚像よりも手前に位置するため、加飾部１３５を設けることによって、立体的な表示が可能となる。

以上説明したＨＵＤ装置１０１は、中ケース１３の出射口の周辺に形成される加飾部１３５が、中ケース１３の他の個所と異なる色に着色されてなる。これによれば、加飾部１３５に任意の色を加えることができるため、色を加えた装飾性に富んだ表示を得ることができ、商品性を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。

以上の説明では、加飾部１３１（ないし１３５）は、中ケース１３の出射口１３０の周辺に形成される例を示したが、これに限られない。加飾部は、表示部からコンバイナに至る表示光の光路上に配置されればよく、反射部４０に形成してもよいし、反射部４０からコンバイナ５０の間に加飾部となる壁部を設けるなどしてもよい。すなわち、加飾部は、表示光の一部が照射され、コンバイナに写り込む位置に配置されればよい。

以上の説明では、表示部２０からの表示光Ｌを、反射部４０で反射させ、コンバイナ５０に到達させる例を示したが、これに限られない。表示部が表示光を直接コンバイナに向けて出射するようにＨＵＤ装置を構成してもよい。この場合、表示部とコンバイナとは略対向するように設けられ、反射部４０は、不要である。また、ＨＵＤ装置１（ないし１０１）は、コンバイナ５０が上ケース１１に取り付けられるコンバイナ一体型のＨＵＤ装置であったが、コンバイナがＨＵＤ装置と別体に設けられる構成であってもよく、例えば車両のウインドシールドにコンバイナが取り付けられてもよい。また、表示部からの表示光を車両のウインドシールドに到達させて視認者に表示画像及び加飾部を視認者に視認させてもよい。この場合はウインドシールドがコンバイナとして機能する。

以上の説明では、ＨＵＤ装置１（ないし１０１）を設置する乗り物の一例を車両としたが、これに限られない。ＨＵＤ装置１（ないし１０１）を船舶、航空機等のその他の乗り物の運転席付近に設置することもできる。さらには、乗り物の運転席付近に設置するものに限らず、室内に設置する卓上インテリア等に適用することも可能である。

また、以上では、ＨＵＤ装置１（ないし１０１）を据え置き型のものとして説明したが、ＨＵＤ装置１（ないし１０１）は、例えば、車両のダッシュボードと一体的に構成されるものであってもよい。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１、１０１ ＨＵＤ装置
２ 視認者
１０ ケース体
１１ 上ケース
１２ 下ケース
１３ 中ケース
１３０ 出射口
１３１、１３５ 加飾部
１３１ａ 第１の領域
１３１ｂ 第２の領域
１３２、１３３ 側壁部
１３４ 底面部
２０ 表示部
３０ 回路基板
４０ 反射部
５０ コンバイナ

Claims (4)

1. 表示画像を表す表示光を出射する表示部を備え、前記表示光をコンバイナに入射させて視認者に前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示部から前記コンバイナに至る前記表示光の光路上に配置され、前記コンバイナに写り込む加飾部を備えてなることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示部を収納し、前記表示光が出射される出射口を有するケース体を備え、
   前記加飾部は、前記ケース体の前記出射口の周辺に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記加飾部は、それぞれ反射率の異なる表面処理が施された複数の領域を備えてなることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記加飾部は、前記ケース体の他の個所と異なる色に着色されてなることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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