JP2010208580A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外光による表示面のぎらつきを防止しつつ、コストの削減およびインストゥルメントパネル内部のレイアウト性を向上することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】車両のフロントガラス１１に表示する表示像を投射する投射器３２と、投射器３２を収容し該投射器３２からの投射光の進路上に上部開口部２２を有するハウジング２３と、上部開口部２２を閉塞するとともに投射器３２からの投射光を透過させるカバー部材３０と、車外から入射する入射光がカバー部材３０およびフロントガラス１１で反射して運転席側の所定のアイリプスを通る光路を遮断する遮断部とを備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、遮光部を、フロントガラス１１の下側周縁部に設けられる黒セラ部３３により形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両のフロントガラスに映像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来、車両のフロントガラスに画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置にあっては、インストゥルメントパネルの上部に投射装置が収納配置され、この投射装置によってフロントガラス上の表示面に投射することで像を表示するものがある。
また、上記ヘッドアップディスプレイ装置として、投射装置の上部開口から塵埃や異物等が侵入しないようにカバーガラスを設けたものが知られており、このようにカバーガラスが設けられたものでは、カバーガラスにより反射した外光がさらにヘッドアップディスプレイ装置の表示面に反射して車内にいる乗員の眼の位置へ到達した場合、表示面がぎらついて見えることからカバーガラスのフロントガラス側（車両前方側）の縁部から上方へ突出する遮光壁を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平４−５７８８１号公報

しかしながら、上述した従来のヘッドアップディスプレイ装置は、遮光壁を設ける分だけ製造工数が増加してコストが上昇してしまうという課題がある。
また、遮光壁を設けない場合には、カバーガラスの車両後方側が高くなるように大きく傾斜させることで、アイリプス（例えば、JIS D0021）に到達するカバーガラスの反射光を抑制することができるものの、上下方向の寸法が大きくなるため、インストゥルメントパネル内部のレイアウト性が低下してしまうという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外光による表示面のぎらつきを防止しつつ、コストの削減およびインストゥルメントパネル内部のレイアウト性を向上することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車両のフロントガラス（例えば、実施の形態におけるフロントガラス１１）に表示する表示像を投射する投射器（例えば、実施の形態における投射器３２）と、前記投射器を収容し該投射器からの投射光の進路上に開口部（例えば、実施の形態における上部開口部２２）を有するハウジング（例えば、実施の形態におけるハウジング２３）と、前記開口部を閉塞するとともに、前記投射器からの投射光を透過させる透過部材（例えば、実施の形態におけるカバー部材３０）と、車外から入射する入射光が前記透過部材および前記フロントガラスで反射して運転席側の所定の視点領域（例えば、実施の形態におけるアイリプスＥｙ）を通る光路を遮断する遮光部とを備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、前記遮光部を、前記フロントガラスの下側周縁部に設けられる印刷層（例えば、実施の形態における黒セラ部３３）により形成したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記印刷層が、前記フロントガラスの周縁部に設けられる濃色のセラミックプリントによる印刷層であることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、遮光部をハウジングに形成する必要がなくなるため、コスト削減が可能になり、外観性が向上する。また、遮光部をハウジングに形成する場合と比較して、ハウジングの車両上下方向の寸法を小型化することができるため、インストゥルメントパネル内のレイアウト性が向上する効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、製造工程を増やすことなく遮光部を形成することができる効果がある。

本発明の実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ装置を側方から見た部分断面図である。 本発明の実施の形態におけるアイリプスの上下限に到達する外光の光路を示す図である。

次に、この発明の実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ装置について図面を参照しながら説明する。
この実施の形態のヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両のフロントガラス１１の車室内側表面に光線を反射させることで、乗員に対する注意喚起などの情報を含む表示像を表示するものである。

図１は、車両の運転席前方に配置されるヘッドアップディスプレイ装置１０の縦断面を示したものである。この図１に示すように、車室内前方には、図示しない車両のフロアパネル前部から車幅方向に亘って立ち上がるダッシュボードアッパー１３が形成され、このダッシュボードアッパー１３の上縁に車幅方向に亘ってカウルトップ１４が配置されている。そして、車室前方の開口（図示略）には、上記カウルトップ１４の付近から車室後方に立ち上がる傾斜状態でフロントガラス１１が取り付けられている。このフロントガラス１１の車室内側の表面の所定の領域（以下、単に表示部と称す）１６には、後述する投射装置１８より出射される画像の光線が反射されて表示像として表示されるようになっている。

上記ダッシュボードアッパー１３の車室内側には、インストゥルメントパネル１７が車幅方向に亘って取り付けられている。このインストゥルメントパネル１７には、図示しないカーナビゲーション装置などの車載機器やスピードメータなどの計器類が取り付けられる。またインストゥルメントパネル１７には、フロントガラス１１近傍に、ヘッドアップディスプレイ装置１０を構成する投射装置１８を収容するための収容部１９が形成され、この収容部１９の開口２０がインストゥルメントパネル１７の上面２１に配置されている。

投射装置１８は、フロントガラス１１の表示部１６へ表示像を反射表示させるための画像を投射する装置である。この投射装置１８は、上部開口部２２が形成されたハウジング２３を備えており、このハウジング２３内に、液晶ユニット２４、光拡散ユニット２５、バックライトユニット２６およびヒートシンク２９を備えた投射器３２と、平面ミラー２７と、凹面ミラー２８とをそれぞれ収容している。また、ハウジング２３には、上部開口部２２を閉塞するカバー部材３０が取り付けられている。

液晶ユニット２４は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの液晶パネルを内蔵し、図示しない制御部からの制御指令に基づいて液晶パネルに画像を映し出すものである。
光拡散ユニット２５は、バックライトユニット２６の光線を発散させる凹レンズと拡散板とを備えるユニットであり、この光拡散ユニット２５で発散させた光線が液晶ユニットの液晶パネル背面に供給される。
バックライトユニット２６は、液晶パネルを背面側などから照らす光源（例えば、複数のＬＥＤ等）を備えたユニットであり、液晶ユニット２４の下部に接続されて制御部の制御指令に基づいて駆動される。このバックライトユニット２６には光源を冷却するためのヒートシンク２９が接続されており、このヒートシンク２９がハウジング２３のロアケース３１内に収容される。

平面ミラー２７は、液晶パネルを透過したバックライトの光線すなわち液晶パネルに表示された画像を凹面ミラー２８方向に反射するものである。
凹面ミラー２８は、平面ミラー２７による反射画像を受けてフロントガラス１１の表示部１６へ向けてさらに反射するとともに、所定の凹形状によって、傾斜配置されたフロントガラス１１に画像を反射させる際に生じる歪みを補正するようになっている。この歪み補正により、表示部１６に反射された画像は運転者から見て略矩形となる。なお、表示部１６に反射される画像を拡大するために、画像の光路上に拡大レンズを配置するようにしてもよい。

カバー部材３０は、ハウジング２３への塵埃や異物などの浸入を防ぐために開口２０を閉塞する部材であって、平板状または、車両前後方向に沿って若干湾曲する断面略円弧状に形成され、画像の光線を十分に透過可能な透明な樹脂または透明なガラスによって形成されている。また、カバー部材３０は、その上面が水平よりも若干車両前方側に傾斜して取り付けられる。そして、このカバー部材３０は、投射装置１８が収容部１９に収容された状態で、ハウジング２３の開口２０を介してフロントガラス１１の車室内側に臨むようになっている。なお、図１においてはカバー部材３０が若干湾曲している場合の一例を示している。

すなわち、上記構成を備える投射装置１８によれば、背面等からバックライトユニット２６で照らされた液晶ユニット２４の液晶パネルに表示された画像が投射器３２から投射されて、平面ミラー２７、凹面ミラー２８を介して透明なカバー部材３０を透過した後、表示部１６に反射して略矩形な表示像として運転者の視点領域（後述するアイリプスＥｙ）に到達することとなる。

ところで、上述したフロントガラス１１の外周は、車体の前部開口部（図示略）の周縁に接着等により固定されている。そして、フロントガラス１１の車室内側の周縁には、外側から内側に向かい所定幅を有した黒セラ部３３が形成されている。この黒セラ部３３は、艶の無い黒色のセラミックプリントなどの印刷層により形成されている。

図２は、運転者の左右の眼の位置の分布を長円で表したアイリプス（運転席側の所定の視点領域；JIS D0021）Ｅｙの配置、および、投射装置１８のカバー部材３０および表示部１６に反射してアイリプスＥｙに到達し得る外光のうちアイリプスＥｙの共通の上端Ｔ及び下端Ｂに到達する外光の光路を示している。

この図２に示すように、アイリプスＥｙの上端Ｔおよび、アイリプスＥｙの下端Ｂに達し得る外光は、フロントガラス１１の下縁付近から車室内に侵入して表示部１６に反射する外光であり、これらの外光の光路は何れも黒セラ部３３によって遮断される。そして、アイリプスＥｙの上端ＴからアイリプスＥｙの下端Ｂの間を通過する外光は、上記図２に示す上下最外側の光路よりも内側の光路を通るから、カバー部材３０に反射してアイリプスＥｙに達する外光は全て黒セラ部３３によって遮断されることとなる。

そして、アイリプスＥｙ、表示部１６、カバー部材３０の配置や、カバー部材３０の形状や傾斜が決定されることによって、フロントガラス１１から入射した後にカバー部材３０および表示部１６に反射してアイリプスＥｙに到達し得る外光のフロントガラス１１を通過する範囲が決まるので、この範囲に基づいてフロントガラス１１下縁に形成される黒セラ部３３の形成範囲より具体的には黒セラ部３３の上端位置を決定することができる。これにより、表示部１６の表示像に太陽や街灯などが映り込まなくなるとともに、艶の無い黒色の黒セラ部３３が映り込むため表示部１６の表示像が見やすくなる。なお、黒セラ部３３の上端位置は運転者の視界を遮らない程度の高さ位置に設定される。

したがって、上述の実施の形態によれば、従来のように外光を遮断する遮光部を投射装置１８のハウジング２３に形成する必要がなくなるため、コスト削減が可能になり、外観性を向上することができる。
また、従来のように遮光部をハウジング２３に形成する場合と比較して、ハウジング２３の車両上下方向の寸法を小型化することができるため、投射装置１８の車両上下方向の寸法が小型化され、この結果、インストゥルメントパネル１７内部のレイアウト性を向上することができる。
さらに、遮光部をハウジング２３に形成しないでフロントガラス１１の黒セラ部３３を有効利用することで、製造工程を増やすことなく外光を遮断する遮光部を形成することができる。

なお、上述した実施の形態では、ＴＦＴ液晶パネルに表示される画像をフロントガラス１１の表示部１６に反射させるタイプのヘッドアップディスプレイ装置１０を一例に説明したが、ハウジング２３の上部開口部２２をカバー部材３０により閉塞しているものであれば、例えば、フロントガラス１１にコンバイナを貼付するタイプのヘッドアップディスプレイ装置や、フロントガラス１１に蛍光体を担持して紫外光を照射することで励起発光させて像を表示するタイプのヘッドアップディスプレイ装置にも適用することが可能である。

また、上述した実施の形態では、カバー部材３０を平板状または断面略円弧状に形成する一例を説明したが、カバー部材３０の形状はこれらに限られるものではない。例えば、種々の２次曲線（放物線、楕円、双曲線等）に沿う形状や、これらを組み合わせた形状であってもよい。
さらに、上述した実施の形態では、フロントガラス１１の下縁に形成された黒セラ部３３により外光を遮断する場合について説明したが、外光が遮断可能であれば、黒色のセラミックに限られるものではない。

１１ フロントガラス
１７ インストゥルメントパネル
１６ 表示部
３０ カバー部材
３２ 投射器
３３ 黒セラ部
Ｅｙ アイリプス（視点領域）

Claims (2)

1. 車両のフロントガラスに表示する表示像を投射する投射器と、
   前記投射器を収容し該投射器からの投射光の進路上に開口部を有するハウジングと、
   前記開口部を閉塞するとともに、前記投射器からの投射光を透過させる透過部材と、
   車外から入射する入射光が前記透過部材および前記フロントガラスで反射して運転席側の所定の視点領域を通る光路を遮断する遮光部とを備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記遮光部を、前記フロントガラスの下側周縁部に設けられる印刷層により形成したことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記印刷層は、前記フロントガラスの周縁部に設けられる濃色のセラミックプリントによる印刷層であ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。

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