特許 5890165 ヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5890165

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20160308BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20160308BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/01

   B60K35/00 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-274716(P2011-274716)

(22)【出願日】2011年12月15日

(65)【公開番号】特開2013-125194(P2013-125194A)

(43)【公開日】2013年6月24日

【審査請求日】2014年11月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100105474

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 弘徳

(74)【代理人】

【識別番号】100108589

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 利光

(72)【発明者】

【氏名】島田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 淳一

【審査官】 堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０５４９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３６８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３１０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７６７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０７２５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８７５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ０２Ｂ ７／００ − ７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示光を出射させる表示器と、
前記表示器が組み付けられるロアーケースと、
前記ロアーケースの上部に組み付けられるアッパーケースと、
前記ロアーケースに設けられて前記アッパーケースへ向かって延びる一対の支柱部と、
前記一対の支柱部の互いに対向する側に形成されたガイド溝と、
前記ロアーケースに設けられた複数の位置決めリブであって、前記一対の支柱部に挟まれる位置に設けられた複数の位置決めリブと、
前記ロアーケースに組み付けられると共に前記表示光を反射させて車両のウインドシールドへ導く反射ミラーであって、前記ガイド溝に該反射ミラーの両側縁が係合し且つ前記複数の位置決めリブに該反射ミラーの反射面とは逆側の面が押し付けられた状態にて、前記ロアーケースに組み付けられた反射ミラーと、
を備えたヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記反射ミラーを前記表示器から離れる向きへ付勢するための弾性部を有するベゼルであって、前記反射ミラーの前記表示器側に設けられたベゼル、を更に備え、
前記反射ミラーが、前記弾性部により、前記表示器から離れる向きへ付勢されると共に前記複数の位置決めリブに押し付けられた、
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項3】

前記ロアーケースが、該ロアーケースの底面に形成されると共に前記反射ミラーの下縁に当接するミラー支持片を有し、
前記ベゼルが、前記反射ミラーの上縁に当接する押え部を有し、
前記反射ミラーが、前記ミラー支持片と前記押え部とに挟まれた、
請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のウインドシールドの投射エリアに虚像を投射し、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、運転者が運転に際して求める情報の増加や多角化に伴って、特に、緊急度の高い情報などを車両のウインドシールド上に虚像表示させ、それを透して車両の前景と重畳視認させる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が自動車、列車等の車両に搭載されている。

【0003】

このヘッドアップディスプレイ装置としては、図７に示すように、表示光Ｌを出射する表示器１と、この表示器１からの表示光Ｌが入射されるケース２と、ケース２内に入射された表示光Ｌを反射してケース２に設けた開口部（図示略）に導く反射板４，５と、開口部を覆う透明板（図示略）とを備えている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−５５９４０号公報

【特許文献2】特開２０１０−１５０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、反射板４は、ケース２に形成された窓部２ａに対して側方から組み付けられて両面粘着テープなどで貼り付けている。しかし、このような組み付け方では、反射板４の組付作業性が悪く、しかも、高精度に反射板４を組み付けることが困難であった。

【0006】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射ミラーの組付作業性の向上が図られ、しかも、反射ミラーを高精度に組み付け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にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、下記（１）から（３）を特徴としている。
（１） 表示光を出射させる表示器と、
前記表示器が組み付けられるロアーケースと、
前記ロアーケースの上部に組み付けられるアッパーケースと、
前記ロアーケースに設けられて前記アッパーケースへ向かって延びる一対の支柱部と、
前記一対の支柱部の互いに対向する側に形成されたガイド溝と、
前記ロアーケースに設けられた複数の位置決めリブであって、前記一対の支柱部に挟まれる位置に設けられた複数の位置決めリブと、
前記ロアーケースに組み付けられると共に前記表示光を反射させて車両のウインドシールドへ導く反射ミラーであって、前記ガイド溝に該反射ミラーの両側縁が係合し且つ前記複数の位置決めリブに該反射ミラーの反射面とは逆側の面が押し付けられた状態にて、前記ロアーケースに組み付けられた反射ミラーと、を備えること。
（２） 上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記反射ミラーを前記表示器から離れる向きへ付勢するための弾性部を有するベゼルであって、前記反射ミラーの前記表示器側に設けられたベゼル、を更に備え、
前記反射ミラーが、前記弾性部により、前記表示器から離れる向きへ付勢されると共に前記複数の位置決めリブに押し付けられた、こと。
（３） 上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記ロアーケースが、該ロアーケースの底面に形成されると共に前記反射ミラーの下縁に当接するミラー支持片を有し、
前記ベゼルが、前記反射ミラーの上縁に当接する押え部を有し、
前記反射ミラーが、前記ミラー支持片と前記押え部とに挟まれた、こと。

【0008】

上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、反射ミラーの両側縁をガイド溝に係合させた状態で反射ミラーをロアーケースの底面側へ挿し込むことで、ロアーケースの所定箇所に反射ミラーを容易に組み付けることができる。これにより、反射ミラーの組み付け作業性を大幅に向上させることができる。また、両面粘着テープなどで貼り付けて組み付ける構造と比較して、車両に位置決めされて固定されることで位置の基準となるロアーケースに対して、部品を介在させることなく反射ミラーを直接組み付け、位置決め精度の向上を図ることができる。
上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、ベゼルの弾性部で反射ミラーを位置決めリブへ押し付けることで、反射ミラーを奥行き方向へ高精度に位置決めすることができる。これにより、反射ミラーの位置ずれを抑制することができ、よって、反射ミラーで反射されて車両のウインドシールドに映し出される虚像の表示位置のずれの発生を抑制することができる。
上記（３）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、ロアーケースの底面のミラー支持片とベゼルの押え部とで反射ミラーをロアーケースに対して高さ方向へ位置決めすることができる。これにより、反射ミラーの位置ずれを抑制することができ、よって、反射ミラーで反射されて車両のウインドシールドに映し出される虚像の表示位置のずれの発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、反射ミラーの組付作業性の向上が図られ、しかも、反射ミラーを高精度に組み付けることが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

【0010】

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置におけるアッパーケースを外した状態の平面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置におけるアッパーケースを外した状態の斜視図である。

【図5】図５は、ロアーケース及び平面ミラーアッシーの分解斜視図である。

【図6】図６は、ロアーケース及び平面ミラーアッシーの分解斜視図である。

【図7】図７は、従来のヘッドアップディスプレイ装置の横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

【0013】

なお、この実施の形態では、表示器としてＡＭＶＦＤ（Active Matrix Vacuum Fluorescent Display）等のＶＦＤ（蛍光表示管）を用いたヘッドアップディスプレイ装置について説明する。

【0014】

図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図、図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図、図３は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置におけるアッパーケースを外した状態の平面図、図４は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置におけるアッパーケースを外した状態の斜視図、図５は、ロアーケース及び平面ミラーアッシーの分解斜視図、図６は、ロアーケース及び平面ミラーアッシーの分解斜視図である。

【0015】

図１及び図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ケース１１を有している。ケース１１は、ロアーケース１２と、アッパーケース１３とからなり、ロアーケース１２の上部にアッパーケース１３を組み付けることでケース１１が構成される。

【0016】

図３及び図４に示すように、ロアーケース１２には、表示器アッシー１４と、平面ミラーアッシー１５と、駆動ミラーアッシー１６とが組み付けられている。

【0017】

表示器アッシー１４は、ロアーケース１２の一端側に組み付けられている。平面ミラーアッシー１５は、ロアーケース１２の他端側に組み付けられている。また、駆動ミラーアッシー１６は、ロアーケース１２の一側部側に組み付けられている。

【0018】

図１及び図２に示すように、表示器アッシー１４は、ＡＭＶＦＤ（Active Matrix Vacuum Fluorescent Display）等のＶＦＤ（蛍光表示管）からなる表示器２２と、ヒートシンク２４と、ヒートシンクカバー２５とを有しており、これらをネジ等の固定手段により一体化することで構成されている。この表示器アッシー１４は、表示器２２から表示光Ｌ（図３参照）を前面側へ照射する。そして、この表示器２２から出射した表示光Ｌの照射経路が導光路Ｄとされている。

【0019】

表示器アッシー１４は、配線基板３１に実装されている。この配線基板３１には、表示器アッシー１４の表示器２２を駆動させる駆動回路が設けられており、表示器アッシー１４は、この配線基板３１の表面側における一端側に実装されて一体化されている。これにより、配線基板３１は、表示器アッシー１４の表示器２２からの表示光Ｌの照射方向に沿って延在されている。また、この配線基板３１には、コネクタ３２が実装されており、このコネクタ３２の接続口３２ａが側方へ向けられている。

【0020】

ロアーケース１２には、表示器アッシー１４の前面側に、導光路Ｄを囲む角筒状に形成された導光枠３４が設けられており、表示器アッシー１４から照射された表示光Ｌが導光枠３４を通してロアーケース１２の他端側へ導かれる。また、ロアーケース１２には、導光枠３４の内周面及び導光枠３４よりも表示光Ｌの照射方向前方側における底面に、照射方向に対して直交する方向に沿って形成された複数のゴースト防止リブ３７が設けられている。これらのゴースト防止リブ３７は、表示器アッシー１４から照射される表示光Ｌの乱反射による虚像の発生を防止する。

【0021】

平面ミラーアッシー１５は、平面ミラー（反射ミラー）４１と、ベゼル４２とを有しており、平面ミラー４１は、ベゼル４２によってロアーケース１２に固定されている。この平面ミラーアッシー１５は、表示器アッシー１４の表示器２２からの表示光Ｌの照射方向前方側に配置されており、その表示光Ｌの照射方向に対して斜め側方へ傾けられている。これにより、平面ミラーアッシー１５は、その平面ミラー４１によって、表示器２２から照射された表示光Ｌを、ロアーケース１２の一側部側の駆動ミラーアッシー１６へ向かって反射させる。

【0022】

駆動ミラーアッシー１６は、例えば、凹面鏡等の非球面ミラーからなる反射ミラー５１と、ホルダ５２と、ベースプレート５３と、ステップモータ５４とを備えている。反射ミラー５１は、ホルダ５２に保持されており、このホルダ５２は、ベースプレート５３に、水平方向の軸線を中心として回動可能に支持されている。そして、駆動ミラーアッシー１６は、ベースプレート５３をロアーケース１２の底面１２ｄにねじ止めすることで、ロアーケース１２に固定されている。ステップモータ５４は、反射ミラー５１を保持しているホルダ５２を回動させるもので、このステップモータ５４によってホルダ５２が回動されることで、反射ミラー５１の向きが変更される。

【0023】

この駆動ミラーアッシー１６の反射ミラー５１には、平面ミラーアッシー１５の平面ミラー４１で反射された表示光Ｌが導かれる。すると、反射ミラー５１は、この表示光Ｌを上方へ向かって拡大反射させる。このとき、駆動ミラーアッシー１６のステップモータ５４によってホルダ５２が回動されることで、表示光Ｌの照射方向が変更される。

【0024】

アッパーケース１３は、ロアーケース１２の上部にねじ止め等によって組み付けられることでケース１１を構成し、これにより、ケース１１内が遮光された状態となる。アッパーケース１３は、反射ミラー５１によって反射される表示光Ｌの導光箇所に開口部６１を有しており、この開口部６１には、表ガラス６２が取り付けられている。

【0025】

ロアーケース１２には、その周囲に、複数のブラケット１２ａが形成されており、これらのブラケット１２ａを車両のインストルメントパネルへねじ止めすることで、ヘッドアップディスプレイ装置１０がインストルメントパネル内の所定の設置箇所に固定される。

【0026】

上記構成のヘッドアップディスプレイ装置１０では、表示器アッシー１４を構成する表示器２２から照射された表示光Ｌが、ロアーケース１２の導光路Ｄを通って平面ミラー４１で反射され、さらに反射ミラー５１で拡大反射された後、アッパーケース１３の開口部６１の表ガラス６２を介して出射され、さらにインストルメントパネルの開口部を通ってウインドシールドで反射されて、運転者のアイレンジに導かれる。

【0027】

これにより、運転者は、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認することができる。

【0028】

次に、平面ミラー４１のロアーケース１２への具体的な組み付け構造について説明する。

【0029】

図５及び図６に示すように、ロアーケース１２には、その底面１２ｄに、支持台７１が一体成形されている。支持台７１は、ロアーケース１２の底面１２ｄに沿って形成された台座７２と、この台座７２の両端からアッパーケース１３側であるロアーケース１２の上方側へ向かって延びる一対の支柱部７３と、支持台７１における表示器２２と反対側の背面側に形成された背面板部７４とを有している。

【0030】

台座７２には、その両端近傍における上面側に、ミラー支持片８１が形成されている。また、これらのミラー支持片８１の表示器２２側である前面側には、弾性片８２が形成されている。また、台座７２には、その両端近傍に、係止部８６が形成されている。

【0031】

支柱部７３には、ロアーケース１２の上下方向にわたって、ガイド溝８５が形成されている。

【0032】

背面板部７４には、下方側における中央部に、前方側へ突出する基準リブ（位置決めリブ）８８が形成されている。また、この背面板部７４には、その両側部近傍に、ロアーケース１２の上下方向に沿って支持リブ（位置決めリブ）８９が形成されている。

【0033】

平面ミラー４１を保持するベゼル４２は、金属等から形成されたもので、枠部９１を有している。この枠部９１の両側部には、係合板部９２が形成されており、これらの係合板部９２の表示器２２側である前面側には、弾性部９３が形成されている。また、枠部９１の下端における両側部近傍には、爪部９４が形成されている。さらに、枠部９１の上端には、表示器２２と反対側である背面側へ突出する押え部９５が幅方向へわたって形成されている。

【0034】

平面ミラー４１は、矩形状に形成されており、この平面ミラー４１の前面側に、ベゼル４２が配置される。これにより、平面ミラー４１の表示器２２側である表面における両側部に、ベゼル４２の係合板部９２が配置される。また、平面ミラー４１の上部には、ベゼル４２の押え部９５が配置される。

【0035】

ロアーケース１２へ平面ミラー４１を組み付けるには、この平面ミラー４１の前面側にベゼル４２を重ね合わせ、平面ミラー４１の表面における両側部に、ベゼル４２の係合板部９２を配置させる。

【0036】

次に、ロアーケース１２に形成された支持台７１に対して、アッパーケース１３の組み付け側である上方から、支柱部７３に形成されたガイド溝８５へ両側縁を係合させながら、ベゼル４２を重ね合わせた平面ミラー４１を挿し込む。このようにすると、平面ミラー４１の両側縁及びベゼル４２の係合板部９２がガイド溝８５内に挿し込まれる。また、ベゼル４２の枠部９１の下端における両側部近傍に形成された爪部９４が、台座７２の両端近傍に形成された係止部８６を係止する。これにより、平面ミラー４１が支持台７１に組み付けられる。

【0037】

すると、平面ミラー４１は、その下縁が、台座７２のミラー支持片８１上に載置されるとともに、その上縁にベゼル４２の押え部９５が押し付けられる。これにより、平面ミラー４１は、ロアーケース１２に対する高さ位置がミラー支持片８１とベゼル４２の押え部９５とで位置決めされる。

【0038】

さらに、平面ミラー４１は、その下端における両側部近傍が弾性片８２の背面側に入り込む。これにより、平面ミラー４１の下端部は、弾性片８２によって背面側へ押圧される。また、ベゼル４２の係合板部９２がガイド溝８５の前面側の内面に当接する。これにより、係合板部９２の弾性部９３からの付勢力で平面ミラー４１が背面側へ押圧される。

【0039】

このように、平面ミラー４１が背面側へ押圧されると、この平面ミラー４１は、幅方向の中心箇所が基準リブ８８に押し付けられるとともに、幅方向の両側近傍箇所が支持リブ８９に押し付けられる。これにより、平面ミラー４１は、その面に直交する奥行き方向の位置が基準リブ８８と支持リブ８９とで位置決めされる。

【0040】

このように、上記実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、平面ミラー４１の両側縁をガイド溝８５に係合させた状態で平面ミラー４１をロアーケース１２の底面１２ｄ側へ挿し込むことで、ロアーケース１２の所定箇所に平面ミラー４１を容易に組み付けることができる。これにより、平面ミラー４１の組み付け作業性を大幅に向上させることができる。また、両面粘着テープなどで貼り付けて組み付ける構造と比較して、車両に位置決めされて固定されることで位置の基準となるロアーケース１２に対して、部品を介在させることなく平面ミラー４１を直接組み付け、位置決め精度の向上を図ることができる。

【0041】

また、ベゼル４２の弾性部９３で平面ミラー４１を基準リブ８８及び支持リブ８９へ押し付けることで、平面ミラー４１を奥行き方向へ高精度に位置決めすることができる。また、ロアーケース１２の底面１２ｄのミラー支持片８１とベゼル４２の押え部９５とで平面ミラー４１をロアーケース１２に対して高さ方向へ位置決めすることができる。これにより、平面ミラー４１の位置ずれを抑制することができ、よって、平面ミラー４１で反射されて車両のウインドシールドに映し出される虚像の表示位置のずれの発生を抑制することができる。

【0042】

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【符号の説明】

【0043】

１０ ヘッドアップディスプレイ装置
１２ ロアーケース
１２ｄ 底面
１３ アッパーケース
２２ 表示器
４１ 平面ミラー（反射ミラー）
４２ ベゼル
７３ 支柱部
８１ ミラー支持片
８５ ガイド溝
８８ 基準リブ（位置決めリブ）
８９ 支持リブ（位置決めリブ）
９３ 弾性部
９５ 押え部
Ｌ 表示光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】