特許 6922903 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】6922903

(24)【登録日】2021年8月2日

(45)【発行日】2021年8月18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 20060101AFI20210805BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20210805BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/01

   B60K35/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-520855(P2018-520855)

(86)(22)【出願日】2017年5月25日

(86)【国際出願番号】JP2017019521

(87)【国際公開番号】WO2017208961

(87)【国際公開日】20171207

【審査請求日】2020年3月13日

(31)【優先権主張番号】特願2016-107836(P2016-107836)

(32)【優先日】2016年5月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】村澤 透

(72)【発明者】

【氏名】広川 拓郎

【審査官】 廣崎 拓登

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２７０４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５００９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６３６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２８０４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ０２Ｂ ５／１０

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｈ０４Ｎ ５／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体の左右の端部は、回転軸を介して前記筐体に回転可能に支持され、
前記基体は、前記凹面鏡の下縁に沿って延びる下縁部と、この下縁部の両端から上方に延びると共に前記回転軸が設けられた左縁部、右縁部と、からなる縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記左縁部と、前記右縁部との幅は、それぞれ、前記下縁部の幅よりも広いことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体は、前記光が入射する方向から見て、前記反射膜の下方、左側方又は右側方の少なくともいずれかに縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記縁部の表面は、粗面によって構成されていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項3】

筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体は、前記光が入射する方向から見て、前記反射膜の下方、左側方又は右側方の少なくともいずれかに縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記縁部の表面には、吸光材料が設けられていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記縁部の傾斜角度は、前記縁部に投射された光を前記筐体の内部に反射させるような角度に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項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、改良されたヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のフロントガラス等に各種情報を表示し、表示された情報を周囲の背景と共に視認可能とするいわゆるヘッドアップディスプレイ装置がある。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

【0003】

特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は、筐体に投射器及び凹面鏡が収納されており、投射器から投射された光が凹面鏡によって反射し、反射された光がフロントガラスに画像として表示される。

【0004】

この凹面鏡は、矩形状の基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなる。基体は、一般的に、射出成形等により形成された樹脂成形品やガラスが採用される。樹脂成形品の一般的な課題として、金型のキャビティ内に充填した樹脂が固化するときに、表面の一部が凹む現象であるヒケが知られている。凹面鏡の場合、基体の外周の縁にヒケが発生することがある。

【0005】

基体の縁にヒケが発生すると、基体の縁付近に形成される反射膜が歪む。基体の素材には、ガラスが採用されることもあるが、基体がガラスであってもガラスの外周の縁が僅かに歪むこともある。そのため、反射膜の端部付近に入射する光の反射角は、設計上の反射角からずれるおそれがある。フロントガラスに向かう光の角度がずれるため、フロントガラスに表示される画像の外形が歪む。

【0006】

表示画像を大きくするために凹面鏡を大型化すると、この傾向がより顕著となるため対策が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−１５００９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、歪むおそれのある画像の外形を表示する光を表示部に表示させにくくするヘッドアップディスプレイ装置の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態の第一の態様によれば、筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体の左右の端部は、回転軸を介して前記筐体に回転可能に支持され、
前記基体は、前記凹面鏡の下縁に沿って延びる下縁部と、この下縁部の両端から上方に延びると共に前記回転軸が設けられた左縁部、右縁部と、からなる縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記左縁部と、前記右縁部との幅は、それぞれ、前記下縁部の幅よりも広いことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

【0010】

本実施形態の第二の態様によれば、筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体は、前記光が入射する方向から見て、前記反射膜の下方、左側方又は右側方の少なくともいずれかに縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記縁部の表面は、粗面によって構成されていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

【0011】

本実施形態の第三の態様によれば、筐体に投射器及び凹面鏡が収納され、前記投射器から投射された光を前記凹面鏡によって反射させ、反射された光が前記筐体の外部に配置された表示部に画像として表示されるヘッドアップディスプレイ装置において、
前記凹面鏡は、基体と、この基体の表面に形成され光を反射する反射膜と、からなり、
前記基体は、前記光が入射する方向から見て、前記反射膜の下方、左側方又は右側方の少なくともいずれかに縁部を有し、
この縁部は、前記反射膜の端部から傾斜し、前記縁部の表面には、吸光材料が設けられていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

【0012】

本実施形態の第一の態様ないし第三の態様のいずれかに従属する第四の態様によれば、前記縁部の傾斜角度は、前記縁部に投射された光を前記筐体の内部に反射させるような角度に設定されていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

【発明の効果】

【0014】

請求項１に係る発明では、凹面鏡を構成する基体は、光が入射する方向から見て、反射膜の下方、左側方又は右側方の少なくともいずれかに縁部を有し、この縁部は、反射膜の端部から傾斜している。投射器から投射された光が凹面鏡に入射すると、反射膜は、筐体の外部に配置された表示部に向けて光を反射させる。一方、縁部は、反射膜の端部から傾斜しているため、縁部に入射した光は、表示部に向かいにくくなる。即ち、歪む虞のある画像の外形を表示する光は、表示部に入射しにくくなる。そのため、外形の歪みが抑えられた画像が表示される。

【0015】

請求項２に係る発明では、縁部の傾斜角度は、縁部に投射された光を筐体の内部に反射させるような角度に設定されている。即ち、縁部に反射した光は、筐体の外部に配置された表示部に向かわない。歪む虞のある画像の外形は、表示部に表示されないため、歪みのない画像が表示される。

【0016】

請求項３に係る発明では、基体の左右の端部は、回転軸を介して筐体に回転可能に支持され、縁部は、凹面鏡の下縁に沿って延びる下縁部と、この下縁部の両端から上方に延びると共に回転軸が設けられた左縁部、右縁部と、からなる。さらに、縁部と、右縁部との幅は、それぞれ、下縁部の幅よりも広い。左縁部及び右縁部は、それぞれ、回転軸を有するため、下縁部と比較すると、ヒケが発生する領域が大きくなる虞がある。ただし、左縁部と、右縁部との幅は、それぞれ、下縁部の幅よりも広い。そのため、左縁部、右縁部にヒケが発生した場合であっても、投射された光を表示部からずらして反射させるための部位は確保されやすくなる。

【0017】

請求項４に係る発明では、縁部の表面は、粗面によって構成されている。そのため、縁部に投射された光は拡散され、表示部に向かいにくくなり、画像の外形が表示部に表示されることを抑制できる。

【0018】

請求項５に係る発明では、縁部の表面には、吸光材料が設けられている。そのため、縁部に投射された光は反射しにくくなる。表示部に向かう光が弱くなり、画像の外形が表示部に表示されることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施例によるヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両を説明する図である。

【図2】図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置の内部の構造を説明する図である。

【図3】図２に示されたヘッドアップディスプレイ装置を構成する凹面鏡の三面図である。

【図4】図３に示された凹面鏡の作用図である。

【図5】本発明の実施例２によるヘッドアップディスプレイ装置を構成する凹面鏡の三面図である。

【図6】図５の６−６線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌは乗員から見て左、Ｒは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例１＞

【0021】

図１を参照する。図１には、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置１０が搭載された車両１１が示されている。車両１１の車室１２には、運転者の前方に車幅方向に延びるインストルメントパネル１４が設けられている。インストルメントパネル１４の上部には、ヘッドアップディスプレイ装置１０が内蔵されている。ヘッドアップディスプレイ装置１０から投射された表示光Ｌは、フロントガラス１５（表示部１５）に画像として表示され、運転者は、車両１１の前方の背景と共に、画像（虚像Ｖ）を視認できる。なお、フロントガラス１５とは別に表示光Ｌのみ受光するパネルを準備してもよい。

【0022】

図２を参照する。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、筐体１６の内部に、表示光Ｌを投射する液晶表示器２０（投射器２０）と、投射された表示光Ｌを反射させる第１反射器３０,第２反射器４０とが収納されて構成されている。

【0023】

筐体１６は、主要部が遮光性を有する合成樹脂により形成され、箱状を呈する。筐体１６は、下部筐体１６ａに上部筐体１６ｂが被せられて構成されている。上部筐体１６ｂの一部は、表示光Ｌが透過可能な透過部１７で構成されている。

【0024】

液晶表示器２０は、配線基板２１に実装された発光ダイオードからなる光源２２と、この光源２２からの照明光が透過して表示光Ｌを形成する液晶表示素子２３と、からなる。液晶表示素子２３は、ＴＦＴ型の液晶パネルが採用される。表示光Ｌは、例えば、車両１１の速度やエンジン回転数を表示する。液晶表示素子２３は、周知の技術が採用される。詳細な説明は省略する。

【0025】

第１反射器３０は、液晶表示器２０から投射された表示光Ｌを第２反射器４０に向けて反射させる反射部３１と、この反射部３１を筐体上部１６の側面に固定する固定部材３２と、からなる。

【0026】

反射部３１は、主に可視光を反射させ赤外線を透過させるいわゆるコールドミラーである。この反射部３１は、ガラス基板３３と、このガラス基板３３に対して表示光Ｌが投射される面に形成された反射層３４と、からなる。反射層３４は、膜厚が異なる多層の干渉膜からなる。

【0027】

図２，図３を参照する。第２反射器４０は、第１反射器３０から入射した表示光Ｌを拡大してフロントガラス１５（図１参照）に向けて反射させる凹面鏡４１と、この凹面鏡４１の傾斜角度を調節するモータ４２と、からなる。凹面鏡４１は、左右の回転軸４４，４５を介して、上部筐体１６ｂの側部に回転可能に支持されている。以下、凹面鏡４１の詳細について説明する。

【0028】

凹面鏡４１は、ポリカーボネート等の樹脂を原料として射出成形により成形される基体５０と、この基体５０に対して表示光Ｌが入射する入射面５１にアルミニウムが蒸着されて表示光Ｌを反射する反射膜５２と、からなる。入射面５１は、所定の曲率による凹状を呈している。なお、基体５０の素材には、ガラスを採用してもよい。

【0029】

基体５０は、表示光Ｌが入射する方向から見て略矩形状を呈し（図３参照）、反射膜５２の下方、左側方及び右側方を囲む縁部５４を有する。なお、基体５０は、表示光Ｌが入射する方向から見て多角形の形状でもよく、さらには、基体の外形を構成する部位は、直線に限らず、曲線であっても良い。

【0030】

縁部５４は、反射膜５２の下縁に沿って延びる下縁部５５と、この下縁部５５の両端から上方に延びる左縁部５６、右縁部５７と、からなる。なお、縁部５４にも反射膜５２を形成してもよい。

【0031】

左縁部５６には、左回転軸４４が一体的に形成されている。右縁部５７には、右回転軸４５がギヤ４６と共に、一体的に形成されている。ギヤ４６は、モータ４２を駆動源として回転し、凹面鏡４１の角度は調節される。

【0032】

下縁部５５は、反射膜５２の下端５２ａから基体５０の背面５９に向かって傾斜している。同様に、左縁部５６は、反射膜５２の左端５２ｂから基体５０の背面５９に向かって傾斜し、右縁部５７は、反射膜５２の右端５２ｃから基体５０の背面５９に向かって傾斜している。

【0033】

右縁部５７の幅Ｗ１は、左縁部５６の幅Ｗ２よりも広く、かつ、左縁部５６の幅Ｗ２は、下縁部５５の幅Ｗ３よりも広い。即ち、各縁部５５〜５７の幅は、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係にある。

【0034】

加えて、各縁部５５〜５７の表面は、シボ加工が施されている（粗面によって構成されている）。即ち、各縁部５５〜５７の表面は凹凸状に形成されている。

【0035】

次に本発明の作用及び効果について説明する。

【0036】

図３，図４を参照する。基体５０は、表示光Ｌが入射する方向から見て略矩形状を呈し、反射膜５２の下縁に沿って延びる下縁部５５と、この下縁部５５の両端から上方に延びる左縁部５６、右縁部５７と、を有する。各縁部５５〜５７は、それぞれ、反射膜５２の端部５２ａ〜５２ｃから基体５０の背面５９に向かって傾斜している。

【0037】

図４（ａ）を参照する。液晶表示器２０（図２参照）から投射された表示光Ｌは、凹面鏡４１に入射する。詳細には、表示光Ｌは、反射膜５２に入射すると共に各縁部５５〜５７に入射する。反射膜５２に入射した光は、フロントガラス１５に向かって反射する。

【0038】

次に、下縁部５５に入射する光について、従来技術と比較しながら、説明する。図４（ｂ）を参照する。従来技術では、反射膜１５２の下縁部１５５に反射した表示光Ｌは、フロントガラス１５に向かって反射するため、反射膜１５２の縁が歪んでいた場合、表示される画像の外形も歪む虞があった。

【0039】

図４（ｃ）を参照する。一方、本発明による下縁部５５は、反射膜５２の下端５２ａから背面５９に向かって傾斜しているため、下縁部５５に入射した光は、フロントガラス１５に向かいにくくなる。即ち、歪む虞のある画像の外形を表示する光は、フロントガラス１５に入射しにくくなる。

【0040】

同様に、右縁部５７、左縁部５６に入射する表示光Ｌもフロントガラス１５に入射しにくくなる。説明は省略する。結果、外形の歪みが抑えられた画像が視認できる。

【0041】

図２を参照する。下縁部５５の傾斜角度θ（図４（ｃ）参照）は、下縁部５５に投射された表示光Ｌを筐体１６の内部に反射させるような角度に設定されている。即ち、下縁部５５に反射した表示光Ｌは、フロントガラス１５に向かわない。歪む虞のある画像の外形は、フロントガラス１５に表示されないため、歪みのない画像が表示される。右縁部５７、左縁部５６に入射する表示光Ｌも同様である。説明は省略する。

【0042】

図３に戻る。加えて、左縁部５６には、左回転軸４４が一体的に形成されている。右縁部５７には、右回転軸４５がギヤ４６と共に、一体的に形成されている。そのため、右縁部５７及び左縁部５６は、下縁部５５と比較すると、ヒケが発生する領域が大きくなる虞がある。ただし、右縁部５７の幅Ｗ１は、左縁部５６の幅Ｗ２よりも広く、かつ、左縁部５６の幅Ｗ２は、下縁部５５の幅Ｗ３よりも広い。即ち、各縁部５５〜５７に一体的に形成される部材の大きさに応じて、幅は広く設定されている。そのため、左縁部５６、右縁部５７にヒケが発生した場合であっても、表示光Ｌをフロントガラス１５からずらすように反射させるための部位は確保されやすくなる。

【0043】

加えて、各縁部５５〜５７の表面は、シボ加工が施されている。そのため、各縁部５５〜５７に投射された表示光Ｌは拡散され、フロントガラス１５に向かいにくくなる。

【0044】

＜実施例２＞
図５，図６を参照する。次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２では、基体の縁部が異なる。その他の構成については、実施例１のヘッドアップディスプレイ装置と同様であり、符号を流用すると共に説明を省略する。

【0045】

図５を参照する。基体５０Ａの下縁部５５Ａ、左縁部５６Ａ、右縁部５７Ａの表面には、黒のフェルト６１（吸光材料６１）が張られている。なお、下縁部５５Ａ、右縁部５７Ａ、左縁部５６Ａの表面には、例えば、ホットスタンプ印刷により黒色の箔を転写してもよく、さらには、黒色の塗料を塗布してもよい。

【0046】

図６を参照する。凹面鏡４１Ａの下縁部５５Ａは、反射膜５２の下端５２ａよりも背面５９側に位置している。即ち、反射膜５２の下端５２ａと下縁部５５Ａとは、段差が形成されている。同様に、左縁部５６Ａ、右縁部５７Ａは、それぞれ、左端５２ｂ、右端５２ｃよりも背面５９側に位置し、段差が形成されている。

【0047】

凹面鏡４１Ａにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。さらに、凹面鏡４１Ａによれば、上記の構成により、以下の特有の効果を得ることができる。

【0048】

実施例１と比較すると、下縁部５５Ａに入射した表示光Ｌは、下縁部５５Ａからより離れる方向に反射する。そのため、反射した表示光Ｌは、さらにフロントガラス１５（図１参照）に向かいにくくなる。

【0049】

加えて、下縁部５５Ａの表面には、黒のフェルト６１が張られている。そのため、下縁部５５Ａに投射された表示光Ｌは反射しにくくなる。フロントガラス１５に向かう表示光Ｌが弱くなり、画像の外形がフロントガラス１５に表示されることを抑制できる。右縁部５６Ａ、左縁部５７Ａも同様である。説明は省略する。

【0050】

尚、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両１１を例に説明したが、その他の乗り物にも適用可能であり、これらの形式のものに限られるものではない。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、乗用車に搭載するのに好適である。

【符号の説明】

【0052】

１０…ヘッドアップディスプレイ装置
１５…フロントガラス
１６…筐体、１６ａ…筐体下部、１６ｂ…筐体上部
２０…液晶表示器（投射器）
４０…第２反射器
４１…凹面鏡
４３…左回転軸
４４…右回転軸
４５…ギヤ
５０…基体
５２…反射膜
５４…縁部
５５…下縁部
５６…左縁部
５７…右縁部
６１…フェルト（吸光材料）
Ｌ…光（表示光）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】