特開 2024-144911 ヘッドアップディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144911

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/64 20060101AFI20241004BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H04N5/64 521Z

G02B27/01

H04N5/64 501D

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057087

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【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】林 岳

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 航

【テーマコード（参考）】

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H199DA03

2H199DA13

2H199DA15

2H199DA30

2H199DA33

2H199DA44

(57)【要約】

【課題】カバーの着脱が可能でありながら、より簡易な構造で耐水性を有するヘッドアップディスプレイを提供すること。
【解決手段】本開示のヘッドアップディスプレイは、車両Ｃに搭載されるヘッドアップディスプレイであって、表示光Ｌｉを射出するディスプレイ２０と、表示光Ｌｉを反射する平面鏡ユニット１０や凹面鏡３０と、表示光Ｌｉを方向Ｕへ通過する開口５３を形成する上ケース５０と、平面鏡ユニット１０や凹面鏡３０を収容空間６２ｓに収容する下ケース６０と、上ケース５０と下ケース６０とからなるケース４０と、開口５３を覆う板状のカバー８０と、を備え、上ケース５０は、カバー８０の左右方向の端部８１，８２を差し込むスリット５０ｓを形成し、カバー８０は、端部８１，８２のうち一方の端部８２が低くなるように傾斜しており、ケース４０は、一方の端部８２を、収容空間６２ｓとは異なる第二収容空間６２ｗに収容する。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、
表示光を射出するディスプレイと、
前記表示光を反射するミラーと、
前記表示光を上方へ通過する開口を形成する上ケースと、
前記ミラーを収容空間に収容する下ケースと、
前記上ケースと前記下ケースとからなるケースと、
前記開口を覆う板状のカバーと、
を備え、
前記上ケースは、前記カバーの左右方向の端部を差し込むスリットを形成し、
前記カバーは、前記端部のうち一方の端部が低くなるように傾斜しており、
前記ケースは、前記一方の端部を、前記収容空間とは異なる第二収容空間に収容する
ヘッドアップディスプレイ。

【請求項2】

前記第二収容空間は、前記下ケースの底面から上方に向かう壁部で区画される
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。

【請求項3】

前記上ケースは、前記カバーを載置する載置部と、前記カバーを抑える抑え部と、の隙間で前記スリットを形成し、
前記壁部は、前記載置部の前記収容空間側に隣接して形成される
請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘッドアップディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のヘッドアップディスプレイの構造として、特許文献１や特許文献２に示される構成が開示されている。
特許文献１の構成では、粘着シート（３０）が防塵シート（２４）を収容部（１３）へ固定する。粘着シートを用いる構成は、防塵シートの再利用性や、ヘッドアップディスプレイのメンテナンス性を低下させていた。そこで、特許文献２の構成では、爪部（６）がカバー（５）を蓋部材（３）へ固定する。この構成によって、カバーの再利用性や、ヘッドアップディスプレイのメンテナンス性が向上された。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１０２３０５号公報

【特許文献2】特開２０２２－１２３１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、カバーを着脱可能に備えるヘッドアップディスプレイとして、より簡易な構造でカバーを固定できることが好ましかった。また、それでありながら耐水性にも優れる構造が好ましかった。
本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、カバーの着脱が可能でありながら、より簡易な構造で耐水性を有するヘッドアップディスプレイを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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は、
車両に搭載されるヘッドアップディスプレイであって、
表示光を射出するディスプレイと、
前記表示光を反射するミラーと、
前記表示光を上方へ通過する開口を形成する上ケースと、
前記ミラーを収容空間に収容する下ケースと、
前記上ケースと前記下ケースとからなるケースと、
前記開口を覆う板状のカバーと、
を備え、
前記上ケースは、前記カバーの左右方向の端部を差し込むスリットを形成し、
前記カバーは、前記車両の左右方向の端部のうち一方の端部が低くなるように傾斜しており、
前記ケースは、前記一方の端部を、前記収容空間とは異なる第二収容空間に収容する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示のヘッドアップディスプレイ１（ＨＵＤ１）が車両Ｃに搭載された態様の一例を示す図。

【図2A】上ケース５０の外観を示す斜視図。

【図2B】上ケース５０及びカバー８０の外観を示す斜視図。

【図3A】開口５３を含むＸ－Ｙ断面におけるヘッドアップディスプレイ１の概略断面図。

【図3B】開口５３を含むＸ－Ｙ断面における上ケース５０及び下ケース６０の概略断面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本開示のヘッドアップディスプレイを、ヘッドアップディスプレイ１（ＨＵＤ１）が車両Ｃに搭載された実施形態及び変形例として例にあげ、添付図面を用いて次の順序で説明する。

【0008】

［第一実施形態］
＜１－１．構成の説明＞
＜１－２．ケース４０の説明＞
＜１－３．流路ＷＬの説明＞

【0009】

［第一実施形態］
図１は、本開示のヘッドアップディスプレイ１が車両Ｃに搭載された態様の一例を示す図である。図１に示す通り、本開示のＨＵＤ１は車両Ｃに設けられたウインドシールドＷＳの下方に組み付けることができる。車両Ｃは自動車であるが、自動二輪、作業用車両等の他の形態の車両へも適用できる。車両Ｃは、被投射部材の一例であるウインドシールドＷＳと、ＨＵＤ１を備える。なお、図面内に示される通り、Ｘ軸は車両の左右方向、Ｙ軸は車両の上下方向、Ｚ軸は車両の前後方向に対応する。また、それぞれの軸の正の方向は車両Ｃの左方向Ｌと上方向Ｕと前方向Ｆである。また、それぞれの軸の負の方向は車両Ｃの左方向Ｌと上方向Ｕと前方向Ｆである。

【0010】

ＨＵＤ１は、ウインドシールドＷＳへ表示光Ｌｉを投影する。ウインドシールドＷＳは、表示光Ｌｉの一部を反射する。車両Ｃのユーザは、アイポイントＥＰから表示光を目で視認することで、あたかも虚像ＶがウインドシールドＷＳ前方に浮かんで見えるように知覚することができる。ＨＵＤ１は、回転軸Ａを中心に凹面鏡３０を回転することで、表示光Ｌｉの投影方向を変えてもよい。この構成によれば、ＨＵＤ１は車両Ｃのユーザの体格等に応じて表示光Ｌｉの光路を調節することができる。すなわち、表示光Ｌｉは、標準光路Ｌｃ、ショーター光路Ｌｓ、トーラー光路Ｌｔをたどることができる。
なお、車両Ｃは、車両Ｃの中央よりも右側に偏った位置にハンドルを備える。したがって、車両Ｃは、いわゆる右ハンドル車である。また、ＨＵＤ１は、ハンドルの前方に搭載されている。すなわち、ＨＵＤ１もまた、車両Ｃの右側に偏った位置に備わる。

【0011】

ＨＵＤ１は、ディスプレイ２０と、平面鏡ユニット１０と、凹面鏡３０と、ケース４０と、を備える。

【0012】

ディスプレイ２０は、表示光Ｌｉを平面鏡ユニット１０へ出射する。ディスプレイ２０は、表示光Ｌｉを出射する構成として、液晶や有機ＥＬなどの電子ディスプレイを用いた構成、ＤＭＤ(Digital Micro mirror Device)やＬＣＯＳ(Liquid Crystal on Silicon)やＴＦＴ(Thin Film Transistor)を用いたプロジェクターとスクリーンを用いた構成が適用されうる。

【0013】

平面鏡ユニット１０は、ディスプレイ２０が出射した表示光Ｌｉを凹面鏡３０へ反射する。平面鏡ユニット１０は、適切な位置に固定された状態で光を反射できる構成であれば良い。例えば本開示の平面鏡ユニット１０は、反射面を有する平面鏡、平面鏡を保持する平面鏡ホルダ、平面鏡の縁を覆う平面鏡カバーなどを有する。

【0014】

平面鏡は、光を反射する平板状の鏡である。平面鏡は、ガラスなどの基材に対して、アルミなどを蒸着することで構成できる。平面鏡は、アルミなどの蒸着により形成された反射面を有し、この反射面で、種々の光を反射することができる。本開示では、平面鏡は、ガラス基材の面のうち、表示光Ｌｉが入射する面に反射面を有する。

【0015】

平面鏡カバーは、平面鏡が有する反射面のうち、ＨＵＤ１の表示に用いる箇所のみを露呈するために、反射面を区画するように反射面の縁を覆う遮光部材である。平面鏡カバーは、ポリプロピレンやＡＢＳなどを主成分とした合成樹脂等を基材として、暗色系の塗装やシボを施したもので構成できる。

【0016】

凹面鏡３０は、平面鏡ユニット１０が反射した表示光Ｌｉを、車両Ｃに搭載される透過反射部材の一例であるウインドシールドＷＳへ反射する。凹面鏡３０の反射面は、ウインドシールドＷＳの歪みや虚像Ｖの表示サイズに応じた自由曲面形状であると、虚像Ｖの表示品位が向上する。凹面鏡３１は、ポリカーボネートやポリカペットなどの合成樹脂やガラスの基材へ、反射面をアルミなどの蒸着で形成したものを適用できる。

【0017】

ケース４０は、ＨＵＤ１の構成部品の相対位置を固定しつつ、車両Ｃに固定される剛性が高い部材である。ケース４０は、表示光Ｌｉの光路を区切る遮蔽部としての機能も有する。ケース４０は、ＡＢＳなどの剛性の高い剛性樹脂や、マグネシウム合金などが好ましい。

【0018】

カバー８０は、ケース４０に形成された開口５３を覆う保護部材である。カバー８０は、厚さが一様な板状である透明合成樹脂基材が適用でき、例えばＰＭＭＡや、ポリカーボネートで構成できる。カバー８０は、ケース４０の開口５３を開いた状態を保ったまま保持される。

【0019】

＜１－２．ケース４０の説明＞
図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａに示されるように、ケース４０は、上ケース５０と下ケース６０とで形成される。
図２Ａは、上ケース５０の外観を示す斜視図である。図２Ｂは、カバー８０が装着された上ケース５０の外観を示す斜視図である。図３Ａは、開口５３を含むＸ－Ｙ断面におけるヘッドアップディスプレイ１の概略断面図である。

【0020】

上ケース５０は、方向Ｕ側へ向かって表示光Ｌｉを通過させる、下ケース６０に対する蓋部材である。上ケース５０は、スリット５０ｓと、載置部５１と、抑え部５２と、開口５３と、凹部５５を形成する。

【0021】

スリット５０ｓは、カバー８０を保持する隙間である。スリット５０ｓは、載置部５１と抑え部５２の間に形成された隙間などで構成される。スリット５０ｓは、カバー８０が差し込まれる方向において、カバー８０の厚みとおよそ同じ幅の隙間である。

【0022】

載置部５１は、カバー８０を重力方向である方向Ｕ側で受ける箇所である。載置部５１は、方向Ｚに向かって伸びる梁のような形状を為している。載置部５１は、浮いているように表現されているが、他の上ケース５０の部位（抑え部５２等）と一体に形成される。
抑え部５２は、方向Ｕ側でカバー８０が浮き上がることを防ぐように抑える箇所である。
載置部５１と抑え部５２は、Ｘ－Ｚ平面において位置が異なるように形成されることで、射出成形の金型の構造を簡易に実現できる。

【0023】

スリット５０ｓは、カバー８０を左右方向に挟むような２箇所に形成される。カバー８０は、スリット５０ｓの差込口５０ａは端部８１，８２を合わせた姿勢で、方向Ｂ側から方向Ｆへ向かって差し込まれる。差し込みが完了すると、上ケース５０へのカバー８０の装着が完了する。スリット５０ｓ（載置部５１）は、端部８１が端部８２より高くなるようにカバー８０を傾斜させた状態で保持する。

【0024】

なお、スリット５０ｓは、少なくとも開口５３の方向Ｘ側に対向して設けられれば良いが、図２Ａに示されるように、開口５３の方向Ｆ側にも設けられてもよい。

【0025】

凹部５５は、カバー８０の縁部分に対応して形成される凹みである。凹部５５は、人の指をカバー８０の裏面（下面）に引っ掛けられる程度の大きさの凹みである。カバー８０の交換時に、作業者がこの凹部５５へ手指を入れることでカバー８０を把持できる。

【0026】

下ケース６０は、開口を上に向けた箱形状を為す収容体であり、ディスプレイ２０や平面鏡ユニット１０や凹面鏡３０を収容空間６２ｓに収容する。表示光Ｌｉも収容空間６２ｓを進行した後に、開口５３を通過する。
下ケース６０は、収容空間６２ｓ、第二収容空間６２ｗ、底面６０ｂ、壁部６１を形成する。

【0027】

第二収容空間６２ｗは、スリット５０ｓに差し込まれたカバー８０の端部８２を収容する空間である。第二収容空間６２ｗは、後述の流路ＷＬに沿って液体が流れてきた場合に、液体が収容空間６２ｓへ進入することを防ぐ。

【0028】

底面６０ｂは、収容空間６２ｓ及び第二収容空間６２ｗの底面を形成する。底面６０ｂは、収容空間６２ｓと第二収容空間６２ｗとの間を区画する壁部６１を形成する。壁部６１は、底面６０ｂから方向Ｕ側へ向かって突出する壁形状である。壁部６１は、液体が収容空間６２ｓへ進入することを防ぐ。

【0029】

＜１－３．流路ＷＬの説明＞
ヘッドアップディスプレイ１は、耐水性の観点で優れる。図３Ｂは、ヘッドアップディスプレイ１（特にカバー８０）が方向Ｕ側から水などの液体をかけられた場合の状態を示す図である。

【0030】

液体は、矢印付き二点鎖線で示される流路ＷＬを辿って流れる。まず、カバー８０は、端部８２側が重力方向である方向Ｙにおいて低くなるように上ケース５０に保持される。したがって、液体は、端部８２側へ流れる。流れた液体は、抑え部５２とカバー８０の接点に到達する。この接点において両者が強く接触している場合、液体はここにとどまるか、方向Ｚへ流れ出す。しかし、本実施形態のように、スリット５０ｓにカバー８０が差し込まれている構成では、強い接触が見込まれないので、液体は接点を超えてケース４０の内部へ進入する場合がある。

【0031】

図示される流路ＷＬは、この場合に基づいて表現されており、引き続き二点鎖線で示されている。端部８２へ到達した液体は、重力に従い第二収容空間６２ｗへ到達する。このように、収容空間６２ｓとは異なる第二収容空間６２ｗへ液体が到達するように構成されることは、表示光Ｌｉに影響が及び得る収容空間６２ｓへの液体の進入を防止できる。

【0032】

（効果例）
第一に、本開示のヘッドアップディスプレイは、
車両Ｃに搭載されるヘッドアップディスプレイであって、
表示光Ｌｉを射出するディスプレイ２０と、
表示光Ｌｉを反射する平面鏡ユニット１０や凹面鏡３０と、
表示光Ｌｉを方向Ｕへ通過する開口５３を形成する上ケース５０と、
平面鏡ユニット１０や凹面鏡３０を収容空間６２ｓに収容する下ケース６０と、
上ケース５０と下ケース６０とからなるケース４０と、
開口５３を覆う板状のカバー８０と、
を備え、
上ケース５０は、カバー８０の左右方向の端部８１，８２を差し込むスリット５０ｓを形成し、
カバー８０は、端部８１，８２のうち一方の端部８２が低くなるように傾斜しており、
ケース４０は、一方の端部８２を、収容空間６２ｓとは異なる第二収容空間６２ｗに収容する。

【0033】

この構成に依れば、好適に収容空間６２への液体の進入を防げる。ひいては、この構成は、カバーの着脱が可能でありながら、より簡易な構造で耐水性を有するヘッドアップディスプレイとなる。

【0034】

第二に、本開示のヘッドアップディスプレイ１では、
第二収容空間６２ｗは、下ケース６０の底面６０ｂから上方に向かう壁部６１で区画される。

【0035】

この構成に依れば、より好適に収容空間６２ｓへの液体の進入を防げる。

【0036】

第三に、本開示のヘッドアップディスプレイ１では、
上ケース５０は、カバー８０を載置する載置部５１と、カバー８０を抑える抑え部５２と、の隙間でスリット５０ｓを形成し、
壁部６１は、載置部５１の収容空間６２ｓ側に隣接して形成される。

【0037】

この構成に依れば、より好適に収容空間６２ｓへの液体の進入を防げる。

【0038】

ここまでの説明では、本開示のヘッドアップディスプレイ装置を車両に搭載したときの形態の一例が説明された。本開示の説明では、一部の周知技術の説明が省略されている。また、本願発明はこの形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜種々の改良ならびに変更が可能なことは勿論である。

【0039】

カバー８０がスリット５０ｓに差し込まれる態様が示されたが、カバー８０は、上ケース５０の位置決め部に突き当たることで位置決めが行われてもよい。
カバー８０は、通過する表示光Ｌｉを変調するような複屈折特性、偏光特性、波長特性などの光学特性を有してもよい。

【0040】

カバー８０の方向Ｒ側の端部８２が、方向Ｌ側の端部８１よりも低い態様が示されたが、方向Ｌ側の端部が低くなるように構成されてもよい。なお、車両が左ハンドル車の場合は、方向Ｌ側の端部が低くなるように構成された方がよい。というのも、ヘッドアップディスプレイが収容されるダッシュボード（インストルメントパネル）は、車両の中央より外側の方が低くなるように構成されることが一般的である。したがって、この形状に合わせて、車両の外側に位置する方の端部が低くなるように構成されることが望ましい。

【符号の説明】

【0041】

Ｃ 車両
Ａ 回転軸
ＥＰ アイポイント
Ｌｉ 表示光
Ｖ 虚像
ＷＳ ウインドシールド
ＷＬ 流路

１ ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）

１０ 平面鏡ユニット
２０ ディスプレイ
３０ 凹面鏡
４０ ケース
５０ 上ケース
５０ｓ スリット
５１ 載置部
５２ 抑え部
５３ 開口
５５ 凹部
６０ 下ケース
６０ｂ 底面
６１ 壁部
６２ｓ 収容空間
６２ｗ 第二収容空間

８０ カバー

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】