特許 7643208 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】

(24)【登録日】2025-03-03

(45)【発行日】2025-03-11

(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】

   B60R 11/02 20060101AFI20250304BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20250304BHJP

   B60K 35/60 20240101ALI20250304BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20250304BHJP

【ＦＩ】

B60R11/02 C

B60K35/23

B60K35/60

G02B27/01

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021105459

(22)【出願日】2021-06-25

(65)【公開番号】P2023004007

(43)【公開日】2023-01-17

【審査請求日】2024-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100195648

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 悠太

(74)【代理人】

【識別番号】100175019

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 健朗

(72)【発明者】

【氏名】水落 正彦

【審査官】瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１９３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－７８９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－４９９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０５９９５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１５０９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ３５／００－３７／００

Ｂ６０Ｒ ９／００－１１／０６

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上方に向く開口が形成された筐体と、
前記筐体に収容され、画像を表す表示光を前記開口に向けて反射させる反射部と、を備え、
前記筐体は、第１ケースと、前記第１ケースの上方に位置し、前記開口が形成された第２ケースと、を有し、
前記第２ケースは、前記開口の端部から垂れ下がるとともに前記反射部の側面に向く壁部を有し、
前記壁部に前記側面から離れる方向の力を加えることで、前記壁部が前記反射部に触れることを抑制する抑制部をさらに備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記抑制部は、前記第１ケースと一体、又は、前記第１ケースに対して不動であるとともに、上方に突起して形成され、前記壁部を前記側面から離れる方向に押圧する傾斜面を有し、
前記壁部は、前記傾斜面に押される被押圧面を有する、
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】

前記抑制部の上面は、前記壁部に覆われている、
請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記壁部の前記側面に向く主面と、前記抑制部の前記側面に向く面とは、面一である、
請求項１～３のいずれか１項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】

本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置として、例えば特許文献１には、凹面鏡等で構成された反射部で反射した表示光を、上ケースに形成された開口から外部に放射する構成が記載されている。この上ケースは、垂れ下がって形成されるとともに反射部の側面に向く壁部（同文献の図７での符号１１参照）を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２１／０５９９５３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の壁部は、下端が自由端であるため、熱などの影響で変形すると反射部に当たる可能性がある。壁部が反射部に当たると、反射部の位置がずれたり、反射部の駆動を妨げたりする虞があるため、好ましくない。

【0005】

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、壁部が反射部に当たることを抑制できる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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
上方に向く開口が形成された筐体と、
前記筐体に収容され、画像を表す表示光を前記開口に向けて反射させる反射部と、を備え、
前記筐体は、第１ケースと、前記第１ケースの上方に位置し、前記開口が形成された第２ケースと、を有し、
前記第２ケースは、前記開口の端部から垂れ下がるとともに前記反射部の側面に向く壁部を有し、
前記壁部に前記側面から離れる方向の力を加えることで、前記壁部が前記反射部に触れることを抑制する抑制部をさらに備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、壁部が反射部に当たることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の概略側面図。

【図2】同上実施形態に係る反射部及び筐体の要部斜視図。

【図3】同上実施形態に係る反射部、壁部及び抑制部の要部斜視図。

【図4】同上実施形態に係る抑制部の構成を示す図。

【図5】変形例に係る抑制部の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0010】

図１に示すヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１は、例えば車両のダッシュボードに設けられ、車両のウインドシールドに向けて表示光Ｌを放射する。ウインドシールドで反射した表示光Ｌは、ユーザに表示光Ｌが表す画像の虚像を視認させる。虚像は、車両に関する各種情報を示し、ウインドシールドを介して車両の前方に表示される。

【0011】

ＨＵＤ装置１は、表示部１０と、光路変更鏡２０と、反射部３０と、筐体４０と、を備える。

【0012】

表示部１０は、画像を表示することで、その画像を表す表示光Ｌを放射する。表示部１０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）と、ＬＣＤを背後から照明するバックライトとを含んで構成される。ＬＣＤは、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型である。バックライトは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、導光部材等から構成される。

【0013】

光路変更鏡２０は、表示部１０から放射された表示光Ｌの光路を変更する。具体的に、光路変更鏡２０で反射した表示光Ｌは、反射部３０に向かう。光路変更鏡２０は、平面鏡又は曲面鏡からなり、図示しない部材を介して後述の第２ケース４２に固定される。

【0014】

反射部３０は、光路変更鏡２０からの表示光Ｌを、筐体４０に形成された開口に向けて反射させる構成である。詳細に、反射部３０は、凹面鏡３１と、図２に示すホルダ３２とを有する。

【0015】

凹面鏡３１は、光路変更鏡２０からの表示光Ｌを開口に向けて反射させる。凹面鏡３１の機能により、虚像は、表示部１０に表示されている画像が拡大されたサイズでユーザに視認される。

【0016】

ホルダ３２は、凹面鏡３１を背後から保持する。ホルダ３２は、図２に示す軸線ＡＸを中心に回転可能に、図示しない軸受部材を介して筐体４０に支持される。したがって、反射部３０は軸線ＡＸを中心として回転可能に設けられる。

【0017】

ＨＵＤ装置１は、反射部３０を回転駆動する、図示せぬミラー駆動部を備える。ミラー駆動部は、モータ、モータを駆動する駆動回路、モータの回転をホルダ３２に伝達するギヤ機構などから構成される。

【0018】

筐体４０は、上記の各種構成を収容するものであり、第１ケース４１と、第１ケース４１の上方に位置する第２ケース４２と、を有する。なお、各図では、筐体４０の一部を抜粋して表している。筐体４０は、第１ケース４１及び第２ケース４２以外の構成をさらに有していてもよいことは勿論である。例えば、筐体４０は、第２ケース４２を下方から覆うカバーをさらに有していてもよい。

【0019】

第１ケース４１は、例えば金属から形成され、図１に示すように、反射部３０の背後に位置する。

【0020】

第２ケース４２は、例えば合成樹脂から形成され、第１ケース４１と、螺合、係合、嵌合などの公知の手段によって結合される。第２ケース４２には、上方に向く（この実施形態では車両のウインドシールドに向く）開口Ｈが形成されている。第２ケース４２には、開口Ｈを塞ぐ図示せぬ透光板が取り付けられる。表示部１０から発せられ、光路変更鏡２０、凹面鏡３１の順で反射した表示光Ｌは、この透光板を透過して、ウインドシールドに向かって放射される。なお、ＨＵＤ装置１は、コンピュータからなる図示せぬ制御部を備える。制御部は、表示部１０及び前述のミラー駆動部の各々の動作を制御する。

【0021】

第２ケース４２は、図２に示すように、開口Ｈの端部から垂れ下がる壁部４２０を有する。壁部４２０は、反射部３０の側面３０ａに向く。ここで、反射部３０の側面３０ａとは、凹面鏡３１又はホルダ３２の側面であればよいが、この実施形態では、壁部４２０により近いホルダ３２の側面に反射部３０の側面３０ａを示す符号を付した。壁部４２０は、筐体４０の内部において表示光Ｌが通る空間に、余計な部材が露出しないように設けられる。当該空間に余計な部材が露出すると、その像がユーザに視認されてしまうからである。

【0022】

壁部４２０は、反射部３０の回転動作を妨げないように、側面３０ａと間隔を開けて設けられている。しかしながら、熱などの要因で壁部４２０が変形し、反射部３０に向かって曲がってしまうと、反射部３０に触れてしまう虞がある。これを抑制すべく、ＨＵＤ装置１は、壁部４２０を側面３０ａから離れる方向（以下、離間方向Ｄ）に押圧することで、壁部４２０が反射部３０に触れることを抑制する抑制部５０をさらに備える。なお抑制部５０は、少なくとも壁部４２０の側面３０ａに向かう撓みが生じた場合に押圧してもよい。すなわち、通常状態では抑制部５０は壁部４２０に接するだけでもよいし、触れていなくてもよい。本開示では、一例として、壁部４２０が常に抑制部５０から押圧される態様が示される。

【0023】

抑制部５０は、この実施形態では、第１ケース４１と一体に形成されている。図３に示すように、第１ケース４１は、壁部４２０の下方に位置する台部４１０を有する。台部４１０の上面は、壁部４２０の下端と間隔を開けて位置する。抑制部５０は、台部４１０から上方に突起して形成されている。

【0024】

抑制部５０は、図３又は図４に示すように、上方に向う凸状であり、具体的には、上方に向かって先細りの台形状に形成されている。抑制部５０は、上端よりも下端が反射部３０の側面３０ａよりも遠ざかる傾斜面５１と、上面５２と、傾斜面５１の裏に位置して側面３０ａと対向する対向面５３と、を有する。

【0025】

壁部４２０の下端部には、抑制部５０に対応する対応部６０が形成されている。対応部６０は、抑制部５０が挿入される凹状の部分であり、図４に示すように、傾斜面５１と同様の傾斜を有して傾斜面５１に押される被押圧面６１と、上面５２を覆う覆い面６２とを有する。

【0026】

第１ケース４１に設けられた抑制部５０が壁部４２０の対応部６０に挿入されることにより、対応部６０の被押圧面６１は、抑制部５０の傾斜面５１によって押された状態になる。これにより、壁部４２０に離間方向Ｄの力が加えられ、壁部４２０が反射部３０（本例ではホルダ３２）に触れることを抑制することができる。特に、この実施形態では、第１ケース４１と一体に形成される抑制部５０は、樹脂からなる第２ケース４２よりも剛性の高い金属からなる。これにより、壁部４２０が反射部３０に向かって熱変形してしまうことをより良好に抑制できる。

【0027】

また、抑制部５０の上面５２は、壁部４２０に設けられた対応部６０の覆い面６２に覆われている。つまり、抑制部５０の上面５２は、壁部４２０に覆われている。これにより、抑制部５０の上面５２が、筐体４０の内部において表示光Ｌが通る空間に露出せず、余計な像としてユーザに視認されることを防止できる。

【0028】

また、図４に示すように、壁部４２０における反射部３０の側面３０ａに向く主面４２１と、抑制部５０の対向面５３とは、面一である。これにより、壁部４２０と抑制部５０の間に段差が生じないため、当該段差が余計な像としてユーザに視認されることを防止できる。

【0029】

なお、壁部４２０の主面４２１の裏面には、図１に示すリブ４２２が設けられている。リブ４２２は、第２ケース４２において開口Ｈを囲むベゼル部４２ａと、壁部４２０とを連結し、壁部４２０を補強する。このリブ４２２によっても、壁部４２０が反射部３０に近付く方向に変形することが抑制される。本実施形態の説明は以上である。

【0030】

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、実施形態に適宜の変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

【0031】

上記実施形態では、壁部４２０の一部を凹状にくり抜くことで対応部６０を形成する例を示した。しかしながら、図５に示す変形例のように、壁部４２０の下端部に、台部４１０に向かって突出する凸部４１３を設けることにより、対応部６０を形成してもよい。なお、図５に示す対応部６０の機能は、上記実施形態と同様である。つまり、壁部４２０に設けた凹状部分に凸状の抑制部５０を挿入する構成に限られず、壁部４２０に設けた凸状部分を、凸状の抑制部５０で離間方向Ｄに押圧する構成を採用してもよい。

【0032】

上記実施形態では、反射部３０の一方の側面近傍の構成について言及したが、図示せぬ他方の側面近傍の構成が同様であってもよいことは勿論である。つまり、抑制部５０及び抑制部５０によって押圧される壁部４２０の組み合わせは、一対あってもよい。

【0033】

抑制部５０は、第１ケース４１と一体に形成されなくともよく、第１ケース４１に直接又は間接して固定されることで第１ケース４１に対して不動な部材から構成されてもよい。また、以上では、抑制部５０が壁部４２０を離間方向Ｄに押圧する例を示したが、抑制部５０の構成は、壁部４２０に離間方向Ｄの力を加えることができれば任意に変更可能である。例えば、壁部４２０の裏側（主面４２１の裏側）に位置する部材と、壁部４２０との間に接着剤又は粘着剤を設けることで壁部４２０に離間方向Ｄの力を加えてもよい。この場合、接着剤又は粘着剤が抑制部５０として機能する。壁部４２０の裏側に位置する部材は、例えば、図示せぬ軸受部材であればよい。また、抑制部５０は、壁部４２０を離間方向Ｄに引っ張る弾性部材、ワイヤなどから構成されてもよい。この場合、壁部４２０が離間方向Ｄに逸れて変形しないように引張り力を調整すればよい。

【0034】

以上では、第１ケース４１及び抑制部５０が金属からなり、第２ケース４２が樹脂からなる例を示したが、第１ケース４１及び抑制部５０も樹脂であってもよい。ここで、壁部４２０を有する第２ケース４２は、第１ケース４１よりも上方に位置するため、太陽光の影響で熱変形しやすい。したがって、たとえ第１ケース４１が第２ケース４２と同程度の剛性であったとしても、第１ケース４１と一体又は第１ケース４１に対して不動の抑制部５０により、壁部４２０が反射部３０に触れることを抑制できる。

【0035】

表示部１０と凹面鏡３１とを結ぶ表示光Ｌの光路において、鏡を何枚用いるか、どのように表示光Ｌの光路を折り返すか等は、設計に応じて適宜変更可能である。

【0036】

以上では、筐体４０に対して反射部３０が回転移動可能に設けられる例を示したが、反射部３０は平行移動可能に設けられていてもよい。例えば、反射部３０は、壁部４２０に沿って平行移動可能であってもよい。

【0037】

表示部１０は、ＬＣＤを用いたものに限られず、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）を用いたものであってもよい。また、表示部１０は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示デバイスを用いたものであってもよい。

【0038】

表示光Ｌの投射対象は、車両のウインドシールドに限定されず、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であってもよい。

【0039】

ＨＵＤ装置１が搭載される車両の種類は限定されない、ＨＵＤ装置１は、自動四輪車、自動二輪車など様々な車両に搭載可能である。また、ＨＵＤ装置１は、航空機、船舶、スノーモービル等、車両以外の乗り物に搭載されてもよい。

【0040】

以上の説明では、本開示の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

【符号の説明】

【0041】

１…ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置、Ｌ…表示光
１０…表示部、２０…光路変更鏡
３０…反射部、３０ａ…側面、３１…凹面鏡、３２…ホルダ、ＡＸ…軸線
４０…筐体
４１…第１ケース、４１０…台部
４２…第２ケース、Ｈ…開口
４２０…壁部、４２１…主面、４２２…リブ
５０…抑制部、５１…傾斜面、５２…上面、５３…対向面
６０…対応部、６１…被押圧面、６２…覆い面
Ｄ…離間方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】