(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置本体の上部に透光性を有するコンバイナが固定され、前記表示装置本体から出射される表示光が前記コンバイナに投影される車両用表示装置であって、
前記表示装置本体は、光源と、該光源の光を集光するレンズ部材と、該レンズ部材によって集光された光を透過させて前記表示光とするディスプレイと、を備え、
前記レンズ部材は、光の出射側及び入射側のそれぞれが凸状に膨出する凸レンズ面とされ、
前記コンバイナは、その上縁に沿って前記表示光の照射側に突出する暗色化されたフード部を有することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記レンズ部材は、出射側と入射側とで前記凸レンズ面の曲率が異なることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバイナに虚像を投影し、その虚像を車両のアイポイントから視認させる車両用表示装置に関する。
【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コンバイナ上に虚像表示させて視認させる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置等の車両用表示装置が自動車、列車等の車両に搭載されている。
【０００３】
この種の車両用表示装置としては、導光部材から形成されたコンバイナに表示器の表示像を投影するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−５９０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の車両用表示装置のように、導光部材から形成された透光性を有するコンバイナに虚像を投影して視認できるように表示するものでは、外光からの影響を受けやすい。このため、透光性を有するコンバイナへ虚像を表示させる車両用表示装置では、表示器からの表示光を効率良く伝達し、高い発光輝度でコンバイナに表示光を照射することが要求されている。
【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、光源からの光を効率良く伝達して表示の視認性を向上させることが可能な車両用表示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、本発明に係る車両用表示装置は、下記（１）または（２）を特徴としている。
（１）  表示装置本体の上部に透光性を有するコンバイナが固定され、前記表示装置本体から出射される表示光が前記コンバイナに投影される車両用表示装置であって、
前記表示装置本体は、光源と、該光源の光を集光するレンズ部材と、該レンズ部材によって集光された光を透過させて前記表示光とするディスプレイと、を備え、
前記レンズ部材は、光の出射側及び入射側のそれぞれが凸状に膨出する凸レンズ面とされ、
前記コンバイナは、その上縁に沿って前記表示光の照射側に突出する暗色化されたフード部を有すること。
（２）  上記（１）の構成の車両用表示装置であって、
前記レンズ部材は、出射側と入射側とで前記凸レンズ面の曲率が異なること。
【０００８】
上記（１）の構成の車両用表示装置では、光源の光を集光するレンズ部材における光の出射側及び入射側のそれぞれを、凸状に膨出する凸レンズ面としている。
これにより、光源からの光を、入射側及び出射側の凸レンズ面で、段階的に無理なく所定の方向へ導いて良好な指向性を持たせることができる。また、入射側の凸レンズ面によって、入射した光を出射側へ屈曲させることで、入射側が平面である場合では周囲に散乱してしまう光も捕捉して効率的に出射側へ集光させることができ、光源の光を無駄なく所定の方向へ伝達することができる。
したがって、コンバイナへ照射する表示光の輝度を極力高めることができ、導光性を有するコンバイナにおいても良好に表示を映し出して視認性を向上させることができる。加えて、コンバイナにフード部が設けられたことによって、コンバイナに投影される表示に対する外光の影響を抑えることができ、しかも、外光が反射して車内へ照射されるような不具合を抑制することができる。
上記（２）の構成の車両用表示装置では、レンズ部材の出射側の凸レンズ面と入射側の凸レンズ面とで曲率を異ならせることで、光源の光の光路を容易にかつ効率的に適切な方向へ向けることができ、また、出射側及び入射側の凸レンズ面の曲率を調整することで、出射させる光量を調整することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光源からの光を効率良く伝達して表示の視認性を向上させることが可能な車両用表示装置を提供できる。
【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、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。
【図３】図３は、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４】図４は、表示装置本体におけるレンズアレイ及びその周辺の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態の例を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の斜視図、図２は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の断面図、図３は、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４は、表示装置本体におけるレンズアレイ及びその周辺の拡大断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る車両用表示装置であるヘッドアップディスプレイ装置１０は、表示装置本体１１と、この表示装置本体１１の上部に固定されたコンバイナ１２とを備えている。
【００１５】
表示装置本体１１は、車両のダッシュボード内に収容されるもので、この表示装置本体１１からコンバイナ１２へ表示光が照射される。
【００１６】
コンバイナ１２は、車両のダッシュボード上に配置され、表示装置本体１１から表示光が照射される。これにより、このコンバイナ１２には、虚像が投影され、この虚像は、車両の運転者のアイポイントから視認される。
【００１７】
コンバイナ１２は、合成樹脂から成形されたもので、透光性を有する透光部２１を有している。この透光部２１は、その中央部分が表示領域Ａとされており、この表示領域Ａに、表示装置本体１１からの表示光が照射されて虚像が形成される。この虚像は、例えば、車両の走行速度、燃料やバッテリの残量、あるいは駆動機構部の温度等の情報表示である。
【００１８】
また、このコンバイナ１２の透光部２１は、表示領域Ａの外側である両側が透明透過部Ｂとされている。この透明透過部Ｂは、目視した際に、透明と認識可能な領域とされている。
【００１９】
コンバイナ１２における表示領域Ａ及び透明透過部Ｂを有する透光部２１の下方側であるコンバイナ１２の下部は、幅方向へわたって暗色化された有色領域Ｃとされている。この有色領域Ｃは、例えば、印刷または塗装によって幅方向へわたって黒色に着色されている。また、コンバイナ１２の透光部２１の上部には、上縁に沿って表示光の照射側に突出するフード部２３が一体成形されており、このフード部２３は、例えば、黒色等に着色されている。このフード部２３は、コンバイナ１２を成形する際に、黒色の樹脂を用いて二色成形することで形成されている。
【００２０】
そして、コンバイナ１２は、黒色の有色領域Ｃ及び黒色のフード部２３を設けたことで、表示領域Ａに投影される情報表示に対する外光の影響が抑えられ、また、外光が反射して車内へ照射されることが抑制される。
【００２１】
なお、有色領域Ｃ及びフード部２３の色は、黒色に限らず、例えば、濃灰色等の暗色系の色でも良い。
【００２２】
また、コンバイナ１２の有色領域Ｃには、その一部に、画像を表示させる表示部２５が設けられており、この表示部２５には、各種の警告等のサブ表示が表示される。
【００２３】
次に、ヘッドアップディスプレイ装置１０の具体的な構造について説明する。
【００２４】
図２及び図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０を構成する表示装置本体１１は、合成樹脂等から成形されたケース３０を有している。
【００２５】
コンバイナ１２は、その下端における両側部近傍に、水平方向へ向かって延在する結合ステー２７が一体成形されている。これらの結合ステー２７は、ネジ２８によって表示装置本体１１に結合されている。これにより、コンバイナ１２は、表示装置本体１１の上部に固定されている。なお、表示装置本体１１へのコンバイナ１２の固定構造としては、結合ステー２７をネジ２８で締結固定するものに限らず、他の固定構造でも良い。また、表示装置本体１１に対するコンバイナ１２の結合位置もコンバイナ１２の両側部近傍に限らない。
【００２６】
また、ケース３０には、前方側へ突出する車体取付部３０ａが形成されており、これらの車体取付部３０ａは、クリップ２９によってダッシュボード内のブラケット等に保持される。
【００２７】
ケース３０には、画像形成アッシー３１が組み付けられている。画像形成アッシー３１は、ターンレンズ３２、シールドケース３４、ＬＣＤパネル３６、拡散シート３７、バックライトケース３８、レンズアレイ３９、ターンプリズム４０、バックライト基板４１、熱伝達シート４２及びヒートシンク４３を有しており、これらがケース３０へ順に組み付けられてビス４４によってケース３０に固定されている。
【００２８】
この画像形成アッシー３１では、バックライト基板４１に設けられたＬＥＤ等の光源４５で発光した光がレンズアレイ３９で集光され、拡散シート３７で拡散されてＬＣＤパネル３６へ照射される。これにより、このＬＣＤパネル３６の画像が表示光Ｌとしてケース３０内へ照射される。
【００２９】
ケース３０には、表示光Ｌの照射方向前方側に、平面ミラー５２が取り付けられている。この平面ミラー５２は、画像形成アッシー３１から照射された表示光Ｌを、ケース３０の上部の開口部３０ｂ側へ向かって反射させる。また、ケース３０の上部の開口部３０ｂには、遮光板５５及び表ガラス５６がビス５７によって固定されている。この表ガラス５６で塞がれた開口部３０ｂは、コンバイナ１２へ向かって照射される表示光Ｌの出射口１１ａとされている。
【００３０】
さらに、ケース３０には、その底部側に、制御基板６１が装着されており、この制御基板６１は、ビス６２によってケース３０の底部に固定されるカバー６３で覆われている。この制御基板６１には、ＬＣＤパネル３６及びバックライト基板４１から延びる接続ケーブル３６ａ，４１ａが接続されている。
【００３１】
図４に示すように、画像形成アッシー３１を構成するレンズアレイ３９は、バックライト基板４１に設けられた光源４５に対応するレンズ部８１を有している。これらのレンズ部８１は、光源４５側が、光源４５からの光Ｌｏの入射側とされ、光源４５と反対側が、入射した光Ｌｏの出射側とされている。
【００３２】
このレンズ部８１では、出射側及び入射側のそれぞれが凸状に膨出する出射凸レンズ面８１ａ及び入射凸レンズ面８１ｂとされている。また、出射凸レンズ面８１ａと入射凸レンズ面８１ｂとでは、曲率が異なっている。具体的には、出射凸レンズ面８１ａの曲率に対して、入射凸レンズ面８１ｂの曲率が小さくされている。
【００３３】
上記のレンズアレイ３９では、各光源４５からの光Ｌｏは、各レンズ部８１の入射凸レンズ面８１ｂから入射する際に、小さい屈折角度αで光軸方向へ屈曲される。そして、この光Ｌｏは、出射凸レンズ面８１ａで、入射凸レンズ面８１ｂでの屈折角度αより大きい屈折角度βで光軸方向へ屈曲されて出射する。
【００３４】
このように、レンズアレイ３９では、光源４５からの光が、入射凸レンズ面８１ｂ及び出射凸レンズ面８１ａで、無理なく光軸に沿う方向へ導かれてＬＣＤパネル３６側へ照射される。
【００３５】
図２及び図３に示すように、表示装置本体１１のケース３０におけるコンバイナ１２の有色領域Ｃの背面側には、表示部２５を構成する表示部アッシー７１が組み付けられる。
【００３６】
表示部アッシー７１は、ゴムパッキン７２、見返し枠７３、レンズ板７４、ランプケース７５、表示用基板７６及び表示部ケース７７を有しており、これらがコンバイナ１２側へ順に組み付けられ、ビス７８によってケース３０に固定されている。また、表示用基板７６からは接続ケーブル７６ａが下方へ延ばされており、この接続ケーブル７６ａも制御基板６１に接続されている。
【００３７】
表示部アッシー７１では、表示用基板７６に設けられたＬＥＤ等の光源７９で発光された光がレンズ板７４を介してコンバイナ１２側へ照射され、コンバイナ１２に画像が形成される。これにより、コンバイナ１２の表示部２５に、サブ表示が表示される。
【００３８】
上記構成のヘッドアップディスプレイ装置１０では、画像形成アッシー３１から照射された表示光Ｌが、ケース３０内の平面ミラー５２で反射された後、ケース３０の表ガラス５６で塞がれた開口部３０ｂからケース３０の外部へ出射され、コンバイナ１２の表示領域Ａへ照射され、運転者のアイレンジに導かれる。
【００３９】
これにより、運転者は、車両のアイポイントからコンバイナ１２の表示領域Ａに投影された虚像からなる情報表示を視認することができる。
【００４０】
以上、説明したように、上記の車両用表示装置であるヘッドアップディスプレイ装置では、光源４５の光Ｌｏを集光するレンズアレイ３９の各レンズ部８１における光Ｌｏの出射側及び入射側のそれぞれを、凸状に膨出する出射凸レンズ面８１ａ及び入射凸レンズ面８１ｂとしている。
【００４１】
これにより、光源４５からの光Ｌｏを、入射凸レンズ面８１ｂ及び出射凸レンズ面８１ａで、段階的に無理なく所定の方向へ導いて良好な指向性を持たせることができる。また、入射凸レンズ面８１ｂによって、入射した光Ｌｏを出射側へ屈曲させることで、入射側が平面である場合では周囲に散乱してしまう光も捕捉して効率的に出射側へ集光させることができ、光源４５の光Ｌｏを無駄なく所定の方向へ伝達することができる。
【００４２】
したがって、コンバイナ１２へ照射する表示光Ｌの輝度を極力高めることができ、導光性を有するコンバイナ１２においても良好に表示を映し出して視認性を向上させることができる。
【００４３】
また、レンズアレイ３９の各レンズ部８１の出射凸レンズ面８１ａと入射凸レンズ面８１ｂとで曲率を異ならせることで、光源４５の光Ｌｏの光路を容易にかつ効率的に適切な方向へ向けることができ、また、出射凸レンズ面８１ａと入射凸レンズ面８１ｂとの曲率を調整することで、出射させる光量を調整することもできる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、画像形成アッシー３１からの表示光Ｌを平面ミラー５２で１回反射させてコンバイナ１２へ投影する構成としたが、画像形成アッシー３１からの表示光Ｌをコンバイナ１２へ直接投影させる構成としても良く、または、画像形成アッシー３１からの表示光Lを２回以上反射させてコンバイナ１２へ投影させる構造としても良い。
【００４５】
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】
【００４６】
１０  ヘッドアップディスプレイ装置（車両用表示装置）
１１  表示装置本体
１２  コンバイナ
３６  ＬＣＤパネル（ディスプレイ）
３９  レンズアレイ（レンズ部材）
４５  光源
８１ａ  出射凸レンズ面（凸レンズ面）
８１ｂ  入射凸レンズ面（凸レンズ面）
Ｌ  表示光
Ｌｏ  光
【図１】
0005941292.tif 000002
【図２】
0005941292.tif 000003
【図３】
0005941292.tif 000004
【図４】
0005941292.tif 000005