(57)【要約】【課題】主に、表示装置に対する実際の外光の入射量を正確に検出し得るようにする。【解決手段】運転情報３を表示可能な表示装置４と、  表示装置４からの運転情報３を車室５の前方へ向けて反射可能な反射部材６と、  反射部材６を、表示位置７と、保護位置９の間で角度変更可能な保護機構１１を備えたヘッドアップディスプレイ装置２に関する。  保護機構１１が、外光８を検出可能な外光検出用センサー３１と、  外光検出用センサー３１からの検出信号３２が予め定めた閾値３３を越えた時に、表示装置４の表示を停止して、反射部材６を保護位置９へと退避させる保護モードにする制御部３４を備えるようにする。  外光検出用センサー３１は、表示装置４の表面の外周部３５に対し、対辺方向３６または対角方向３７に離れた少なくとも２箇所以上の位置を検出可能に備えられている。【選択図】図２
2019089436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転情報を表示可能な表示装置と、
該表示装置からの運転情報を車室の前方へ向けて反射可能な反射部材と、
該反射部材を、運転情報を表示可能な表示位置と、外光の入射から前記表示装置を保護可能な保護位置の間で角度変更可能な保護機構を備えたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記保護機構が、外光を検出可能な外光検出用センサーと、
該外光検出用センサーからの検出信号が予め定めた閾値を越えた時に、前記表示装置の表示を停止して、前記反射部材を保護位置へと退避させる保護モードにする制御部を備え、
前記外光検出用センサーが、前記表示装置の表面の外周部に対し、対辺方向または対角方向に離れた少なくとも２箇所以上の位置を検出可能に備え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２】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記外光検出用センサーが、照度センサーと、温度センサーの少なくともいずれかであ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】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記外光検出用センサーが、矩形枠状をした受光素子であり、
該受光素子が、前記表示装置からの光の影響を遮断可能な不透光部材を介して、前記表示装置の表面の外周部に取付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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に対して、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ヘッドアップディスプレイ装置には、様々なものが有るが、運転情報を表示可能な表示装置と、表示装置からの運転情報（表示画像）を車室の前方へ向けて反射可能な反射部材を備えたものが存在している。
【０００４】
このような構成を有するヘッドアップディスプレイ装置では、表示装置からの運転情報を、反射部材で車室の前方へ向けて反射することにより、車室の前方に運転情報の虚像を生じさせて、正面を向いて運転している乗員に視線移動を起こさせることなく運転情報を視認させることができる。この際、反射部材を設けることで、表示装置からの運転情報の光路を長くしたり、運転情報を拡大したりすることが可能となり、以って、表示の大画角化を図ることができるようになる。
【０００５】
そして、ヘッドアップディスプレイ装置が反射部材を有している場合には、反射部材を保護可能な保護機構を備えることも行われている。
【０００６】
この保護機構は、反射部材を、運転情報を表示可能な表示位置と、外光（主に、太陽光など）の入射（による温度上昇）から表示装置を保護可能な保護位置の間で角度変更するようになっている。
【０００７】
そして、反射部材を保護位置に向けることで、ヘッドアップディスプレイ装置の内部へ入り込んだ外光が表示装置を照らさないように偏向されるため、表示装置を外光から保護することができる。ちなみに、反射部材が拡大鏡となっている場合に、保護機構がないと、外光は、反射部材の拡大倍率に応じた倍率で集光されて表示装置を強く照らすことになる。反射部材を保護位置にする際には、表示装置の表示は停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置では、外光を検出して、反射部材を保護位置にするなどのために使われる外光検出用センサーを、ヘッドアップディスプレイ装置の本体の開口部（出射部）の位置に設けるようにしていたため、表示装置に対する実際の外光の入射量を直接検出することができず、正しい検出結果が得られなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、
運転情報を表示可能な表示装置と、
該表示装置からの運転情報を車室の前方へ向けて反射可能な反射部材と、
該反射部材を、運転情報を表示可能な表示位置と、外光の入射から前記表示装置を保護可能な保護位置の間で角度変更可能な保護機構を備えたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記保護機構が、外光を検出可能な外光検出用センサーと、
該外光検出用センサーからの検出信号が予め定めた閾値を越えた時に、前記表示装置の表示を停止して、前記反射部材を保護位置へと退避させる保護モードにする制御部を備え、
前記外光検出用センサーが、前記表示装置の表面の外周部に対し、対辺方向または対角方向に離れた少なくとも２箇所以上の位置を検出可能に備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記構成によって、表示装置に対する実際の外光の入射量を正確に検出することなどができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両に対して本実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を搭載した状態を示す図である。
【図２】図１のヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。
【図３】図２の反射部材の角度変更の状態を示す図である。
【図４】ヘッドアップディスプレイ装置の制御系統図である。
【図５】表示装置の表面の外周部に設けた外光検出用センサー(照度センサーまたは温度センサー）の取付状態を示す図である。
【図６】表示装置の表面の外周部に設けた外光検出用センサー(矩形枠状をした受光素子）の取付状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図６は、この実施の形態を説明するためのものである。
【実施例１】
【００１５】
＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、自動車などの車両１に対して搭載可能なヘッドアップディスプレイ装置２を設ける。なお、方向については、車両１を基準として、車両前後方向Ｘ、車幅方向Ｙ、上下方向Ｚとする。
【００１７】
このヘッドアップディスプレイ装置２を、
図２に示すように、運転情報３を表示可能な表示装置４と、
表示装置４からの運転情報３を車室５の前方へ向けて反射可能な反射部材６を備えたものとする。
そして、図３に示すように、反射部材６を、運転情報３を表示可能な表示位置７と、外光８の入射から表示装置４を保護可能な保護位置９の間で角度変更可能な保護機構１１を備えるようにする。
【００１８】
ここで、自動車などの車両１には、乗員が搭乗するための車室５が設けられる。車室５の前部にはフロントウィンドウガラス１２が設けられ、フロントウィンドウガラス１２の下側にはインストルメントパネル１３などの内装パネルが設置されている。ヘッドアップディスプレイ装置２は、インストルメントパネル１３の内部に設置することができる。インストルメントパネル１３には、運転情報３を通すための開口部が設けられる。
【００１９】
ヘッドアップディスプレイ装置２は、正面を向いて運転している乗員に大きな視線移動を起こさせることなく運転情報３を視認させ得るようにした装置である。
【００２０】
ヘッドアップディスプレイ装置２は、表示装置４と反射部材６を内部に収容する本体ケーシング１４を有している。本体ケーシング１４は、その幅方向をほぼ車幅方向Ｙへ向けた状態で車室５内（インストルメントパネル１３内）に設置される。本体ケーシング１４の上部には、運転情報３の車室５内への出射部となる開口部が設けられる。この開口部には、透明な防塵カバー１５を取付けることができる。防塵カバー１５は、平坦なものとしても良いが、フロントウィンドウガラス１２への防塵カバー１５の映り込みを防止するために、側方から見て下に凹んだ凹形状などとされている。本体ケーシング１４の内部には、制御基板１６を設置することができる。
【００２１】
運転情報３は、運転の支援となる情報全般のことであり、例えば、速度情報や、道路情報（例えば、車線表示や、先行車表示や、対向車表示や、歩行者表示など）、進路情報（例えば、右折表示や左折表示など）や、目的地情報（例えば、到着時刻や目的地までの走行距離など）や、渋滞情報や、サービス情報（例えば、駐車場情報や、ガソリンスタンド情報や、周辺施設案内）や、その他の表示などとすることができる。
【００２２】
表示装置４には、液晶パネル４ａや、有機ＥＬパネルなどを用いることができる。また、ＤＬＰユニットを用いたプロジェクターなどとすることもできる。表示装置４は、矩形状の表示面を有するものなどとされる。液晶パネル４ａの場合、裏面側にバックライト１７が設けられる。バックライト１７は、筒型をしたリフレクタ１７ａの裏面側に、光源となるＬＥＤ１７ｂやヒートシンク１７ｃなどを設置したものなどとされる。リフレクタ１７ａの表面側には、液晶パネル４ａが設置される。液晶パネル４ａは、ケーブル１８（例えば、フレキシブルプリント基板など）とコネクタ１８ａを介して制御基板１６に接続されている。
【００２３】
反射部材６は、反射鏡のことである。反射鏡には、平面鏡や曲面鏡を用いることができる。この実施例では、本体ケーシング１４の内部には、（光路的に）表示装置４に近い側から順に第一反射鏡６ａと第二反射鏡６ｂが備えられており、第一反射鏡６ａは（赤外線透過型の）平面鏡、第二反射鏡６ｂは曲面鏡（凹面鏡または拡大鏡）とされている。
【００２４】
そして、第一反射鏡６ａが本体ケーシング１４の後側（車両１後方側）の位置に設置され、第二反射鏡６ｂが本体ケーシング１４の前側（車両１前方側）の位置に設置されることで、本体ケーシング１４に運転情報３の光路を形成している。なお、反射部材６の設置個数や配置については、上記に限るものではない。
【００２５】
この実施例では、第一反射鏡６ａを固定とし、第二反射鏡６ｂを後述するように角度変更機構２１によって角度変更可能としている。
【００２６】
第二反射鏡６ｂは、回転軸２２と一体に回転可能に取付けられることで、回転軸２２を中心とする回動によって角度変更するものとされ、角度変更機構２１は、駆動モータ２３の出力軸に取付けられた駆動ギヤ２４と、駆動ギヤ２４の駆動力を回転軸２２へ伝達する従動ギヤ２５を備えている。
【００２７】
回転軸２２は、本体ケーシング１４の幅方向へ向けてほぼ水平に延びるものとされている。これにより、反射部材６（第二反射鏡６ｂ）を車両前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに回動させ得るようにしている。
【００２８】
第二反射鏡６ｂは、表示位置７と保護位置９の間で角度変更可能となっているが、表示位置７は、第一反射鏡６ａで反射された運転情報３を、防塵カバー１５を通して車室５内へ向けて反射する向きである。車室５内には、車室５内へ反射された運転情報３を、運転席の乗員へ向けて反射する反射部２７（図１）が設けられる。反射部２７は、車両１のフロントウィンドウガラス１２とすることもできるし、または、専用の反射板（コンバイナー）とすることもできる。フロントウィンドウガラス１２は、反射処理を行うこと（例えば、細かい反射面を設けたり、反射膜を設けたりすること）で反射部２７となる。反射部２７で反射された運転情報３は、反射部２７よりも前方の位置に虚像２８（図１）として結像され、運転席の乗員は、フロントウィンドウガラス１２を通して見える外部の風景に重ねて運転情報３の虚像２８を視認することができるようになる。
【００２９】
保護位置９は、外光８が、防塵カバー１５から本体ケーシング１４の内部へ逆に入射して反射部材６で反射し表示装置４へ到達しないようにするための位置とされる。反射部材６（第二反射鏡６ｂ）は、ヘッドアップディスプレイ装置２の使用中に、必要に応じて保護位置９へ移動される。本体ケーシング１４の内部には、保護位置９とした反射部材６で反射された外光８を吸収するための吸収材などを設けても良い。
【００３０】
上記のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。
【００３１】
（１）図４に示すように、保護機構１１が、外光８を検出可能な外光検出用センサー３１と、
外光検出用センサー３１からの検出信号３２が予め定めた閾値３３を越えた時に、表示装置４の表示を停止して、反射部材６を保護位置９へと退避させる保護モードにする制御部３４を備えている。
そして、外光検出用センサー３１は、表示装置４の表面の外周部３５に対し、対辺方向３６または対角方向３７（例えば、図５）に離れた少なくとも２箇所以上の位置を検出可能に備えられるように設置する。
【００３２】
ここで、外光検出用センサー３１は、外光８を検出するためのセンサーであり、外光８を検出することができればどのようなものを用いても良い。
【００３３】
検出信号３２は、使用する外光検出用センサー３１の種類によって異なるものとなっても良いが、必要に応じて、外光８の入射量を示すデータに変換して用いることができる。
【００３４】
閾値３３は、外光８が表示装置４に影響を与えないような大きさの値として定められる。閾値３３は、予め設定してメモリなどの記憶部３８に記憶しておくことができる。
【００３５】
制御部３４は、制御基板１６に実装された制御回路に、ハードウェア的またはソフトウェア的に設けることができる。制御回路には、例えば、１チップマイコンなどのコンピュータを用いることができる。制御部３４は、表示装置４（の液晶パネル４ａ）や角度変更機構２１（の駆動モータ２３）などに指令を送ってこれらを制御し得るようになっている。
【００３６】
表示装置４の表面は、表示装置４の表示面や、表示装置４の外周に設けられた枠部材の表面などのことである。
【００３７】
外周部３５は、表示装置４の表示面における有効表示範囲３９（図５）の外側となる部分や表示装置４の枠部材などのことである。
【００３８】
対辺方向３６は、表示装置４の矩形状をした表示面における、２組の対向する辺のうちのいずれかを結ぶ方向のことである。
【００３９】
対角方向３７は、表示装置４の矩形状をした表示面における、２組の対向する角のうちのいずれかを結ぶ方向のことである。
【００４０】
２箇所以上の位置の検出は、１個の外光検出用センサー３１で行っても良いし、複数個の外光検出用センサー３１で行っても良い。
【００４１】
（２）図５に示すように、外光検出用センサー３１は、照度センサー４１と、温度センサー４２の少なくともいずれかとしても良い。
【００４２】
ここで、照度センサー４１は、表示装置４の表面に対する光の照度を測定することで表示装置４の表面への外光８の入射量を検出するものである。照度センサー４１で測定した照度は、外光８の入射量として直接使用することができる。
【００４３】
温度センサー４２は、表示装置４の表面の温度を測定することで表示装置４の表面への外光８の入射量を検出するものである。温度センサー４２で測定した温度は、予め設定した変換式などを用いて外光８の入射量に変換することができる。
【００４４】
照度センサー４１や温度センサー４２は、１個につき１箇所の検出を行うものとなるため、最低限２個以上用いるようにする。照度センサー４１や温度センサー４２は、表示装置４の外周部３５を構成する辺の中間部や端部（角部）の位置などに適宜設けることができる。複数の外光検出用センサー３１は、対辺方向３６または対角方向３７に離れているものが少なくとも１組以上あれば、表示装置４の４つの辺や４つの角のうちのどこに取付けても良い。
【００４５】
例えば、２個の照度センサー４１や温度センサー４２を、表示装置４の外周部３５を構成する一つの辺の両端部に（対辺方向３６に離して）設けるようにしても良い。また、例えば、２個の照度センサー４１や温度センサー４２を、表示装置４の外周部３５を構成する対辺の中間部に（対辺方向３６に離して）設けるようにしても良い。但し、この実施例のように、外光検出用センサー３１を、表示装置４の４つの角部の位置に対して、それぞれ設けるのが検出する上では最も好ましい。
【００４６】
照度センサー４１と温度センサー４２は、どちらか一方のみを用いるのが好ましいが、混在させて使用することも可能である。
【００４７】
（３）図６に示すように、外光検出用センサー３１は、矩形枠状をした受光素子５１としても良い。
受光素子５１は、表示装置４からの光の影響を遮断可能な不透光部材５２を介して、表示装置４の表面の外周部３５に取付けるようにしても良い。
【００４８】
ここで、受光素子５１は、光を受光することによって、受光した光量に応じた電気信号を発生する素子である。受光素子５１は、１個で２箇所以上の位置を検出することができる外光検出用センサー３１である。受光素子５１は、表示装置４の外周部３５に合わせて比較的自由な形状に作ることができる。例えば、受光素子５１は、表示装置４の外周部３５を構成する辺に沿って、平面視ほぼＩ字状や、Ｌ字状や、Ｕ字状や、Ｃ字状などに形成しても良い。但し、この実施例のように、受光素子５１は表示装置４の外周部３５の全周に沿った矩形枠状にするのが検出する上では最も好ましい。受光素子５１からの出力線５３は、ケーブル１８などに合流させるようにしても良い。
【００４９】
表示装置４からの光は、例えば、液晶パネル４ａの場合、バックライト１７からの光のことである。表示装置４からの光の影響が既に遮断された状態になっているのであれば、不透光部材５２は特に必要ないが、不透光部材５２を設けるのが好ましい。
【００５０】
不透光部材５２は、光の影響を遮断できるのであれば、素材は、樹脂でも、ゴムでも、金属でも何でも良い。また、不透光部材５２は、シート状のものとしても、塗膜などのような膜状のものなどとしても良い。
【００５１】
＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
【００５２】
ヘッドアップディスプレイ装置２は、表示装置４からの運転情報３（表示画像）を、反射部材６で車室５の前方へ向けて反射することにより、車室５の前方に運転情報３の虚像２８を生じさせて、正面を向いて運転している乗員に大きな視線移動を起こさせることなく運転情報３を視認させ得るようにしたものである。この際、反射部材６を設けることで、表示装置４からの運転情報３の光路を長く（して結像位置が遠くになるように）したり、運転情報３を拡大したりすることが可能となり、以って、表示の大画角化を図ることができるようになる。このように、反射部材６は、表示の大画角化にとって重要な構成となる。
【００５３】
反射部材６を有するヘッドアップディスプレイ装置２には、保護機構１１が設けられており、保護機構１１によって外光８（主に、太陽光など）の入射による温度上昇から表示装置４を保護するようにしている。この保護機構１１は、反射部材６（この実施例では、第二反射鏡６ｂ）を、運転情報３を表示可能な表示位置７と、外光８の入射に対して表示装置４を保護可能な保護位置９の間で角度変更するものとされる。
【００５４】
反射部材６を保護位置９に向けることで、ヘッドアップディスプレイ装置２の内部へ入り込んだ外光８が表示装置４を照らさないように偏向されるため、表示装置４を外光８から保護することができる。ちなみに、反射部材６（第二反射鏡６ｂ）が拡大鏡となっている場合に、保護機構１１がないと、外光８は、反射部材６の拡大倍率に応じた倍率で集光されて表示装置４を強く照らすことになる。反射部材６を保護位置９にする際には、表示装置４の表示は停止され、表示の停止によって表示装置４の温度低下なども図られる。
【００５５】
そして、保護機構１１が、外光検出用センサー３１と、制御部３４を備えることで、制御部３４は、外光検出用センサー３１からの検出信号３２が予め定めた閾値３３を越えた時に、表示装置４の表示を停止して、反射部材６を保護位置９へと退避させる保護モードに自動的に切り替えることができる。
【００５６】
この際、例えば、外光検出用センサー３１が、（表示装置４から光路的に最も離れた）ヘッドアップディスプレイ装置２の本体の開口部（出射部）の位置などに１箇所のみしか設けられていないと、開口部の１箇所に設けた外光検出用センサー３１は、様々な方向からの外光８を検出することになるため、本体ケーシング１４の内部に設置されている表示装置４に対する実際の外光８の入射量を直接検出することができないので、正しい検出結果を得ることが困難になる。
【００５７】
例えば、本体ケーシング１４の内部へ入った外光８が表示装置４の表面（表示面）に対して局所的に当たるような場合に、検出結果が実際とは異なってしまう。また、本体ケーシング１４の内部へ入る外光８は、太陽の位置や車両１の向きや天候の変化などによって様々に変化するが、外光検出用センサー３１が開口部に１箇所のみ設けられているだけだと、このような本体ケーシング１４の内部へ入る外光８の変化にも対応することができない。そして、正しい検出結果が得られないと、表示装置４を有効に保護できなくなるおそれがある。
【００５８】
＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５９】
（効果１）外光検出用センサー３１について
【００６０】
外光検出用センサー３１を、表示装置４の表面の外周部３５（例えば、表示装置４の表示面における有効表示範囲３９の外側となる部分や表示装置４に設けられた枠部材など）に備えるようにした。これにより、本体ケーシング１４の内部へ入った外光８の表示装置４に対する実際の入射量を正確に検出して、最適な時期に保護モードにすることができるようになる。
【００６１】
また、外光検出用センサー３１を、表示装置４の表面の外周部３５に対し、対辺方向３６または対角方向３７に離れた少なくとも２箇所以上の位置を検出可能に備えるようにした。これにより、表示装置４の表面の外周部３５を、広い範囲で検出することができるようになるので、本体ケーシング１４の内部へ入った外光８の変化にも対応できるようになる。
【００６２】
よって、外光８の変化に拘らず実際の外光８の入射量を正しく検出して、保護モードにする時期を正確に判断することができる。これにより、表示装置４を、より有効且つ確実に保護することができる。
【００６３】
（効果２）照度センサー４１または温度センサー４２について
【００６４】
外光検出用センサー３１を、照度センサー４１と、温度センサー４２の少なくともいずれかとしても良い。これにより、外光検出用センサー３１を、表示装置４の表面の外周部３５における対辺方向３６または対角方向３７に離れた少なくとも２箇所以上の位置に設置して、照度や温度や光量などを直接測定し、表示装置４に対する実際の外光８の入射量などを得るのに適したものとすることができる。
【００６５】
この際、外光検出用センサー３１を、照度センサー４１のように、外光８の入射量を直接検出するものにすることで、制御のシンプル化を図ることができる。
【００６６】
また、外光検出用センサー３１を、温度センサー４２とすることで、表示装置４の表面の外周部３５の表面温度を検出して外光８の入射量とすることができる。
【００６７】
（効果３）矩形枠状の受光素子５１について
【００６８】
外光検出用センサー３１を、矩形枠状の受光素子５１としても良い。これにより、表示装置４の表面の外周部３５の全周の位置で直接受光量を測定して、表示装置４に対する実際の外光８の入射量などを得ることができる。そのため、更に正確な検出結果を得ることが可能になる。
【００６９】
この際、外光検出用センサー３１を、受光素子５１のように、外光８の入射量を直接検出するものにすることで、制御のシンプル化を図ることができる。
【００７０】
また、受光素子５１を、不透光部材５２を介して表示装置４の表面の外周部３５に取付けるようにしても良い。これにより、表示装置４（のバックライト１７）からの光の影響を確実に遮断して、外光８の検出精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００７１】
２      ヘッドアップディスプレイ装置
３      運転情報
４      表示装置
５      車室
６      反射部材
７      表示位置
８      外光
９      保護位置
１１    保護機構
３１    外光検出用センサー
３２    検出信号
３３    閾値
３４    制御部
３５    外周部
３６    対辺方向
３７    対角方向
４１    照度センサー
４２    温度センサー
５１    受光素子
５２    不透光部材
【図１】
2019089436.tif 000003
【図２】
2019089436.tif 000004
【図３】
2019089436.tif 000005
【図４】
2019089436.tif 000006
【図５】
2019089436.tif 000007
【図６】
2019089436.tif 000008