(57)【要約】【課題】外観の意匠の見栄えが向上すると共に、外光による視認性の低下を抑制し、さらに車両パッケージングの自由度を大きくして、後付けできるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】発光表示を行なう表示装置１２と、表示装置に重ね合わせた調光装置１３と、ウィンドウシールドに入射する外光の照度を検出する光検出部１４と、表示装置を駆動制御して、車速，エンジン回転数等の各種表示を行なわせると共に、光検出部からの外光照度信号に基づいて調光装置を調光制御する制御部１５と、を備えている。【選択図】図１
2008164908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光表示を行なう表示装置と、
上記表示装置に重ね合わせた調光装置と、
上記ウィンドウシールドに入射する外光の照度を検出する光検出部と、
上記表示装置を駆動制御して、車速，エンジン回転数等の各種表示を行なわせると共に、上記光検出部からの外光照度信号に基づいて上記調光装置を調光制御する制御部と、を備え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】
前記制御部が前記光検出部からの外光照度信号に基づいて前記調光装置の透過率を調整することを特徴とする、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】
前記制御部が前記光検出部からの外光照度信号に基づいて前記表示装置の表示輝度を調整することを特徴とする、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】
前記表示装置が有機ＥＬ素子であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記調光装置がＥＣ素子であることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記制御部がナビゲーション装置と接続されており、該ナビゲーション装置からのナビゲーション情報に基づいて道路情報等の情報を前記表示装置に表示させることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
車室内から見て前記表示装置の裏側に前記調光装置が位置する状態で、ウィンドウシールドの内面に接着剤を介して取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜６の何れか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】
本発明は、自動車のウィンドウシールド上に各種表示を行なうための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】
図７に示すように、従来のヘッドアップディスプレイ装置１は、自動車の車室前部に設けたインストルメントパネル２内に組み込まれた光源３，表示器４，平面鏡５及び拡大鏡６と、ウィンドウシールド（フロントガラス）７上に設けた半透過鏡８と、から構成されている。
【０００３】
光源３は、例えば３０００〜６０００ｃｄ／ｍ2程度の所謂、超高輝度の光源であって、インストルメントパネル２内の取付スペース２ａに配置されており、光を出射して表示器４の表示をバック照明する。
【０００４】
表示器４は取付スペース２ａに配置されており、例えば透過型液晶表示パネルから構成されていて、車速，エンジン回転数等の各種表示を透過表示として行なう。そして、表示器４の透過表示が、光源３によるバック照明によって光により明るく表示される。
【０００５】
平面鏡５は取付スペース２ａに配置されており、光源３から表示器４の透過表示を介して入射する光を拡大鏡６に反射する。
【０００６】
拡大鏡６は取付スペース２ａに配置されており、平面鏡５で反射された透過表示を画成する光をウィンドウシールド７上の半透過鏡８に向かって集束させながら反射する。ここで、拡大鏡６は、表示器４の透過表示を半透過鏡８上に結像させるようにその曲率が選定されている。なお、インストルメントパネル２の上面には、拡大鏡６で反射して半透過鏡８に向かう光を通過させるために開口が設けられている。
【０００７】
このような構成のヘッドアップディスプレイ装置１では、表示器４にて所定の透過表示、例えば車速の透過表示が行なわれると共に、光源３が発光して光源３から出射した光が表示器４の透過表示の部分を透過し、さらに平面鏡５で反射して拡大鏡６に入射する。
【０００８】
そして、拡大鏡６に入射した透過表示を画成する光は、拡大鏡６で反射すると共に、拡大鏡６の曲率に基づいて集束されて半透過鏡８に投影される。従って、図８に示すように、運転者Ｄは、運転中にあまり視線を移動することなく半透過鏡８の表面に投影された透過表示の投影像を観察することにより、透過表示による表示内容、例えば車速表示９（図８（Ｂ）参照）を視認することができる。
【０００９】
ところで、このような構成のヘッドアップディスプレイ装置１では、インストルメントパネル２内の取付スペース２ａに設けられた表示器４の透過表示を、バック照明によりインストルメントパネル２の上面に設けられた開口を介して半透過鏡８上に投影するようになっている。従って、インストルメントパネル２の上面に、比較的大きな開口２ｂが存在してしまって、インストルメントパネル２の意匠の見栄えが悪くなってしまう。
【００１０】
また、光源３として超高輝度光源を使用しているが、それでも外光の影響によって半透過鏡８上に透過表示の投影像が見えにくくなる。これにより外光の照度によって透過表示の投影像の視認性が低下してしまう。
これに対して、光源３の輝度をさらに高めることが必要であるが、これにより光源３が大型化すると共に、重量が増大してしまう。
【００１１】
さらに、透過表示の投影のために、光源３，表示器４，平面鏡５及び拡大鏡６が必要であり、これらがインストルメントパネル２内の取付スペース２ａ内に収容されていることから、構造が複雑であり取付スペース２ａが大きくなってしまうと共に、組立作業が煩雑になってしまう。このため、車両パッケージングが制約されてしまうことになる。
【００１２】
これに対して、特許文献１には、任意の場所、例えばインストルメントパネルの上面上に取り付けられるように構成されたヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。
特許文献２には、外光が入射したとしても、この外光が表示部に入射しないようにしたヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２０５９５５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えばインストルメントパネルの上面から突出して配置されることになるので、意匠的に見栄えが悪くなってしまう。
【００１４】
特許文献２によるヘッドアップディスプレイ装置は、ウィンドウシールド上の表示部における投影像が外光の影響により見えにくくなって、外光の照度によって透過表示の投影像の視認性が低下してしまう。また、従来のヘッドアップディスプレイ装置を搭載していない車両に後付けすることは、インストルメントパネルの取り替えを要する他、インストルメントパネル内に他の部品が配置されていて部品を追加するスペースに自由度が少ないため、困難であった。
【００１５】
本発明は、以上の点に鑑みて創作されたものであり、見栄えが向上すると共に、外光による視認性の低下を抑制し、さらに車両パッケージングの自由度を大きくし、後付け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している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、発光表示を行なう表示装置と、表示装置に重ね合わせた調光装置と、ウィンドウシールドに入射する外光の照度を検出する光検出部と、表示装置を駆動制御して、車速，エンジン回転数等の各種表示を行なわせると共に、光検出部からの外光照度信号に基づいて調光装置を調光制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。
【００１７】
本発明のヘッドアップディスプレイ装置において、好ましくは、制御部は光検出部からの外光照度信号に基づいて調光装置の透過率や表示装置の表示輝度を調整する。表示装置は有機ＥＬ素子であり、調光装置はＥＣ素子であることが望ましい。
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、好ましくは、制御部がナビゲーション装置と接続されており、ナビゲーション装置からのナビゲーション情報に基づいて道路情報等の情報を表示装置に表示させる。
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、好ましくは、車室内から見て表示装置の裏側に調光装置が位置する状態で、ウィンドウシールドの内面に接着剤を介して取り付けられている。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成によれば、ウィンドウシールド上に設けられた有機ＥＬ素子等の表示装置が発光表示を行なうことにより、運転者は運転中にあまり視線を移動させることなく、この表示装置の表示を直接に観察して表示内容を視認することができる。
従って、従来のような光源，反射鏡，拡大鏡から成る光学系が不要であることから、インストルメントパネルの上面に表示を画成する光を通過させるための開口を設ける必要がない。これにより、インストルメントパネルの意匠の見栄えが向上する。
また、上述した光学系が不要であり、しかも高輝度の光源も不要であることから、取付スペースが非常に小さくて済む。従って、組立作業が容易であると共に、車両パッケージングの自由度が大きくなる。
【００１９】
そして、表示装置に対して裏側から入射する外光が、液晶やＥＣ（エレクトロクロミック）素子等の調光装置によりその透過率に基づいて調光されると共に、調光装置が光検出部で検出される外光照度信号に基づいて調光制御されるので、外光の照度が高い場合には調光装置の透過率が低減され、表示装置による表示が外光により影響されることなく常に見易い表示となり、この表示内容の視認性が向上する。
【００２０】
制御部が、光検出部からの外光照度信号に基づいて、例えば前もって登録されたテーブルを参照して調光装置の透過率を調整する場合には、調光装置の透過率の調整が迅速に行なわれる。
制御部が、光検出部からの外光照度信号に基づいて表示装置の表示輝度を調整する場合には、調光装置の透過率の調整に加えて、例えば外光の照度が高い場合には、表示装置の表示輝度を高めることで一層見易い表示が行なわれることになる。そして、例えば前もって登録されたテーブルを参照して表示装置の表示輝度を調整する場合には、表示装置の表示輝度の調整が迅速に行なわれる。
【００２１】
制御部がナビゲーション装置と接続されており、ナビゲーション装置からのナビゲーション情報に基づいて道路情報等の情報を表示装置に表示させる場合には、ナビゲーション装置と連動して道路情報等の情報が表示装置により表示されるので、運転者はナビゲーション装置の画面を見つめることなく、当該ヘッドアップディスプレイ装置の表示部を観察することで、一層安全に道路情報等の情報を視認することができる。
さらに、本発明は、表示装置と調光装置とからなる積層物の裏面に接着剤を塗布してウィンドウシールドの内面に貼り付け、表示装置と調光装置とをコントロールする制御部を車両の任意の位置配置しこれらを電気的に接続すれば使用に供することができるので、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載していない車両にも容易に後付けできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の第一の実施形態に係る自動車のヘッドアップディスプレイ装置１０の構成を示す図であり、自動車のヘッドアップディスプレイ装置１０は、自動車のウィンドウシールド１１の所定領域１１ａに設けた表示装置１２及び調光装置１３と、ウィンドウシールド１１内に入射する外光の照度を検出する光検出部１４と、表示装置１２及び調光装置１３を制御する制御部１５と、を備えている。
【００２３】
ウィンドウシールド１１の所定領域１１ａは、図２に示すように、運転者から見易く且つ運転者の視界を妨げない領域、一般的にはウィンドウシールド１１の運転席前方にてその下縁付近に設定されている。そして、この領域１１ａにて表示装置１２及び調光装置１３が互いに重なるようにして、ウィンドウシールド１１の内面に貼り付けられている。具体的には、表示装置１２と調光装置１３とはそれぞれフィルム状に構成されていて、これらのフィルム状部材が重ね合って積層構造を構成する。そして、この積層物の裏面に接着剤を塗布して該積層物がウィンドウシールド１１の内面に貼り付けられている。具体的には、図３に示すように、車室側から見て表示装置１２の背面に調光装置１３が配置され、この調光装置１３の裏面に接着剤が塗布されている。
【００２４】
表示装置１２は公知の構成であって、例えば有機ＥＬ素子から構成されており、透過率の高いほぼ透明なフィルム状のベースに種々の表示を行なうことができるように、個々に駆動されるパターン電極が形成されている。これにより、表示装置１２が適宜に制御されることでこれらのパターン電極が選択的に駆動され、有機ＥＬ素子が発光して所望の発光表示が行なわれる。
【００２５】
調光装置１３は公知の構成であって、例えばＥＣ（エレクトロクロミック：electrochromic）素子や液晶（ＬＣＤ）から構成されており、駆動電圧の変更によって調光制御されることで全面に亘って透過率が調整される。これにより、外方からウィンドウシールド１１を通って表示装置１２の裏面に入射する光が、この調光装置１３の透過率に基づいて調光される。
【００２６】
光検出部１４は、図２に示すように、ウィンドウシールド１１の内側において、例えばインストルメントパネル１６上に設置され、外方からウィンドウシールド１１内に入射する外光の照度を検出する。なお、光検出部１４は、自動車に既設のコンライト用の光検出部を利用してもよい。
【００２７】
制御部１５は、上述した表示装置１２を駆動制御することで、車速，エンジン回転数等の各種表示を行なわせると共に、光検出部１４からの外光照度信号に基づいて表示装置１２の表示輝度を調整する。具体的には、制御部１５は、前もって設定された照度−表示輝度変換テーブルを参照して、外光照度信号が表わす入射照度に対応する表示輝度となるように、例えば駆動電圧を適宜に調整し或いはデューティ比を適宜に調整する。このようにして表示装置１２の表示輝度の調整を行なう。ここで、照度−表示輝度変換テーブルは、図４に示すように、外光の入射照度に対して表示装置１２の表示が見えにくくならないように前もって設定されている。即ち、制御部１５は、外光の入射照度の増加に比例して表示装置１２の輝度を上げる。
【００２８】
さらに、制御部１５は、光検出部１４からの外光照度信号に基づいて上述した調光装置１３を駆動制御して、調光装置１３の透過率を調整する。具体的には、制御部１５は、前もって設定された照度−透過率変換テーブルを参照して、外光照度信号が表わす入射照度に対応する透過率となるように調整装置１３の透過率の調整を行なう。ここで、照度−透過率変換テーブルは、図５に示すように、外光の入射照度に対して調光装置１３の透過光が表示装置１２の表示が見えにくくならないような表示装置１２への入射照度を与えるように前もって設定されている。即ち、制御部１５は、外光の入射照度の増加に比例して調光装置１３の透過率を下げる。
なお、制御部１５には、表示装置１２により表示を行なうべき車速，エンジン回転数等の各種情報が自動車の車両側の例えばボディコンピュータ等から入力されて、この入力信号に基づいて表示装置１２の発光制御が行われる。
【００２９】
本発明の実施形態による自動車のヘッドアップディスプレイ装置１０は以上のように構成されており、制御部１５は、入力される車速情報等の各種情報に基づいて表示装置１２を駆動制御することでパターン電極を選択的に駆動する。これにより、ほぼ透明なベース上に車速等の情報が発光表示される。同時に、制御部１５は、光検出部１４からの外光照度信号に基づいて照度−表示輝度テーブルを参照して、表示装置１２の駆動電圧等を調整することで発光表示の輝度を調整すると共に、照度−透過率テーブルを参照して、調光装置１３の駆動電圧等を調整して調光装置１３の透過率を調整する。
【００３０】
よって、ウィンドウシールド１１の適宜の位置に所定の表示が行なわれることで、運転者は運転中にあまり視線を移動させることなく、この表示装置１２における発光表示を観察することにより表示内容、例えば車速を視認できる。また、例えばウィンドウシールド１１内に入射する外光が比較的多く外光照度が高い場合には、表示装置１２の表示輝度が高められると共に、調光装置１３の透過率が低減され、表示装置１２による発光表示が外光の影響を受けても見えにくくならず、発光表示の視認性が常に良好に保持される。
さらに、本発明のヘッドアップディスプレイ装置１０は、表示装置１２と調光装置１３とからなる上記積層物の裏面に接着剤を塗布してウィンドウシールド１１の内面に貼り付け、表示装置１２と調光装置１３とをコントロールする制御部１５を車両の任意の位置配置しこれらを電気的に接続することで使用に供することができるので、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載していな車両に容易に本発明のヘッドアップディスプレイ装置１０を後付けで装着することができる。
【００３１】
図６は本発明の第二の実施形態に係る自動車のヘッドアップディスプレイ装置２０の構成を示す図であり、自動車のヘッドアップディスプレイ装置２０は、図１及び図２に示した自動車のヘッドアップディスプレイ装置１０とほぼ同様の構成の表示装置１２，調光装置１３及び制御部１５を備えていると共に、この制御部１５が、自動車の車内ＬＡＮを介してボディコンピュータ２１，メータ制御部２２，ナビゲーション装置２３と接続されている。また、光検出器１４の代わりに、ボディコンピュータ２１に接続されたコンライト用光検出器２１ａが使用されるようになっている。
【００３２】
そして、ボディコンピュータ２１から、外光照度信号，エンジン回転数，航続可能距離等が制御部１５に入力されると共に、メータ制御部２２から車速信号が、またナビゲーション装置２３から渋滞情報，交差点情報等を含む道路情報等が、それぞれ制御部１５に入力される。ここで、制御部１５は、切換えスイッチ１５ａを備えており、この切換えスイッチ１５ａを操作することで、上述した各種情報を選択的に切り換えて表示装置１２に発光表示させる。なお、この切換えスイッチ１５ａは、機械式，電気式の各種スイッチが利用可能であり、インストルメントパネル，ステアリング等の運転中に操作しやすい任意の場所に設置されている。
【００３３】
このように構成された自動車のヘッドアップディスプレイ装置２０によれば、制御部１５は、入力される各種情報のうち切換えスイッチ１５ａの操作により選択された情報を表示装置１２にて発光表示させることができる。その際、光検出器２１ａからの外光照度信号に基づいて発光表示の輝度が調整され、調光装置１３の透過率が調整されて発光表示の視認性が良好に保持される。
【００３４】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、表示装置１２には複数の情報を同時に表示させることができるのは勿論である。
【００３５】
以上述べたように、本発明によれば外観の意匠の見栄えが向上すると共に、外光による視認性の低下を抑制し、さらに車両パッケージングの自由度を大きくするようにした、極めて優れたヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の第一の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】図１のヘッドアップディスプレイ装置の自動車への取付状態を示す車内から前方を見た概略図である。
【図３】図１のヘッドアップディスプレイ装置を装着したウィンドウシールドの部分拡大断面図である。
【図４】図１のヘッドアップディスプレイ装置の制御部による表示装置の表示輝度制御テーブルを図式化したグラフである。
【図５】図１のヘッドアップディスプレイ装置の制御部による調光装置の透過率制御テーブルを図式化したグラフである。
【図６】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の第二の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す概略斜視図である。
【図８】図７のヘッドアップディスプレイ装置を示し、（Ａ）は表示状態を示す概略側面図、（Ｂ）は表示例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０，２０    ヘッドアップディスプレイ装置
１１    ウィンドウシールド
１１ａ  所定領域
１２    表示装置
１３    調光装置
１４    光検出部
１５    制御部
１５ａ  切換えスイッチ
１６    インストルメントパネル
２１    ボディコンピュータ
２１ａ  コンライト用光検出器
２２    メータ制御部
２３    ナビゲーション装置
【図１】
2008164908.tif 000003
【図２】
2008164908.tif 000004
【図３】
2008164908.tif 000005
【図４】
2008164908.tif 000006
【図５】
2008164908.tif 000007
【図６】
2008164908.tif 000008
【図７】
2008164908.tif 000009
【図８】
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