(57)【要約】【課題】空気砲のための余分な設置スペースを必要とせず、ヘッドアップディスプレイで警告メッセージを表示すると同時にヘッドアップディスプレイの近傍からドライバーの顔に向かって空気の圧力波を発射することができる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００のケーシング１０には、ドライバーに向かって開口１１が設けられている。制御部２０は、表示素子１６に警告メッセージを表示すると同時にアクチュエータ１５を作動させる。アクチュエータ１５が作動すると、ケーシング１０の内部の空気が急激に圧縮され、その結果、開口１１から空気の塊が勢い良く発射される。開口１１から発射された空気の塊は環状の圧力波４００となってドライバーに向かって進む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドシールドの下方に設置される車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
開口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられた表示素子と、
前記表示素子の像をウインドシールドに向けて反射するための、前記ケーシングの内部に設けられたミラーと、
前記ケーシングの一部を構成し、気密に形成されるとともに前記ミラーによって反射された前記表示素子の像を透過させる透過部と、
前記表示素子と前記ミラーの間の空間の空気を圧縮することによって前記ケーシングの開口からドライバーに向けて空気の圧力波を発射させるアクチュエータとを備えた、車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記表示素子の制御に連動して前記アクチュエータを制御する制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ケーシングは、前記開口の他に、前記ケーシングの内部で発生した熱を排熱するための排熱用開口を有し、
前記ケーシングの内部には、前記アクチュエータによって空気の圧縮される空間を、前記排熱用開口から隔離するための隔壁が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記隔壁が透明部材であることを特徴とする、請求項３に記載の車両用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、車両用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、ウインドシールドにドライバー向けの情報（速度計や警告灯など）の表示を行うヘッドアップディスプレイがある。ヘッドアップディスプレイを用いれば、ドライバーは表示されている情報をわずかな視線の移動だけで確認することができるため、安全性と視認性に優れている。特に、運転中は、ドライバーは前方を見ていることが多く、ヘッドアップディスプレイの映像が自然にドライバーの視界に入るので、ドライバーに危険や異常を知らせる警告手段としてもヘッドアップディスプレイは適している。
【０００３】
しかしながら、たとえ上記のようなヘッドアップディスプレイを用いて警告メッセージを表示したとしても、ドライバーが脇見をしていてヘッドアップディスプレイの映像を見ていない場合には無意味である。そこで、非特許文献１に開示されているような空気砲を利用することが考えられる。空気砲は、開口が設けられたケースの内部の空気を勢い良く圧縮すると開口から空気の圧力波が勢い良く発射されるという仕組みを利用して空気を発射する。
【０００４】
非特許文献１に記載の走行安全装置では、インスツルメントパネルなどに複数の空気砲が配設されており、障害物に衝突する危険が迫っているときに、その障害物の方向に対応する空気砲からドライバーの顔に向かって空気の圧力波が発射される。その結果、障害物の方向にドライバーの顔を向かせることができるので、仮にドライバーが表示器を全く見ておらず、しかも音楽を大音量で聞いていたとしても、ドライバーに危険をすばやく察知させることができる。
【０００５】
上記のような空気砲をヘッドアップディスプレイの近傍に設置しておけば、ヘッドアップディスプレイで警告メッセージを表示すると同時にヘッドアップディスプレイの近傍からドライバーの顔に向かって空気の圧力波を発射することができるため、脇見をしているドライバーにも警告メッセージをすばやく視認させることができる。
【非特許文献１】発明協会公開技報公技番号２００６−５０５７７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような空気砲を形成するためには、開口から発射すべき空気を保持するための大きな空間が必要となるため、空気砲のために大きな設置スペースが必要となるという問題がある。
【０００７】
それゆえに本発明は、空気砲のための余分な設置スペースを必要とせず、ヘッドアップディスプレイで警告メッセージを表示すると同時にヘッドアップディスプレイの近傍からドライバーの顔に向かって空気の圧力波を発射することができる車両用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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００９】
本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置（１００）は、ウインドシールド（２００）の下方に設置される車両用ヘッドアップディスプレイ装置である。この車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、ケーシング（１０）と、表示素子（１６）と、ミラー（１４）と、透過部（１２）と、アクチュエータ（１５）とを備える。ケーシングは、開口（１１）を有する。表示素子は、ケーシングの内部に設けられる。ミラーは、表示素子の像（３００）をウインドシールドに向けて反射するためのものであり、ケーシングの内部に設けられる。透過部は、ケーシングの一部を構成し、気密に形成されるとともにミラーによって反射された表示素子の像を透過させる。アクチュエータは、表示素子とミラーの間の空間の空気を圧縮することによってケーシングの開口からドライバーに向けて空気の圧力波を発射させる。
【００１０】
なお、車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、表示素子の制御に連動してアクチュエータを作動させる制御部（２０）をさらに備えてもよい。
【００１１】
また、ケーシングは、上記の開口の他に、ケーシングの内部で発生した熱を排熱するための排熱用開口（１７）を有していてもよく、ケーシングの内部には、アクチュエータによって空気の圧縮される空間を排熱用開口から隔離するための隔壁（１８）が設けられていてもよい。これにより、ケーシングに排熱用開口が設けられている場合でも、アクチュエータによって圧縮された空気が排熱用開口から漏れることが無く、ドライバーに向けて空気の圧力波を効率良く発射させることができる。
【００１２】
また、上記の隔壁が透明部材であってもよい。これにより、表示素子やバックライト（１９）からの光を遮ってしまうことを心配することなく、最適な位置に隔壁を配置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような本発明によれば、空気砲のための余分な設置スペースを必要とせず、ヘッドアップディスプレイで警告メッセージを表示すると同時にヘッドアップディスプレイの近傍からドライバーの顔に向かって空気の圧力波を発射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の種々の実施形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の車両への設置例を示す図である。本実施形態では、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ドライバーの前方のウインドシールド２００の下方（インスツルメントパネルの上部）に設置される。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００からウインドシールド２００に向けて、車速や警告灯などを示す像３００が発せられ、この像３００がウインドシールド２００に投影される。これにより、ドライバーは、ウインドシールドよりも前方の位置に表示素子の像３００を視認することができる。
【００１６】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、上記のように表示素子の像３００を表示する機能に加えて、ドライバーに向けて空気の圧力波４００を発射する機能を備えている。
【００１７】
図２は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を示す図である。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はケーシング１０で覆われている。ケーシング１０の内部には表示素子１６とミラー１４が設けられている。
【００１８】
表示素子１６は、制御部２０によって制御され、車速や警告灯などを表示する。表示素子１６としては、ＶＦＤ（Vacuum Flourescent Display）のような自発光型の表示素子でも良いし、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のような光源を利用する表示素子でも良い。
【００１９】
ミラー１４は、表示素子１６の像をウインドシールド２００に向けて反射する。ケーシング１０の一部は透過部１２で構成されており、この透過部１２は、典型的には透明アクリルで構成されており、ミラー１４によって反射された表示素子１６の像を透過する（ただし、気密に形成されているので空気は透過させない）。すなわち、ミラー１４によって反射された表示素子１６の像は、透過部１２を透過してウインドシールド２００に投影される。なお、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は複数のミラーを備えていてもよい。この場合、表示素子１６の像は、ミラーの数に応じた回数だけ反射した後、ウインドシールド２００に投影される。
【００２０】
なお、本実施形態では、車両の外部から入射した光が透過部１２で反射してドライバーに向かわないように、透過部１２は図２に示すようなカーブ形状となっており、透過部１２で反射した光（車両の外部から入射した光）が無反射集光面１３へと向かうように構成されている。ただし、このような透過部１２のカーブ形状や無反射集光面１３は、本発明にとっては必須ではない。
【００２１】
ケーシング１０には、ドライバーに向かって開口１１が設けられており、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ケーシング１０の内部の空気を圧縮するためのアクチュエータ１５を備えている。アクチュエータ１５が作動すると、ケーシング１０の内部の空気が急激に圧縮され、その結果、開口１１から空気の塊が勢い良く発射される。すなわち、ケーシング１０と透過部１２とアクチュエータ１５によって囲まれた空間（図３において斜線を付した領域）は、開口１１を除いて気密となっており、圧力波４００を生成するための空間として利用される。アクチュエータ１５としては、例えば、スピーカのようにコイルとマグネットで構成されても良いし、歯車やバネ等の機械要素を用いて構成されても良い。また、開口１１が設けられる位置は、図２のようにケーシング１０の上面に限らず、他の位置に設けられても良い。
【００２２】
開口１１から空気の塊が勢い良く発射されると、ケーシング１０の外部の静止した空気との間の摩擦力によって、図１に矢印で示すような渦を生じ、その結果、開口１１から発射された空気の塊は環状の圧力波４００となってドライバーに向かって進む。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００から圧力波４００を発射するタイミング（すなわちアクチュエータ１５の作動タイミング）は、制御部２０によって制御される。
【００２３】
なお、開口１１の形状は、圧力波４００を生成可能であるような任意の形状を採用することができる。例えば、円形であっても良いし、楕円形であっても良いし、矩形であっても良い。
【００２４】
制御部２０は、典型的にはＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭで構成され、車速や、エンジン等の異常や、障害物の接近などを検知する各種センサ群３０からの信号に基づいて、表示素子１６に車速、警告灯、警告メッセージを表示するとともに、表示素子１６の表示内容をドライバーに迅速に伝える必要がある場合にはアクチュエータ１５を作動させて圧力波４００を発射させる。以下、図４に示すフローチャートを参照して、制御部２０の動作を説明する。
【００２５】
ステップＳ１０で、制御部２０は、各種センサ群３０からの信号を受信する。
【００２６】
ステップＳ１１で、制御部２０は、各種センサ群３０からの信号に基づいて、エンジン等の異常や、障害物の接近など、緊急にドライバーに警告を行うべき状況かどうかを判断する。そして、警告すべき状況である場合には処理はステップＳ１２に進み、警告すべき状況でない場合には処理はステップＳ１４に進む。
【００２７】
ステップＳ１２で、制御部２０は、表示素子１６に警告灯や警告メッセージ等の情報を表示する。
【００２８】
ステップＳ１３で、制御部２０は、アクチュエータ１５を作動させて開口１１から圧力波４００を発射させる。
【００２９】
ステップＳ１４で、制御部２０は、各種センサ群３０からの信号に基づいて、表示素子１６の表示情報（車速等）を更新する。その後、処理はステップＳ１０に戻る。
【００３０】
このように、ステップＳ１２の処理に続いてステップＳ１３の処理が実行されるので、警告メッセージが表示されることに連動して圧力波が発射される。これにより、脇見をしているドライバーにも警告メッセージをすばやく視認させることができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、警告メッセージを表示すると同時にドライバーの顔に向かって空気の圧力波を発射することができる。また、通常、ヘッドアップディスプレイでは、図１におけるドライバーと像３００との間の距離を長くするために、表示素子１６とミラー１４の間に管状のスペースが設けられるが、本実施形態では、その空間を圧力波の生成に利用することによって、空気砲のための余分な設置スペースを設けることなしに、ドライバーに圧力波を発射することを可能にしている。
【００３２】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を示す図である。本実施形態では、ケーシング１０は、圧力波４００を発射するための開口１１の他に、ケーシング１０の内部で発生した熱（特に、表示素子１６から発生する熱）を排熱するための排熱用開口１７を有している。
【００３３】
ところで、上記のようにケーシング１０が排熱用開口１７を有している場合には、そのままではアクチュエータ１５によってケーシング１０の内部の空気を圧縮したとしても、空気が排熱用開口１７からも漏れてしまうため、圧力波４００がうまく発射されない可能性がある。そこで本実施形態では、ケーシング１０の内部に、アクチュエータ１５によって空気の圧縮される空間を、排熱用開口１７から隔離するための隔壁１８が設けられている。これにより、ケーシング１０と透過部１２とアクチュエータ１５と隔壁１８によって囲まれた空間（図６において斜線を付した領域）は、開口１１を除いて気密となるので、圧力波４００を生成するための空間として利用できる。図５の例では、表示素子１６とミラー１４の間に隔壁１８が設けられているが、この隔壁１８は透過部１２と同様に透明部材で構成されているため、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の表示に悪影響を及ぼすことはない。
【００３４】
なお、隔壁１８の配置位置は図５の位置に限らない。例えば、表示素子１６が液晶パネルであって、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００に図７のようにバックライト１９が設けられている場合には、液晶パネルとバックライト１９との間に透明部材で構成される隔壁１８を配置してもよい。この場合も、ケーシング１０と透過部１２とアクチュエータ１５と隔壁１８（図８において斜線を付した領域）は、開口１１を除いて気密となるので、圧力波４００を生成するための空間として利用できる。これにより、バックライト１９から発生する熱を排熱用開口１７から排熱でき、しかもバックライト１９から液晶パ
ネルに向かって照射される光を遮ることなく、アクチュエータ１５によって空気の圧縮される空間を排熱用開口１７から隔離することができる。
【００３５】
なお、表示素子１６（またはバックライト１９）からの光を遮らない位置に隔壁１８を設ける場合には、隔壁１８は透明部材で構成される必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、例えば脇見をしているドライバーにも警告メッセージをすばやく視認させることができる車両用ヘッドアップディスプレイ装置として非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車両への設置例を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置における圧力波を生成するための空間を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御部の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置における圧力波を生成するための空間を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態の変形例に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態の変形例に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置における圧力波を生成するための空間を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１０    ケーシング
１１    開口
１２    透過部
１３    無反射集光面
１４    ミラー
１５    アクチュエータ
１６    表示素子
１７    排熱用開口
１８    隔壁
１９    バックライト
２０    制御部
３０    各種センサ群
１００    車両用ヘッドアップディスプレイ装置
２００    ウインドシールド
３００    像
４００    圧力波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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