(57)【要約】【課題】  単純な構成により運転者以外の同乗者からも表示像を視認可能として、斬新な見映えの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。【解決手段】  液晶パネル２の表示面２ａを助手席乗員Ｐに対向させて配置するとともに、開口部６の形状を、助手席乗員Ｐが液晶パネル２の表示面２ａを視認可能であるように設定することにより、運転者以外の同乗者である助手席乗員Ｐにも、ダッシュボード５の開口部６を介して、液晶パネル２の表示面２ａを直接視認させることができる。したがって、運転者Ｄ以外の同乗者である助手席乗員Ｐからも視認可能である、斬新な見映えのヘッドアップディスプレイ装置１を実現することができる。【選択図】        図１
2005041381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、
前記ダッシュボードに形成された開口部と、
前記表示器から出射された前記表示光を前記開口部方向に反射する第1反射部材と、
前記第１反射部材で反射され前記開口部を経て入射した前記表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材とを備え、
運転者は、前記第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する前記表示光により前記第２反射部材の運転者と反対側に結像される前記表示像の虚像を視認可能であるとともに、
運転者以外の乗員は、前記表示器の前記表示像を前記開口部を介して直接視認可能であることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、
前記ダッシュボードに形成された開口部と、
前記表示器から出射された前記表示光を前記開口部方向に反射する第1反射部材と、
前記第１反射部材で反射され前記開口部を経て入射した前記表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材と、
前記第１反射部材で反射され前記開口部を経て入射した前記表示光を運転者を除く乗員の眼の方向に反射する第３反射部材とを備え、
運転者は、前記第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する前記表示光により前記第２反射部材の運転者と反対側に結像される前記表示像の虚像を視認可能であるとともに、
運転者以外の乗員は、前記第３反射部材で反射して運転者以外の乗員の眼に入射する前記表示光により前記第３反射部材の運転者を除く乗員と反対側に結像される前記表示像の虚像を視認可能であることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、
前記ダッシュボードに形成された開口部と、
前記表示器から出射された前記表示光を前記開口部方向に反射する第1反射部材と、
前記表示器から出射された前記表示光を前記開口部方向に反射する第４反射部材と、
前記第１反射部材で反射され前記開口部を経て入射した前記表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材と、前記第４反射部材で反射され前記開口部を経て入射した前記表示光を運転者を除く乗員の眼の方向に反射する第５反射部材とを備え、
運転者は、前記第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する前記表示光により前記第２反射部材の運転者と反対側に結像される前記表示像の虚像を視認可能であるとともに、
運転者以外の乗員は、前記第５反射部材で反射して運転者以外の乗員の眼に入射する前記表示光により前記第５反射部材の運転者を除く乗員と反対側に結像される前記表示像の虚像を視認可能であることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第２反射部材は、フロントウィンドシールドであ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５】
前記第２反射部材および前記第３反射部材の少なくとも一方は、フロントウィンドシールドであることを特徴とする請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２反射部材および前記第５反射部材の少なくとも一方は、フロントウィンドシールド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もので、たとえば自動車に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置においては、ダッシュボード内に配置されて表示像を形成する表示器から発せられた表示光を反射板により反射させてダッシュボードに設けられた開口部を通してフロントガラス内面に蒸着されたコンバイナに入射させている。そして、コンバイナに入射し且つ反射した表示光は運転者の眼の方向に進行して、フロントガラスの前方に表示像の虚像が結像され、運転者は、この表示像の虚像を視認する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
これにより、運転者が車外前方注視時に車両情報を視認するための視線移動角度を、車両情報を車室内に表示する場合に比べて、小さくして視認性を向上することができる。
【０００４】
表示像の虚像は、フロントガラス前方の運転者の眼と所定距離だけ隔てた位置に結像される。ここで、所定距離とは、車両運転中に運転者が注視する視線を前遠方から虚像へ移動した際、それに対応して、眼の焦点距離調節が素早く行えるような距離であり、一般的には１メートルから数メートル程度である。
【特許文献１】実用新案登録第２５２７７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように構成された従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置においては、虚像を視認可能である眼の位置の範囲は運転席に限られ、言い換えると運転者のみが視認可能な範囲に設定されている。したがって、運転者を除いた乗員、すなわち助手席あるいは後部座席に着座している乗員が表示像を視認することは不可能である。
【０００６】
ところで、車両用ヘッドアップディスプレイ装置による表示像を運転者以外の同乗者からも視認可能にしたい、という要求がある。
【０００７】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置による表示像を運転者以外の同乗者からも視認可能とするための方法として、たとえば、コンバイナを拡大して、フロントガラスの前方に結像される表示像の虚像を大型化することが考えられる。
【０００８】
しかし、この方法によると、ダッシュボードに設けられる開口部を大型化する必要が生じ、事実上達成が困難である。
【０００９】
また、別の方法として、表示像の虚像を視認可能である眼の位置の範囲を拡大することが考えられる。
【００１０】
しかし、この方法によると、虚像の結像位置が運転者に近づいてしまい、運転者による良好な視認性を確保するのが困難となる。
【００１１】
そこで本発明は上記の問題に鑑み成されたもので、光学系部品、つまり反射板等の配置に工夫を凝らし、単純な構成により運転者以外の同乗者からも表示像を視認可能として、斬新な見映えの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】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、ダッシュボードに形成された開口部と、表示器から出射された表示光を開口部方向に反射する第1反射部材と、第１反射部材で反射され開口部を経て入射した表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材とを備え、運転者は、第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する表示光により第２反射部材の運転者と反対側に結像される表示像の虚像を視認可能であるとともに、運転者以外の乗員は、表示器の表示像を開口部を介して直接視認可能である構成とした。
【００１４】
これにより、運転者は、従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の場合と同様に、フロントウィンドシールド（フロントガラス）前方に結像される表示像の虚像を視認できる。さらに、運転者以外の乗員も、ダッシュボードに設けられた開口部を通して表示器の表示画像を直接視認できる。すなわち、運転者および同乗者の両方とも、表示器の表示像を視認することができる。したがって、斬新な見映えの車両用ヘッドアップディスプレイ装置を実現できる。
【００１５】
この場合、本発明の請求項４に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置のように、第２反射部材は、フロントウィンドシールドである構成とする、言い換えると、フロントウィンドシールドが第２反射部材を兼ねる構成とすれば、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成部品点数を低減することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、ダッシュボードに形成された開口部と、表示器から出射された表示光を開口部方向に反射する第1反射部材と、第１反射部材で反射され開口部を経て入射した表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材と、第1反射部材で反射され開口部を経て入射した表示光を運転者を除く乗員の目の方向に反射する第３反射部材とを備え、運転者は、第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する表示光により第２反射部材の運転者と反対側に結像される表示像の虚像を視認可能であるとともに、運転者以外の乗員は、第３反射部材で反射して運転者以外の乗員の目に入射する表示光により第３反射部材の運転者を除く乗員と反対側に結像される表示像の虚像を視認可能である構成とした。
【００１７】
これにより、運転者は、従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の場合と同様に、フロントウィンドシールド（フロントガラス）前方に結像される表示像の虚像を視認できる。さらに、運転者以外の乗員も、第３反射部材によりフロントウィンドシールド前方に結像される表示像の虚像を視認できる。すなわち、運転者および同乗者の両方とも、表示器の表示像を視認することができる。したがって、斬新な見映えの車両用ヘッドアップディスプレイ装置を実現できる。
【００１８】
この場合、第３反射部材の形状を適宜選定することにより、第３反射部材によりフロントウィンドシールド前方に結像される表示像の虚像の大きさを、表示器上における表示像よりも拡大することができる。したがって、運転者を除く乗員による表示像の視認性を向上することができる。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、ダッシュボード内に配置され表示情報を表示像として形成し該表示像を外部に表示光として出射する表示器と、ダッシュボードに形成された開口部と、表示器から出射された表示光を開口部方向に反射する第1反射部材と、表示器から出射された表示光を開口部方向に反射する第４反射部材と、第１反射部材で反射され開口部を経て入射した表示光を運転者の眼の方向に反射する第２反射部材と、第４反射部材で反射され開口部を経て入射した表示光を運転者を除く乗員の目の方向に反射する第５反射部材とを備え、運転者は、第２反射部材で反射して運転者の眼に入射する表示光により第２反射部材の運転者と反対側に結像される表示像の虚像を視認可能であるとともに、運転者以外の乗員は、第５反射部材で反射して運転者以外の乗員の目に入射する表示光により第５反射部材の運転者を除く乗員と反対側に結像される表示像の虚像を視認可能である構成とした。
【００２０】
これにより、運転者は、従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の場合と同様に、フロントウィンドシールド（フロントガラス）前方に結像される表示像の虚像を視認できる。さらに、運転者以外の乗員も、第５反射部材によりフロントウィンドシールド前方に結像される表示像の虚像を視認できる。すなわち、運転者および同乗者の両方とも、表示器の表示像を視認することができる。したがって、斬新な見映えの車両用ヘッドアップディスプレイ装置を実現できる。
【００２１】
この場合、第５反射部材の形状を適宜選定することにより、第５反射部材によりフロントウィンドシールド前方に結像される表示像の虚像の大きさを、表示器上における表示像よりも拡大することができる。したがって、運転者を除く乗員による表示像の視認性を向上することができる。
【００２２】
また、この場合、本発明の請求項６に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置のように、第２反射部材および第５反射部材の少なくとも一方は、フロントウィンドシールドである構成とする、言い換えると、フロントウィンドシールドが第２反射部材および第５反射部材の少なくとも一方を兼ねる構成とすれば、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成部品点数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による車両用ヘッドアップディスプレイ装置を、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【００２４】
(第1実施形態)
図１は、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成図である。図１において、上下方向方が自動車の前後方向であり、左右方向が自動車の左右方向である。なお、図１は、右ハンドル車の場合を示す。
【００２５】
図２は、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図２において、上下方向方が自動車の上下方向であり、左右方向が自動車の前後方向である。
【００２６】
ヘッドアップディスプレイ装置１は、図１に示すように、ダッシュボード５内、つまりダッシュボード５の下側に配置される表示器である液晶パネル２と、ダッシュボード５に形成された開口部６と、液晶パネル２から出射された表示光を開口部６に向けて反射する第１反射部材である反射鏡３と、反射鏡３で反射され開口部６を経て入射した表示光を運転者Ｄの眼の方向に反射する第２反射部材である反射鏡４とから構成されている。
【００２７】
また、液晶パネル２、反射鏡３および反射鏡４は、図１に示すように、ダッシュボード５の下側に配置されるケース８内に保持固定されている。
【００２８】
液晶パネル２は、当該自動車の運転に必要な各種情報を表示像として形成し、且つ内臓する光源であるバックライト（図示せず）が発する光により表示像を透過照明して表示光として発射している。
【００２９】
反射鏡３は、液晶パネル２からの表示光をダッシュボード５の開口部６を介して反射鏡４に入射させることができるように、所定角度でケース８に取り付けられている。
【００３０】
反射鏡４は、反射鏡３、開口部６を経て入射した液晶パネル２からの表示光を、運転者Ｄの眼に入射させることができるように、所定角度でケース８に取り付けられている。
【００３１】
また、反射鏡４は、図２に示すように、中心ピン９を介してケース８に支持固定され、中心ピン９の周りに回動可能である。すなわち、図２において、紙面上を回動可能であるので、ヘッドアップディスプレイ装置１を使用しない場合は、反射鏡４を、中心ピン９の周りに時計回りに回動させてダッシュボード５の開口部６内に格納し、ダッシュボード５の上面をほぼ平らにすることが可能となる。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１の不使用時にはダッシュボード５上面から突起物を無くして、ダッシュボード５周辺の見映えを向上させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の視認性について説明する。
【００３３】
運転者Ｄは、図１中の光路Ａに示すように、液晶パネル２の表示像を、反射鏡３、ダッシュボード５の開口部６および反射鏡４を介して、反射鏡４の運転者Ｄと反対側に結像される虚像Ｉｄとして視認する。
【００３４】
ところで、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１においては、図１に示すように、液晶パネル２の表示面２ａを助手席乗員Ｐに対向させて配置するとともに、開口部６の形状を、助手席乗員Ｐが液晶パネル２の表示面２ａを視認可能であるように設定している。
【００３５】
これにより、運転者以外の同乗者である助手席乗員Ｐは、図１中の光路Ｂに示すように、ダッシュボード５の開口部６を介して、液晶パネル２の表示面２ａを直接視認することができる。
【００３６】
したがって、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１においては、運転者Ｄ以外の同乗者、たとえば助手席乗員Ｐも液晶パネル２の表示面２ａの表示像を視認可能であり、斬新な見映えのヘッドアップディスプレイ装置１を実現することができる。
【００３７】
また、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１においては、部品追加等大幅な変更をすることなく、単純に、液晶パネル２の配置およびダッシュボード５の開口部６の形状を適宜設定することにより、助手席乗員Ｐが液晶パネル２を視認可能な構造を実現している。したがって、コスト上昇を抑えて、斬新な見映えのヘッドアップディスプレイ装置１を実現することができる。
【００３８】
なお、以上説明した、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１において、反射鏡４として凹面鏡を用いれば、液晶パネル２の表示像の虚像Ｉｄを拡大して運転者Ｄに視認させることができる。
【００３９】
また、以上説明した、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１において、助手席乗員Ｐが液晶パネル２の表示像を視認するときの光路Ｂの途中に、画像拡大手段として、たとえば凸レンズ等を配置すれば、液晶パネル２の表示像を拡大して助手席乗員Ｐに視認させることができる。
【００４０】
また、以上説明した、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１において、液晶パネル２の配置、つまり表示面２ａの向きおよびダッシュボード５の開口部６の形状を適宜設定して、助手席乗員Ｐだけでなく他の同乗者、たとえば後席乗員（図示せず）からも液晶パネル２の表示面２ａを視認可能としてもよい。
【００４１】
図３には、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の変形例の断面図を示す。
【００４２】
本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の変形例においては、反射鏡４に替わってフロントウィンドシールド７を第２反射部材として機能させている。
【００４３】
この場合、フロントウィンドシールド７の内側表面７ａの、少なくとも反射鏡３で反射した表示光が入射する領域にはコーティング（図示せず）が施されている。このコーティングは、たとえばＳｉＯ２またはＴｉＯ２を蒸着して形成され、フロントウィンドシールド７の内側表面７ａの反射率を高めて、虚像Ｉｄをより明瞭に運転者Ｄに視認させるためのものである。
【００４４】
この変形例においても、第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の場合と同様に、液晶パネル２の表示面２ａを助手席乗員Ｐに対向させて配置するとともに開口部６の形状を助手席乗員Ｐが液晶パネル２の表示面２ａを視認可能であるように設定すれば、助手席乗員Ｐが液晶パネル２を視認可能とすることができる。したがって、コスト上昇を抑えて、斬新な見映えのヘッドアップディスプレイ装置１を実現することができる。
【００４５】
また、この変形例によれば、反射鏡４が要であるので、ヘッドアップディスプレイ装置１の構成部品点数を低減することができる。
【００４６】
図４には、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の他の変形例における部分断面図を示す。図４は、図１中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１において、ＩＶ−ＩＶ線の方向は、助手席乗員Ｐによる視認光路Ｂとほぼ平行である。
【００４７】
他の変形例においては、図４に示すように、ダッシュボード５に、開口部６に近づくに連れてダッシュボード５の下面５ｂに近づくような斜面５ａを形成している。さらに、この斜面５ａは、ダッシュボード５の、少なくとも助手席乗員Ｐが液晶パネル２の表示面２ａを視認する光路Ｂの通過範囲全域を含む部分に形成されている。
【００４８】
これにより、助手席乗員Ｐによる液晶パネル２の表示面２ａの視認性を向上することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１について説明する。
【００５０】
図５は、本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成図である。図５において、上下方向方が自動車の前後方向であり、左右方向が自動車の左右方向である。なお、図５は、右ハンドル車の場合を示す。
【００５１】
本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１に対して、図５に示すように、反射鏡３で反射され開口部６を経て入射した表示光を運転者以外の乗員である助手席乗員Ｐの眼の方向に反射する第３反射部材である反射鏡１０を設けている。
【００５２】
第２実施形態によるコンビネーションメータ１において、運転者Ｄは、図５中の光路Ａに示すように、液晶パネル２の表示像を、反射鏡３、ダッシュボード５の開口部６および反射鏡４を介して、反射鏡６の運転者Ｄと反対側に結像される虚像Ｉｄとして視認する。
【００５３】
一方、運転者以外の同乗者である助手席乗員Ｐは、図５中の光路Ｃに示すように、液晶パネル２の表示像を、反射鏡３、ダッシュボード５の開口部６および反射鏡１０を介して、反射鏡１０の運転者Ｄと反対側に結像される虚像Ｉｐとして視認する。
【００５４】
すなわち、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、助手席乗員Ｐも、液晶パネル２の表示像を虚像Ｉｐとして視認する。
【００５５】
これにより、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、反射鏡１０を追加設置するという単純な手段により、助手席乗員Ｐが液晶パネル２を視認可能な構造を実現している。したがって、コスト上昇を抑えて、斬新な見映えのヘッドアップディスプレイ装置１を実現することができる。
【００５６】
なお、以上説明した、本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１においても、反射鏡４として凹面鏡を用いれば、液晶パネル２の表示像の虚像Ｉｄを拡大して運転者Ｄに視認させることができる。さらに、反射鏡１０を凹面鏡により形成すれば、助手席乗員Ｐが視認する虚像Ｉｐを拡大することができる。すなわち、一般に、液晶パネル２はダッシュボード５内に格納可能なように小型であり、直接視認する場合、画面がちいさくて見難くなる恐れがあるが、反射鏡１０を凹面鏡として助手席乗員Ｐが視認する虚像Ｉｐを拡大すれば、これを解決することができる。
【００５７】
また、以上説明した、本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１において、反射鏡３は、液晶パネル２からの表示光を、反射鏡４および反射鏡１０の両方へ向けて反射している。これに対して、反射鏡３を液晶パネル２からの表示光を反射鏡４のみへ向けて反射するように配置し、且つ新たに反射鏡を設け、これを液晶パネル２からの表示光を反射鏡１０のみへ向けて反射するように配置してもよい。
【００５８】
また、以上説明した、本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１においても、本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の変形例の場合と同様に、反射鏡４に替わってフロントウィンドシールド７を第２反射部材として機能させてもよい。
【００５９】
この場合、反射鏡４に加えて反射鏡１０までもフロントウィンドシールド７に兼用させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の変形例の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置１の他の変形例による部分断面図であり、図１中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の全体構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    ヘッドアップディスプレイ装置（車両用ヘッドアップディスプレイ装置）
２    液晶パネル（表示器）
３    反射鏡（第１反射部材）
４    反射鏡（第２反射部材）
５    ダッシュボード
５ａ    斜面
５ｂ    裏面
６    開口部
７    フロントウィンドシールド
７ａ    内側表面
８    ケース
９    中心ピン
１０    反射鏡（第３反射部材）
Ａ    光路
Ｂ    光路
Ｄ    運転者
Ｉｄ    運転席側虚像
Ｉｐ    助手席側虚像
Ｐ    助手席乗員（運転者以外の乗員）
【図１】
2005041381.tif 000003
【図２】
2005041381.tif 000004
【図３】
2005041381.tif 000005
【図４】
2005041381.tif 000006
【図５】
2005041381.tif 000007