(57)【要約】【課題】空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにする。【解決手段】車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備え、装置本体部２が、透光性を有する防塵カバー２４と、情報を表す表示光を出射する表示器２１と、表示器２１からの表示光を防塵カバーを２４通してウィンドシールド５へ向けて反射する反射鏡２２、２３とを備え、透光性と吸水性とを有する防曇膜２５が、防塵カバー２４の内面２４ｂと反射鏡２２、２３の反射面２２ａ、２３ａの少なくとも一方に形成されている構成とする。【選択図】  図３
2007069771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の空調をするための空調用ダクトに接続されることによって空調用送風路の一部を構成する装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記装置本体部は、透光性を有する防塵カバーと、該防塵カバーの背後に配置され且つ情報を表す表示光を出射する表示器と、該防塵カバーの背後に配置され且つ該表示器からの表示光を該防塵カバーを通してウィンドシールドへ向けて反射する反射鏡とを備え、
透光性と吸水性とを有する防曇膜が、前記防塵カバーの内面と前記反射鏡の反射面の少なくとも一方に形成されてい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】
前記防曇膜は、ポリウレタン系樹脂から形成され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】
前記防曇膜が形成された前記防塵カバーは、前記内面と反対側の面に傷つき防止用のハードコート膜を備え、
前記ハードコート膜が、前記防曇膜と同時に形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項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４】
前記防曇膜が形成された前記反射鏡は、少なくとも平面鏡と凹面鏡の一方であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項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】
前記防曇膜が形成された前記防塵カバーは、ポリカーボネート系樹脂またはアクリル系樹脂から形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項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、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用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】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）は、防塵カバーと表示器と反射鏡を備える装置本体部とウィンドシールドの内面に形成されたハーフミラーとを備える。防塵カバーは、透光性を有するものであり、インストルメントパネルの開口に設けられる。表示器と反射鏡は、防塵カバーの背後に配置される。
【０００３】
表示器は、情報を表す表示光を出射するものであり、反射鏡は、表示器からの表示光を防塵カバーを通してハーフミラー（ウィンドシールド）へ向けて反射するものであり、ハーフミラーは、反射鏡からの反射光を視認者側へ向けて反射するものである。ＨＵＤは、ハーフミラーが反射鏡からの反射光を視認者側へ反射することによって、表示器の情報を虚像として視認者に認識させるものである。
【０００４】
ここで、ＨＵＤの車両搭載性を改善する為に、ＨＵＤの装置本体部を車室内の空調用ダクトと一体化したものが、提案されている（特許文献１、２を参照）。これは、装置本体部を、車室内の空調をするための空調用ダクトに接続し、装置本体部の内部を空調用送風路の一部として構成するものである。
【特許文献１】特開昭６１−７５０２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１１８４２６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、ＨＵＤの装置本体部を空調用ダクトと一体化した場合、空調用ダクト内を流通する空調エアが、装置本体部の内部を流れるため、防塵カバーの内面と反射鏡の反射面は、空調エアにさらされる。例えば、防塵カバーと反射鏡は、冷たい空調エア（冷風）が装置本体部の内部を流れていれば冷たくなっており、暖かい空調エア（温風）が装置本体部の内部を流れていれば暖かくなっている。
【０００６】
このため、防塵カバーと反射鏡が冷たくなっている際に、温風が装置本体部の内部を急に流れれば、温風内の水分（水蒸気）が冷たい防塵カバーの内面と反射鏡の反射面と接触してこれらの面に結露（曇り）を発生させ、水分で濡れた状態となる。さらに、結露が生じて水分で濡れた状態の面にホコリが付着するため、ＨＵＤの表示が、結露とこの付着したホコリにより低下するまたは認識できないという問題が生ずる。
【０００７】
また、結露の小水滴が蒸発して防塵カバーの内面と反射鏡の反射面が乾燥しても、これらの面に付着したホコリが残存する。このため、結露が発生して水分で濡れた状態となれば、ＨＵＤの表示が低下するまたは認識できないという問題は、これらが乾燥した後においても継続して生じるものである。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
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、車室内の空調をするための空調用ダクトに接続されることによって空調用送風路の一部を構成する装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、装置本体部が、透光性を有する防塵カバーと、防塵カバーの背後に配置され且つ情報を表す表示光を出射する表示器と、防塵カバーの背後に配置され且つ表示器からの表示光を防塵カバーを通してウィンドシールドへ向けて反射する反射鏡とを備え、透光性と吸水性とを有する防曇膜が、防塵カバーの内面と反射鏡の反射面の少なくとも一方に形成されている構成とする。
【００１１】
この構成では、空調用ダクトと一体化した装置本体部において、透光性と吸水性とを有する防曇膜を、防塵カバーの内面と反射鏡の反射面の少なくとも一方に形成する。これにより、暖かい空調エア（温風）が冷たい防塵カバーの内面や反射鏡の反射面に吹き付けられても、防曇膜は、温風内の水分（水蒸気）がこの面に接触して結露（曇り）を発生させる前に、温風内の水分をその内部に吸収する。
【００１２】
このため、防曇膜の上面では、結露の発生を防止でき、常時乾燥を維持でき、防曇膜上にホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクトと一体化した装置本体部を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、その表示が結露の発生により低下しないようにすることができる。
【００１３】
また、この防曇膜は、透光性を有するため、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示機能を妨げることがない。
【００１４】
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、防曇膜がポリウレタン系樹脂から形成される構成とする。
【００１５】
この構成では、防曇膜がポリウレタン系樹脂から形成され、これにより上述の効果を得ることができる。
【００１６】
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、防曇膜が形成された防塵カバーが、その内面と反対側の面に傷つき防止用のハードコート膜を備え、ハードコート膜が、防曇膜と同時に形成されるように構成されている構成とする。
【００１７】
この構成では、ハードコート膜が、防曇膜と同時に形成されるように構成されているため、低コストで上述の効果を得ることができる。
【００１８】
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は、防曇膜が形成された反射鏡が、少なくとも平面鏡と凹面鏡の一方である構成とする。
【００１９】
この構成でも上述の効果を得ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、防曇膜が形成された防塵カバーが、ポリカーボネート系樹脂またはアクリル系樹脂から形成される構成とする。
【００２１】
この構成でも上述の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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について図面に基づいて説明する。
【００２３】
（構成）
図１は、本発明の一施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成を示す模式図である。
【００２４】
図２（ａ）は、図１に示す装置本体部２の構成を示す斜視模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図を示す。
【００２５】
図３は、図１に示す装置本体部２が空調用ダクト６１−６３と一体化した状態を示す斜視模式図である。
【００２６】
図４は、本発明の一実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。
【００２７】
車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）１は、図１に示すように、防塵カバー２４と、表示器である液晶表示器２１と、反射鏡である平面鏡２２と凹面鏡２３とを備える装置本体部２とウィンドシールド５の内面（車室内側の面、図中矢印が示す右側の面）に形成されたハーフミラー３とを備える。防塵カバー２４は、透光性を有するものであり、インストルメントパネル４の開口に設けられる。液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３は、防塵カバー２４の背後（図中の矢印が示す下方）に配置される。
【００２８】
液晶表示器２１は、例えば走行速度の情報を表す表示光を出射するものであり、平面鏡２２と凹面鏡２３は、液晶表示器２１からの表示光を防塵カバー２４を通してハーフミラー３（ウィンドシールド５）へ向けて反射するものであり、ハーフミラー３は、凹面鏡２３からの反射光を視認者Ｍへ向けて反射するものである。
【００２９】
ＨＵＤ１は、ハーフミラー３が凹面鏡２３からの反射光を視認者Ｍへ反射することによって、液晶表示器２１が出射した表示光が表す情報の実像２１Ａを、視認者Ｍに虚像２１Ｂとして認識させるものである。
【００３０】
装置本体部２内において、液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３と防塵カバー２４は、図２（ａ）に示すように配置される。即ち、平面鏡２２は、液晶表示器２１が出射した表示光を凹面鏡２３へ反射可能な位置に配置され、凹面鏡２３は、平面鏡２２からの反射光を防塵カバー２４へ反射可能な位置に配置される。防塵カバー２４は、凹面鏡２３からの反射光をハーフミラー３へ反射可能な位置に配置される。
【００３１】
凹面鏡２３は、虚像２１Ｂを実像２１Ａに対して拡大表示（例えば、約５倍）させるものであり、ハーフミラー３（ウィンドシールド５）自身もこの拡大機能（例えば、約１．２倍）を有している。
【００３２】
液晶表示器２１と平面鏡２２と凹面鏡２３は、装置本体部２のケーシング部２６内に配置され、防塵カバー２４は、ケーシング部２６の上面（インストルメントパネル４）の開口に設けられる。防塵カバー２４は、透光性を有するものであり、凹面鏡２３からの反射光をハーフミラー３へ透過させる機能と、ホコリがケーシング部２６内に入らないようにする機能とを有するものである。
【００３３】
尚、図１と図２（ａ）を理解し易くするため、ケーシング部２６を、想像線（２点鎖線）で図示している。
【００３４】
防塵カバー２４は、図２（ｂ）に示すように、透光性を有するポリカーボネート系樹脂から形成された基部２４ａと、この上面（図中の矢印が示す上側の面）に形成された傷つき防止用のハードコート膜２４ｃから構成される。ハードコート膜２４ｃは、透光性を有するアクリル系樹脂から形成される。
【００３５】
防塵カバー２４の内面２４ｂ（ケーシング部２６の内部側の面）には、本発明の特徴である防曇膜２５が形成される。防曇膜２５は、透光性と吸水性とを有するポリウレタン系樹脂（例えば、ジェネラル・エレクトリック社（ＧＥ）製のＬｅｘａｎ  ＣＴＧ  ＨＰ９２ＡＦ、これは、水分子を化学結合によりその中に吸収するもの）から形成されたものである。
【００３６】
基部２４ａは、ポリカーボネート系樹脂を押し出し成型してシート加工し、板厚が１ミリメートル（ｍｍ）の板状に形成される。
【００３７】
ハードコート膜２４ｃと防曇膜２５は、シート加工工程内でコート処理される。具体的に、基部２４ａを上下のローラに挟み一方から他方へ搬送しつつ、ハードコート膜２４ｃと防曇膜２５を、それぞれ、基部２４ａの上面と下面にこのローラを用いて同時に形成する。ハードコート膜２４ｃと防曇膜２５は、それらの各膜圧が２〜３マイクロメートル（μｍ）に形成され、紫外線照射か加熱等により硬化されて形成される。
【００３８】
これは、防曇膜２５が防塵カバー２４の内面２４ｂに形成され、ハードコート膜２４ｃが内面２４ｂと反対側の面である上面に形成されるため、これを利用してこれらの膜２４ｂ、２４ｃを同時に形成したものである。
【００３９】
尚、平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａにも同様の透光性と吸水性とを有する防曇膜２５を塗布等の後処理により形成する。
【００４０】
装置本体部２（即ち、ケーシング部２６）は、図３に示すように、ＨＵＤ１の車両搭載性を改善する為に車室内の空調用ダクト６１−６３と一体化される。即ち、装置本体部２を、空調用ダクト６１−６３に接続し、装置本体部２の内部を空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２として構成する。
【００４１】
具体的に、空調用ダクト６２をケーシング部２６の一方の面に接続し、図示しないサイド・デフロスタ出口に接続された空調用ダクト６３をケーシング部２６の他方の面に接続する。これにより、装置本体部２の内部は、矢印ＣＡ１で示す空調用送風路を構成する。
【００４２】
また、空調用ダクト６１をケーシング部２６に接続し、ケーシング部２６の上面（インストルメントパネル４）の上面にＨＵＤ１に付属したメイン・デフロスタ出口６４を形成する。これにより、装置本体部２の内部は、矢印ＣＡ２で示す空調用送風路を構成する。
【００４３】
また、図示しないエアコンユニットに付属した図示しないメイン・デフロスタ出口が、メイン・デフロスタ出口６４と別個に設けられる。
【００４４】
また、図２と図３中の各矢印が示す上下方向は、図１中の矢印が示す上下方向と同一である。
【００４５】
以上説明した、本実施形態によるＨＵＤ１の電気回路構成について、図４に基づいて説明する。
【００４６】
マイクロコンピュータ等から構成される制御装置２７には、バッテリ９から電力が常時供給される。イグニッションスイッチ８が、その作動状態（オンまたはオフ）を検出可能に接続され、当該自動車の走行速度を検出する速度センサ７が検出信号を入力可能に接続される。また、制御装置２７には、液晶表示器２１も接続される。
（作動）
上記構成において本実施形態の作動を説明する。
【００４７】
運転者によってイグニッションスイッチ８がオンされると、制御装置２７は、それを検出して作動を開始する。即ち、図４において、速度センサ７からの出力信号に基づき、当該自動車の車速を算出し、この車速を液晶表示器２１に表示させる。即ち、液晶表示器２１は、情報である車速を表す表示光を出射する。
【００４８】
液晶表示器２１が出射した表示光（車速表示の実像２１Ａ）は、図１と図２（ａ）で示すように光路Ｐ１に従って平面鏡２２へ入射し、平面鏡２２により光路Ｐ２に従って凹面鏡２３へ向かって反射する。表示光（車速表示の実像２１Ａ）は、凹面鏡２３により約５倍に拡大され、光路Ｐ３に従ってハーフミラー３へ向かって反射する。約５倍に拡大された表示光（実像２１Ａ）は、ハーフミラー３により約１．２倍に拡大され、図１に示すように、光路Ｐ４に従って視認者の目Ｍに入射する。
【００４９】
これにより、視認者は、約６倍に拡大された車速表示の虚像２１Ｂをハーフミラー３の前方（図１中の矢印が示す左方向）に認識する。この際、視認者は、ハーフミラー３を通して景色も認識できるため、ハーフミラー３上で景色に重ねて車速表示の虚像２１Ｂを認識できる。
【００５０】
ここで、ＨＵＤ１の装置本体部２（即ち、ケーシング部２６）は、図３に示すように、空調用ダクト６１−６３と一体化されており、空調用ダクト６１−６３内を流通する空調エアが、装置本体部の内部を流れるため、防塵カバー２４の内面２４ｂと平面鏡２２と凹面鏡２３とは、空調エアにさらされる。例えば、防塵カバー２４と平面鏡２２と凹面鏡２３は、冷たい空調エア（冷風）が装置本体部２（ケーシング部２６）の内部を流れていれば冷たくなっており、暖かい空調エア（温風）が装置本体部の内部を流れていれば暖かくなっている。
【００５１】
このため、防塵カバー２４と平面鏡２２と凹面鏡２３が冷たくなっている際に、温風が装置本体部２の内部を送風路ＣＡ１、ＣＡ２に従って急に流れれば、温風内の水分（水蒸気）が冷たい防塵カバー２４の内面２４ｂと平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａと接触してこれらの面に結露（曇り）を発生させる恐れがある。
【００５２】
しかし、本発明によるＨＵＤ１では、透光性と吸水性とを有する防曇膜２５がこれらの面２２ａ、２３ａ、２４ｂに形成されているため、温風内の水分（水蒸気）が防曇膜２５に吸収される。これにより、温風内の水分（水蒸気）がこの面に接触して結露（曇り）を発生させる前に、温風内の水分が防曇膜２５に吸収される。
【００５３】
このため、防曇膜２５の上面は常時乾燥し、これにホコリが付着することを防止できる。この結果、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備えるＨＵＤ１において、その表示が結露の発生により低下しないようにできる。また、この防曇膜２５は、透光性を有するため、ＨＵＤ１の表示機能を妨げることがない。
【００５４】
尚、結露（曇り）を防止するだけのためであれば、これらの面２２ａ、２３ａ、２４ｂに親水性を有する防曇膜を形成することができる。しかし、この場合は、温風内の水分（水蒸気）がこの防曇膜上に凝縮して水の膜を形成するため、結露（曇り）を防止できるが、この水の膜にホコリが付着して、ＨＵＤ１の表示機能を妨げることとなる。
【００５５】
本発明の特徴は、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備えるＨＵＤ１において、透光性と吸水性とを有する防曇膜２５を、これらの面２２ａ、２３ａ、２４ｂに形成することである、これにより、結露する条件においても、防曇膜２５の上面を常時乾燥させて結露（曇り）を防止でき、このため、防曇膜２５の上面にホコリが付着することを防止できる。
【００５６】
上述の例では、防曇膜２５を、防塵カバー２４の内面２４ｂと平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａの全てに形成したが、そのいずれかのみに形成した場合であっても、防曇膜２５を形成した面において、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の表示が、結露の発生により低下しないようにすることができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、車室内の空調をするための空調用ダクト６１−６３に接続されることによって空調用送風路の一部ＣＡ１、ＣＡ２を構成する装置本体部２を備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置１であって、装置本体部２が、透光性を有する防塵カバー２４と、防塵カバー２４の背後に配置され且つ情報を表す表示光を出射する表示器２１と、防塵カバー２４の背後に配置され且つ表示器２１からの表示光を防塵カバーを２４通してウィンドシールド５へ向けて反射する反射鏡である平面鏡２２と凹面鏡２３とを備え、透光性と吸水性とを有する防曇膜２５が、防塵カバー２４の内面２４ｂと平面鏡２２の反射面２２ａと凹面鏡２３の反射面２３ａの少なくともいずれかに形成されている構成とする。
【００５８】
これにより、空調用ダクト６１−６３と一体化した装置本体部２を備える車両用ヘッドアップディスプレイ装置１において、その表示が結露の発生により低下しないようにできる。
【００５９】
尚、実像２１Ａに対する虚像２１Ｂの拡大率を低下することが可能な場合は、凹面鏡２３を平面鏡とすることができる。
【００６０】
また、液晶表示器２１に限定する必要はなく、他の表示器とすることができる。
【００６１】
上述の例では、液晶表示器２１は、情報である車速を表す表示光を出射するが、これに限らないで、エンジンの回転数や走行距離等の他の情報を表す表示光を出射するように構成することができる。
【００６２】
上述の例では、防塵カバー２４の基部２４ａを、ポリカーボネート系樹脂から形成したが、アクリル系樹脂または他の透光性を有する樹脂から形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の一施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す装置本体部２の構成を示す斜視模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図を示す。
【図３】図３は、図１に示す装置本体部２が空調用ダクト６１−６３と一体化した状態を示す斜視模式図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置１（装置本体部２）の電気回路構成を説明する回路構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  車両用ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）
２  装置本体部、２１  液晶表示器（表示器）
２２  平面鏡（反射鏡）、２２ａ  反射面
２３  凹面鏡（平面鏡、反射鏡）、２３ａ  反射面
２４  防塵カバー、２４ａ  基部、２４ｂ  内面、２４ｃ  ハードコート膜
２５  防曇膜、２６  ケーシング部、２７  制御装置、３  ハーフミラー
４  インストルメントパネル、５  ウィンドシールド
６１−６３  空調用ダクト、６４  メイン・デフロスタ出口
７  速度センサ、８  イグニッションスイッチ、９  バッテリ
【図１】
2007069771.tif 000003
【図２】
2007069771.tif 000004
【図３】
2007069771.tif 000005
【図４】
2007069771.tif 000006