(57)【要約】  本発明は、視覚情報をスクリーン上に投影するためのヘッドアップディスプレイを提案し、ヘッドアップディスプレイは、光源と、視覚情報を生成するための光変調デバイスを含んだプロジェクターユニットを有し、プロジェクターユニットは、プロジェクターユニットを冷却するためのグローバルラジエータ（５）を有する。
2017517426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚情報をスクリーン（４）上に投影するヘッドアップディスプレイ（１）であって、ヘッドアップディスプレイ（１）は、光源（２）と、視覚情報を生成するための光変調デバイスを含んだプロジェクターユニット（９）を有し、プロジェクターユニット（９）は、プロジェクターユニット（９）を冷却するためのグローバルラジエータ（５）を有し、プロジェクターユニット（９）はキネマティックデバイス（７）の直ぐ隣りに配置され、グローバルラジエータ（５）は、１００Ｗ／（ｍＫ）より大きく、好ましくは１５０Ｗ／（ｍＫ）より大きく、より好ましくは２００Ｗ／（ｍＫ）より大きい熱伝導度を有する材料を少なくとも部分的に含む、ヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項２】
光変調デバイスは、レンズ（６）および／または液晶ディスプレイ（３）を含む、および／または光源（２）は、プリント回路基板中に一体化される、請求項１によるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項３】
スクリーン（４）は、コンバイナーおよび／またはミラーである、請求項１または２によるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項４】
グローバルラジエータ（５）は、光源（２）と光変調コンポーネントの両方に接触する、請求項１−３のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項５】
スクリーン（４）は、フロントガラスの一部である、および／または使用位置と非使用位置の間でキネマティックデバイス（７）によって可逆的に移転可能である、請求項１−４のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項６】
プロジェクターユニット（９）は、使用位置におけるスクリーン（４）の下に配置される、請求項１−５のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項７】
ヘッドアップディスプレイ（１）が、生成された視覚情報をプロジェクターユニット（９）からスクリーン（４）まで送付するための別のミラーを有する、請求項１−６のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項８】
レンズ（６）は、光源（２）と液晶ディスプレイ（３）の間に配置され、レンズ（６）は、ラジエータの内部に配置される、請求項１−７のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項９】
グローバルラジエータ（５）は、リップドデザインおよび／または追加のファンを有する、請求項２−８の１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項１０】
グローバルラジエータ（５）は、少なくとも部分的にアルミニウムからなる、請求項１−９のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項１１】
プロジェクターユニット（９）は、その非使用位置におけるスクリーン（４）の直ぐ隣りに配置される、請求項１−１０のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項１２】
ヘッドアップディスプレイ（１）は、車両のダッシュボード（１０）の一部である、請求項１−１１のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）。
【請求項１３】
請求項１−１２のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）を有する車両のダッシュボード（１０）。
【請求項１４】
請求項１−１３のいずれか１つによるヘッドアップディスプレイ（１）を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚情報をスクリーン上に投影するヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなヘッドアップディスプレイは、典型的には車両のダッシュボード中に一体化され、例えば現行の車両速度、燃料計および／または警告のような情報を車両の搭乗者に供給することが意図されている。典型的には、視覚情報は、使用位置と非使用位置の間で可逆的に変換可能なミラーまたはコンバイナー上に投影される。
【０００３】
一般に、搭乗者の前の限定されたスペースのために、コンパクトなヘッドアップディスプレイを実現することが非常に重要である。従って、ヘッドアップディスプレイのコンポーネンツをお互いの直接隣りに配置することが確かである。帰結として、（使用および非使用位置の間でコンバイナーを変換するための）キネマティックデバイスと、ＴＦＴディスプレイのような液晶デバイスの間のスペースは、限定されている。このスペースは、しかしながら、ＴＦＴディスプレイを照射するためのバックライトを生成する光源のために設けられており、それはＴＦＴディスプレイによって生成された視覚情報をスクリーン上に投影するために必要なものである。従って、動作するヘッドアップディスプレイの光源によって発生されている熱が、ＴＦＴディスプレイに否定的に影響を及ぼし、それを破壊することさえできる。
【発明の概要】
【０００４】
従って本発明の目的は、プロジェクターユニットをもったヘッドアップディスプレイであって、発熱する光源と、熱によって影響される液晶デバイスを、お互いの隣りに配置することの積極的な効果を諦めること無しに、動作するプロジェクターユニットの熱が低減されるものを提供することである。
【０００５】
本発明の問題は、視覚情報をスクリーン上に投影するヘッドアップディスプレイであって、ヘッドアップディスプレイは、光源と、視覚情報を生成するための光変調デバイスを含んだプロジェクターユニットを有し、プロジェクターユニットは、プロジェクターユニットを冷却するためのグローバルラジエータを有する、ヘッドアップディスプレイによって解決される。更に、プロジェクターユニットはキネマティックデバイスの直ぐ隣りに配置され、グローバルラジエータは、１００Ｗ／（ｍＫ）より大きく、好ましくは１５０Ｗ／（ｍＫ）より大きく、より好ましくは２００Ｗ／（ｍＫ）より大きい熱伝導度を有する材料を少なくとも部分的に含むことが提供される。
【０００６】
最先端のものとは対照的に、ヘッドアップディスプレイの適正な動作が可能であるようにグローバルラジエータによってプロジェクターユニットの熱を低減することが、ここで有利なことに可能である。よって、光源に起因する熱によってそうでなければ引き起こされることができる潜在的な欠陥を避けることができる。更には、スクリーンが均一に照射されて少なくとも６０００Ｃｄ／ｍ２の照度に達するような、光変調デバイスのためのバックライトのような強力な光源を使うことが可能である。
【０００７】
好ましくは、光変調デバイスは、光源のバックライトを使って光変調デバイスを照射することによってスクリーン上に投影された視覚情報を生成することが提供される。特に、光変調デバイスは、少なくとも部分的に透明で、光源からの光、即ちバックライトは、少なくとも部分的に光変調デバイスを通る。好ましくは、光変調デバイスの少なくとも一部は、視覚情報が修正されなければならない時にはいつでも、その透明性および／または色を変化させる。よって、変調デバイスは、視覚情報に対応する光源の光を変調する。更には、グローバルラジエータデバイスが、それらにそれぞれ接触することによって、プロジェクターユニットの少なくとも２つのコンポーネンツの熱を低減することが提供される。
【０００８】
本発明の別の実施形態によると、光変調デバイスは、レンズおよび／または液晶ディスプレイを含む、および／または光源は、プリント回路基板中に一体化されることが提供される。ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ディスプレイのような液晶ディスプレイを使うことによって、視覚情報を生成することができる光変調デバイスが提供される。特に、グローバルラジエータは、ＴＦＴディスプレイの温度が９５℃より下であり、従ってＴＦＴディスプレイの熱によって引き起こされる損傷が避けられ得ることを保障することが提供される。更には、光源からの光は、液晶デバイスによって生成された視覚情報をスクリーン上に投影するための液晶デバイスを通ることが提供される。特に、液晶ディスプレイを制御することによって視覚情報を素早く変更することが可能である。この目的のために、液晶ディスプレイは、好ましくは、光変調デバイスによって生成されるべき情報を決定する制御ユニットに接続される。更には、光変調デバイスは、スクリーンの好ましくは均一な照射のために光源によって放射された光を修正する、レンズ、絞りまたはレンズシステムのようなコンポーネントを含む。帰結として、投影された視覚情報の品質が更に高められる。更には、光源は、好ましくはプリント回路基板に一体化されたＬＥＤであることが提供される。そのような光源は、小さなサイズで有利なことに扱うことが容易である。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によると、投影デバイスは、グローバルラジエータによって少なくとも部分的に枠付けされることが提供される。投影デバイスを枠付けすることによって、グローバルラジエータは、冷却を要求する投影デバイスのいくつかの、特に全ての、コンポーネンツを共同で冷却することが可能である。好ましくは、グローバルラジエータは、少なくとも部分的に投影デバイスの周囲に沿って延びる。グローバルラジエータが、投影デバイスの１５％より多く、好ましくは２５％より多く、より好ましくは４０％より多くを覆うことも考えられる。特に、投影デバイスは、グローバル投影デバイスによってほぼ完全に枠付けされる。
【００１０】
本発明の別の実施形態によると、スクリーンは、コンバイナーおよび／またはミラーであることが提供される。特に、スクリーンは、投影された視覚情報が少なくとも部分的に反射されて搭乗者に戻されるかまたは少なくとも部分的に搭乗者に伝送されるように設計される。コンバイナーのような半透明のスクリーンを使うことは、搭乗者の視野が著しく制約されないという利点を有する。
【００１１】
本発明の別の実施形態によると、グローバルラジエータは、光源と光変調コンポーネントの両方に接触することが提供される。特に、グローバルラジエータは、プロジェクターユニットの全ての本質的なパーツの効果的な冷却を実現するために、光源と、レンズと、ＴＦＴディスプレイに接触する。
【００１２】
本発明の別の実施形態によると、スクリーンは、フロントガラスの一部である、および／または使用位置と非使用位置の間でキネマティックデバイスによって可逆的に移転可能であることが提供される。それにより、スペースを節約するヘッドアップディスプレイが、有利なことに実現される。特に、キネマティックデバイスは、ギア機構を含み、スクリーンは、ヘッドアップディスプレイのハウジングに可動に接続される。特に、スクリーンは、使用位置と非使用位置の間でスクリーンを移転するために、旋回および／またはシフトされる。
【００１３】
本発明の別の実施形態によると、プロジェクターユニットは、使用位置におけるスクリーンの下に配置されることが提供される。それはコンパクトなヘッドアップディスプレイを提供する。
【００１４】
本発明の別の実施形態によると、ヘッドアップディスプレイが、生成された視覚情報をプロジェクターユニットからスクリーンまで送付するための別のミラーを有することが提供される。それにより、プロジェクターユニットは、コンバイナーおよび／またはミラーの直接下に位置することができる。
【００１５】
本発明の別の実施形態によると、レンズは、光源と液晶ディスプレイの間に配置され、レンズは、ラジエータの内部に配置されることが提供される。特に、レンズと、光源と、液晶ディスプレイは、グローバルラジエータによって枠付けされる。コンパクトでロバストなプロジェクターユニットを生成することが、ここで可能である。
【００１６】
本発明の別の実施形態によると、グローバルラジエータは、リップドデザイン（ripped design）および／または追加のファンを有することが提供される。グローバルラジエータのそのような構成は、プロジェクターユニットを少なくとも部分的に冷却するためのグローバルラジエータの能力を有利なことに増加する。リップドデザインは、グローバルラジエータによって集められている熱を放出することができる表面を増加する。
【００１７】
高い熱伝導度を有するグローバルラジエータは、好ましくは効果的なグローバルラジエータである。
【００１８】
本発明の別の実施形態によると、グローバルラジエータは、少なくとも部分的にアルミニウムからなることが提供される。アルミニウムは、高い熱伝導度を有する。アルミニウムを有するラジエータは、従って効果的なグローバルラジエータである。
【００１９】
本発明の別の実施形態によると、プロジェクターユニットは、その非使用位置におけるスクリーンの直ぐ隣りに配置されることが提供される。それが車両中に容易に一体化されることができるように設計されたヘッドアップディスプレイを実現することが、ここで有利なことに可能である。そのような場合、グローバルラジエータは、液晶デバイスを危険に晒すこと無しに、望ましいスクリーン照射のための強力な光源を使うことを許容する。
【００２０】
本発明の別の実施形態によると、ヘッドアップディスプレイは、車両のダッシュボードの一部であることが提供される。好ましくは、ヘッドアップディスプレイは、搭乗者の前に配置される。従って、コンバイナーを搭乗者の視野内に局所化することが、有利なことに可能である。
【００２１】
本発明の別の主題は、前に記載された通りのヘッドアップディスプレイを有する車両のダッシュボードである。
【００２２】
本発明の別の主題は、前に記載された通りのヘッドアップディスプレイを有する車両である。
【００２３】
本発明のこれらおよびその他の特性、特徴および利点は、発明の原理を例によって描写する付随した図面と合わせて取られれば、以下の詳細な記載から明白になるであろう。記載は、発明の範囲を限定すること無しに、例のためだけに与えられる。下で引用された参照図は、添付された図面を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１の例示的実施形態によるヘッドアップディスプレイを、斜視図で示す。
【図２】図２は、本発明の第１の例示的実施形態によるヘッドアップディスプレイを、断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明が、特定の実施形態についていくつかの図面を参照して記載されるが、発明はそれに限定されるものではなく請求項によってのみ限定されるものである。記載された図面は概略的なもののみで限定的ではない。図面において、いくつかの要素のサイズは、描写の目的で、誇張され一定の比率では描かれないことがあり得る。
【００２６】
単数形の名詞に言及する際に、例えば「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」などの不定冠詞または定冠詞が使われる場合、そうでない何かが特定に言明されない限り、これは複数形の名詞を含む。
【００２７】
更には、記載および請求項において第１、第２、第３等の用語が、同様の要素同士を区別するために使われるが、必ずしも順序または時系列を記載するものではない。そのように使われた用語は、適切な状況の下で入れ替え可能であり、ここに記載された発明の実施形態は、ここで記載されたか描写されたもの以外の順序での動作が可能であることが理解されるべきである。
【００２８】
図１では、本発明の第１の例示的実施形態によるヘッドアップディスプレイ１が、斜視図で描かれている。そのようなヘッドアップディスプレイ１は、好ましくは車両のダッシュボード１０中に一体化され、視覚情報を表示するためのスクリーン４を含む。特に、ヘッドアップディスプレイ１は、車両の搭乗者、特にそのドランバーが、頭の位置および／または視線方向を変えること無しに視覚情報に気付くことができるように配置される。例えば、そのような情報は、現行の車両速度、燃料計および／または車両の状態を特定するその他のパラメータに関するもので、スクリーン上に表示される。警告がスクリーン上でも表示されることも考えられる。従って、ヘッドアップディスプレイは、まっすぐな搭乗者に情報を供給するプロンプターの一種として使われる。
【００２９】
視覚情報は、スクリーン４上に投影されることが提供される。例えば、ミラー、コンバイナーまたはフロントガラスが、スクリーン４として使われても良い。特に、コンバイナーは、使用位置と非使用位置の間で可逆的に移転可能であることが提供される。好ましくは、使用位置にあるコンバイナーは、搭乗者の視野中に配置され、非使用位置にあるコンバイナーは、車両のダッシュボード１０の一部を形成する。
【００３０】
図２では、第１の例示的実施形態によるヘッドアップディスプレイ１の断面図が描かれている。ここでは、ヘッドアップディスプレイ１は、視覚情報を生成するプロジェクターユニット９を有することが提供される。視覚情報を生成するために、プロジェクターユニット９は、プリント回路基板中に一体化されたＬＥＤのような、バックライトとしての光源２と、視覚情報が光変調デバイスからスクリーン４まで投影されるように、バックライトを変調するための光変調デバイスを有する。好ましくは、光変調デバイスは、レンズ６および／または液晶ディスプレイ３、特にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ディスプレイを含む。特に、液晶ディスプレイ３は、光源２のバックライトを使うことによってスクリーン４上に投影された視覚情報を生成することが提供される。好ましくは、プロジェクターユニット９は、ヘッドアップディスプレイ１の直ぐ下に配置される。従って、別のミラー１２が、プロジェクターユニット９から使用位置におけるスクリーン４まで視覚情報を送付するために必要である。好ましくは、別のミラー１２は、プロジェクターユニット９も収容するハウジングまたはダッシュボードの一部中に一体化される。更には、コンバイナーは、ハウジングに旋回的に接続されるおよび／または並進的に動かされることができることが提供される。特に、コンバイナーは、使用位置と非使用位置の間でキネマティックデバイス７によって旋回および／またはシフトされ、キネマティックデバイス７は好ましくはギア機構８を含む。
【００３１】
そのようなヘッドアップディスプレイ１におけるスクリーン４を十分に照射するために、光源２に起因するバックライトは、強力でなければならない。特に、光源２は、６０００Ｃｄ／ｍ２の照度がコンバイナー上で実現されるように強力でなければならない。帰結として、光源に起因する熱が、不利なことに、液晶ディスプレイ３、特にＴＦＴディスプレイに影響を与える。コンバイナー、キネマティックデバイス７、光源２、レンズ６および液晶ディスプレイ３のコンパクトな配置は、光源２の熱による液晶ディスプレイ３の障害を強める。液晶ディスプレイ３の熱の増分は、それを損傷するかまたはそれが適正に動作可能であることを阻止し得る。従って、ヘッドアップディスプレイ１の適正な動作を保障するために少なくとも部分的にプロジェクターユニット９を冷却することが必要である。この目的のために、プロジェクターユニット９は、ヘッドアップディスプレイ１を形成するコンポーネンツの有利な配置を諦めること無しに、ヘッドアップディスプレイ１を冷却するためのグローバルラジエータ５を含むことが提供される。特に、グローバルラジエータ５は、光源２、好ましくは一体化されたＬＥＤをもったプリント回路基板と、レンズ６と、液晶ディスプレイ３、特にＴＦＴディスプレイを維持し、液晶ディスプレイ３、好ましくはＴＦＴディスプレイを冷却することが提供される。特に、グローバルラジエータ５は、リップドデザインを有する、および／または１００Ｗ／（ｍＫ）より大きく、好ましくは１５０Ｗ／（ｍＫ）より大きく、より好ましくは２００Ｗ／（ｍＫ）より大きい熱伝導度を有する金属から少なくとも部分的に作られている。更には、グローバルラジエータ５は、一体化されたＬＥＤをもったプリント回路基板と、レンズ６と、ＴＦＴディスプレイに接触することが提供される。特に、レンズ６は、グローバルラジエータ５によって枠付けされる。更には、一体化されたＬＥＤをもったプリント回路基板および／またはＴＦＴディスプレイは、グローバルラジエータ５の反対の領域に位置し、グローバルラジエータの端部を確定することが好ましくは提供される。帰結として、グローバルラジエータ５は、枠付けするグローバルラジエータ５によってはっきり定義された距離でお互いに堅く固定されたコンポーネンツを有するコンパクトなプロジェクターユニット９を提供する。
【００３２】
更には、ＴＦＴディスプレイは、スクリーン４上の収差を補償するために、バックライトの主な伝播方向に直角である方向に対して傾いていることが提供される。好ましくは、グローバルラジエータ５は、傾いたＴＦＴディスプレイに適応されており、非対称的に設計される。
【００３３】
[参照符号]
１    ヘッドアップディスプレイ
２    光源
３    液晶ディスプレイ
４    スクリーン
５    グローバルラジエータ
６    レンズ
７    キネマティックデバイス
８    ギア機構
９    プロジェクターユニット
１０  ハウジング／ダッシュボード
１２  別のミラー
【図１】
2017517426.tif 000003
【図２】
2017517426.tif 000004
【国際調査報告】
2017517426.tif 000005
2017517426.tif 000006
2017517426.tif 000007