(57)【要約】【課題】ミラー等の光学部品を難しい調節をすることなく簡単に組み付けるだけで高精度を確保できるようにしたヘッドアップブィスプレイ装置を提案する。【解決手段】本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、情報画像を表示する表示パネルと、表示パネルに背面より光を照射するＬＥＤと、表示パネルから射出された画像光線を反射し拡大する第１平面ミラー、第２平面ミラー、凹面ミラーと、これらを収容する筐体とを備える。前記筐体は、ベース部材２８とカバー部材から構成され、ベース部材２８は、前記ＬＥＤが固定される光源収容部３４と、前記表示パネルが位置決めされ固定されるパネル固定部４０と、前記第１平面ミラーが位置決めされて固定される第１平面ミラー固定部３１と、前記第２平面ミラーが位置決めされて固定される第２平面ミラー固定部３２と、前記凹面ミラーが位置決めされて固定される凹面ミラー固定部３３とが一体に形成される。【選択図】図３
2009229782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型液晶表示パネルに表示された画像を複数のミラーによって拡大し、拡大された画像を移動体のフロントガラスで反射させて、前記移動体の乗員に前記画像の虚像を視認させる移動体用のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記透過型液晶表示パネルと、前記透過型液晶表示パネルに背面より光を照射する光源装置と、前記複数のミラーと、これらを収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、
前記光源装置が固定される光源収容部と、
前記透過型液晶表示パネルが位置決めされ固定されるパネル固定部と、
前記複数のミラーがそれぞれ位置決めされて固定される複数のミラー固定部と、
が一体に形成された
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】
前記筐体は、前記透過型液晶表示パネルから射出された画像光を前記画像の上下方向に反射させる反射面を有する平面ミラーが固定されるとともに前記筐体に回動自在に支持されて前記平面ミラーの反射面の傾きを調節可能としたミラーホルダを備え、
前記ミラーホルダの回動中心線が前記反射面上に位置するように前記平面ミラーが前記ミラーホルダに位置決めされたことを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記平面ミラーは、入射した画像光を凹面ミラーに向けて反射するとともに、前記凹面ミラーの反射した前記画像光を前記フロントガラスに向けて再反射させることを特徴とする請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記光源収容部は、前記光源装置が取り付けられる取付部と、前記取付部に立設した複数の側壁によって筒状に形成された筒部と、から構成され、
前記筒部の端面に形成された前記パネル固定部に前記透過型液晶表示パネルが密着して固定されて、前記光源装置の射出する光が前記パネル固定部と前記透過型液晶表示パネルの間から前記平面ミラー側に洩れないようにしたことを特徴とする請求項１ないし３いず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、自動車等、移動体用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】
ヘッドアップディスプレイ装置は、自動車等の運転者に対して走行速度などの情報を表示する装置であり、表示する画像の虚像をフロントガラスに映し出して、運転者が視界から目をそらすことなく運転に必要な情報を認識することができるようにしたものである。
【０００３】
下記特許文献１には、開口部を閉塞するとともに画像を拡大してフロントガラスの表示部に出力する凸レンズを備えたヘッドアップディスプレイの画像投影機が記載されている。画像投影機は、光源と液晶表示パネルとを収容した表示器と、表示器から射出された画像光を拡大する拡大鏡と、拡大鏡から射出された画像光を更に拡大してフロントガラスに投写する凸レンズを備えている。凸レンズは画像投影機の内部を閉塞して塵埃が進入することを防止する機能を備えている。
【特許文献１】特開２００６−０９１１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載された画像投影機は、表示器と拡大鏡と凸レンズとがハウジングの中に収容されているが、表示する画像は表示器の中に収められた液晶表示パネルに表示されるので、拡大鏡と凸レンズを含む光学系に対して画像位置を精度良く合わせることが難しいといった問題がある。
【０００５】
本発明は、前述の問題を解決するために、ミラー等の光学部品を難しい調節をすることなく簡単に組み付けるだけで高精度を確保できるようにしたヘッドアップブィスプレイ装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、透過型液晶表示パネルに表示された画像を複数のミラーによって拡大し、拡大された画像を移動体のフロントガラスで反射させて、前記移動体の乗員に前記画像の虚像を視認させる移動体用のヘッドアップディスプレイ装置であり、前記透過型液晶表示パネルと前記透過型液晶表示パネルに背面より光を照射する光源装置と前記複数のミラーとこれらを収容する筐体とを備え、前記筐体は、前記光源装置が固定される光源収容部と前記透過型液晶表示パネルが位置決めされ固定されるパネル固定部と前記複数のミラーがそれぞれ位置決めされて固定される複数のミラー固定部とが設けられる。
【０００７】
前記筐体は、前記透過型液晶表示パネルから射出された画像光を前記画像の上下方向に反射させる反射面を有する平面ミラーが固定されるとともに前記筐体に回動自在に支持されて前記平面ミラーの反射面の傾きを調節可能としたミラーホルダを備え、前記ミラーホルダの回動中心線が前記反射面上に位置するように前記平面ミラーが前記ミラーホルダに位置決めされる。前記平面ミラーは、入射した画像光を凹面ミラーに向けて反射するとともに、前記凹面ミラーの反射した前記画像光を前記フロントガラスに向けて再反射させる。前記光源収容部は、前記光源装置が取り付けられる取付部と前記取付部に立設した複数の側壁によって筒状に形成された筒部とから構成され、前記筒部の端面に形成された前記パネル固定部に前記透過型液晶表示パネルが密着して固定されて、前記光源装置の射出する光が前記固定部と前記透過型液晶表示パネルの間から前記平面ミラー側に洩れないようになっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学部品を高精度かつ簡単に組み付けられるとともに迷光による画像劣化のないヘッドアップディスプレイ装置を、簡単構造、省スペース、ローコストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、自動車（移動体）１２のダッシュボード１３に配置され、スピードメータの値など各種情報に関する画像を射出しフロントガラス１５で反射させて、運転者（乗員）１６の前方数メートルのところに前記画像を拡大した虚像１８を表示する。運転者１６は虚像１８として拡大表示された前記画像を運転中であっても前方視界から大きく視点を移動させることなく視認することができる。
【００１０】
図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、前記ダッシュボード１３の下に配置された筐体２０の内部に、画像を表示する透過型液晶表示パネル（以下、表示パネルという。）２１と、表示パネル２１の背面に光を照射するＬＥＤ（光源装置）２２と、表示パネル２１の射出する画像光線（画像光）２３を反射して前記筐体２０に設けられた射出窓２４から前記フロントガラス１５に向けて射出し拡大表示する複数のミラーと、を備える。複数のミラーは、前記表示パネル２１から射出された前記画像光線２３を第２平面ミラー２５に向けて反射する第１平面ミラー２６と、第１平面ミラー２６からの画像光線２３を凹面ミラー２７に向けて反射するとともに凹面ミラー２７から反射されてきた画像光線２３を前記射出窓２４を通してフロントガラス１５に向けて再度反射する第２平面ミラー２５と、前記凹面ミラー２７と、を備える。前記筐体２０はベース部材２８とカバー部材２９とから構成される。
【００１１】
表示パネル２１は、例えば０．８型等、小型の表示パネルであり、スピードメータの他、タコメータ、水温計、燃料計など各種計器類の値が表示される。表示パネル２１が小型であるから表示される画像も小さく、そのため凹面ミラー２７によって画像が拡大されるが、凹面ミラー２７は画像の拡大だけでなくフロントガラス１５による歪みを補正するので、フロントガラス１５の湾曲面による反射を経て正常な画像として見えるようになる。このように、第２平面ミラー２５で前記画像光線２３を２度反射させるように構成して全体をコンパクトにしヘッドアップディスプレイ装置１０の小型化を図っている。
【００１２】
図３に示すように、ベース部材２８は、前記第１平面ミラー２６が位置決めされて固定される一対の第１平面ミラー固定部３１と、前記第２平面ミラー２５が位置決めされて固定される一対の第２平面ミラー固定部３２と、前記凹面ミラー２７が位置決めされて固定される一対の凹面ミラー固定部３３とを有する。第１平面ミラー固定部３１は第１平面ミラー２６の対向する２辺を挟持するように設けられた壁面３１ａと反射面側を受ける受面３１ｂと他の１辺側角部を当接させて位置決めする壁面３１ｃとを備える。第２平面ミラー固定部３２は第２平面ミラー２５の対向する２辺を挟持するように設けられたコの字状のリブ３２ａと裏面側を受ける受面３２ｂとを備える。凹面ミラー固定部３３は凹面ミラー２７の対向する２辺を挟持するように設けられた壁面３３ａと反射面側を受ける受面３３ｂとを備える。凹面ミラー２７の他の２辺はベース部材２８の壁面２８ａとカバー部材２９の壁面２９ａによって挟持される（図２参照）。
【００１３】
前記ベース部材２８は、前記ＬＥＤ２２を収容する光源収容部３４が一体に形成されている。前記光源収容部３４は、ＬＥＤ２２を取り付ける取付部３５（図２参照）と前記取付部３５に立設した複数の側壁３６〜３９による筒部４４とから構成される。前記側壁３６〜３９のうち前記第２平面ミラー２５側に配置された側壁３６とその両側に連設された側壁３７，３８の端面はコの字状に端面４０ａを形成し、更に端面４０ａの外側にＬ字状及び逆Ｌ字状の一対の段差部４０ｂ，４０ｃが形成され、端面４０ａ，段差部４０ｂ，４０ｃによって前記表示パネル２１を位置決めし固定するパネル固定部４０が構成される。
【００１４】
次に、上記実施形態の作用について説明する。前記パネル固定部４０と前記第１平面ミラー固定部３１と前記第２平面ミラー固定部３２と前記凹面ミラー固定部３３は、ベース部材２８に一体成形によって形成されたものであり、それぞれの相対位置は高精度が確保されている。前記それぞれの固定部に前記表示パネル２１と前記第１平面ミラー２６と前記第２平面ミラー２５と前記凹面ミラー２７とがそれぞれ位置決めされ固定されるので、これら４つの光学部材の相対位置は、ともに高精度が保証される。また、前記表示パネル２１は前記端面４０ａに密着するように取り付られるので、前記ＬＥＤ２２が射出する光が前記端面４０ａと前記表示パネル２１の間から前記第２平面ミラー２５側に洩れることはない。
【００１５】
前記ベース部材２８に、前記ＬＥＤ２２と前記表示パネル２１と前記第１平面ミラー２６と前記第２平面ミラー２５と前記凹面ミラー２７とが組込まれ固定された後に、前記第２平面ミラー２５から射出される２回目の反射光の位置を確認し、その後カバー部材２９を装着する。
【００１６】
次に別の実施形態について説明するが、本実施形態は前述の実施形態の第２平面ミラー２５を調節可能にしたものであり、ベース部材２８以外は同じであるため同じ番号を用いるとともに詳しい説明は省略する。図４及び図５に示すように、前記第２平面ミラー２５は、反射面２５ａを上にしてミラーホルダ４９に固定される。ミラーホルダ４９には傾き調整時の回動中心となるネジ穴４９ａが左右の縁に設けられており、この２つの前記ネジ穴４９ａの中心を結ぶ回動中心線５０が、前記反射面２５ａ上に位置するように前記第２平面ミラー２５が前記ミラーホルダ４９に位置決めされて固定される。前記第２平面ミラー２５が固定された前記ミラーホルダ４９がベース部材４８に挿入され、ネジ５１，５２が挿入された段付リング５３，５４がベース部材４８に設けられた軸穴（図示せず）に嵌め込まれ、ネジ５１，５２が前記ネジ穴４９ａと螺合して、前記ミラーホルダ４９を回動可能に仮止めする。前記ネジ５１，５２は、前記ベース部材４８に、前記ＬＥＤ２２と前記表示パネル２１と前記第１平面ミラー２６と前記凹面ミラー２７とが組込まれ固定された後に前記第２平面ミラー２５の傾き調整を行って、前記第２平面ミラー２５から射出される２回目の反射光の位置を調整し、その後カバー部材２９を装着して前記ヘッドアップディスプレイ装置１０を完成させる。
【００１７】
前記実施形態における表示パネルや複数のミラーの固定方法について特に説明をしなかったが、これら光学部材の固定方法は、例えば、図２に示すように、一対の壁面３３ａとベース部材２８の壁面２８ａとで位置決めされた凹面ミラー２７をカバー部材２９の壁面２９ａによって押さえて４辺を固定する方法でも良いし、カバー部材２９に設けたリブ２９ｃで表示パネル２１を固定する方法でも良い。あるいは、それぞれの部材を位置決めした時に、接着剤によって固着する方法でも良く、異なる方法を組み合わせて用いても良い。
【００１８】
前記実施形態は、ミラー光学系を２枚の平面ミラーと１枚の凹面ミラーで構成した例で説明したが、ミラーの構成はこれに限るものではなく、例えば第1平面ミラー２６を使用せずに表示パネル２１から射出された光を直接第２平面ミラー２５に照射するように構成しても良い。また、光源にＬＥＤを用いたが、ＬＥＤに限るものではなく、他の周知のランプ等を用いても良い。
【００１９】
前記実施形態では、ヘッドアップディスプレイ装置１０を搭載する移動体として自動車１２を用いて説明したが、前記移動体は自動車１２などの車両に限るものではなく、例えば、飛行機などの飛行体であっても良いし、船舶であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施したヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の運転席の模式図である。
【図２】ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図である。
【図３】筐体のベース部材の構造を示す斜視図である。
【図４】第２平面ミラーを調整可能とした別のベース部材の構造を示す斜視図である。
【図５】別の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  ヘッドアップディスプレイ装置
１２  自動車（移動体）
１３  ダッシュボード
１５  フロントガラス
１６  運転者（乗員）
１８  虚像
２０  筐体
２１  表示パネル（透過型液晶表示パネル）
２２  ＬＥＤ（光源装置）
２３  画像光線
２４  射出窓
２５  第２平面ミラー
２５ａ  反射面
２６  第１平面ミラー
２７  凹面ミラー
２８，４８  ベース部材
２９  カバー部材
３１  第１平面ミラー固定部
３２  第２平面ミラー固定部
３３  凹面ミラー固定部
３４  光源収容部
３５  取付部
３６〜３９  側壁
４０  パネル固定部
４４  筒部
４９  ミラーホルダ
５０  回動中心線
５１，５２  ネジ
５３，５４  段付リング
【図１】
2009229782.tif 000003
【図２】
2009229782.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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