JP2008195123A - 車両用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができ、さらに、表示品質を向上させることができる車両用ヘッドアップディスプレイを提供すること。
【解決手段】 フロントウインドシールド７の周縁を覆うマスキング部２ａを拡大して、フロントウインドシールド７におけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねるマスキング拡大部２を設け、マスキング拡大部２の位置におけるインストパネル３の上面を下方に凹ませた凹部３ａを設けて、マスキング拡大部２をさらに拡大し、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲外に、表示の中で背景となる部分と一体となった意匠を形成する縦縞模様部２１を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、視認性を向上させた車両用ヘッドアップディスプレイの技術分野に属する。

従来のヘッドアップディスプレイでは、インスト内に表示器を埋め込み、フロントウインドシールドまたは別体のコンバイナ上の略透明部分に表示器からの光を反射させ、背景とラップさせてドライバから表示が見える構造にしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３５４０６号公報（第２−７頁、全図）

しかしながら、従来の車両用ヘッドアップディスプレイにあっては、フロントウインドシールドまたは、コンバイナ上の略透明部分に反射した光は、背景景色とラップして見えるため、背景の明るさ（明暗）、色調等により視認性が大きく変わり、背景が明るい場合や背景色がヘッドアップディスプレイの表示色と同系色の場合は、視認性が低下し、殆ど見えない場合があり、問題であった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができ、さらに、表示品質を向上させることができる車両用ヘッドアップディスプレイを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、表示をフロントウインドシールドの位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行う車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、フロントウインドシールドの周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールドにおけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねる拡大着色部を設け、前記拡大着色部の位置におけるインストパネル上面を下方に凹ませて、前記拡大着色部をさらに拡大し、前記拡大着色部におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲外に、前記表示の中で背景となる部分と一体となった意匠を形成する外部表示形成手段を設けた、ことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができ、さらに、表示品質を向上させることができる。

以下、本発明の車両用ヘッドアップディスプレイを実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例３と、請求項１，３に係る発明に対応する実施例４とに基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムの主要構成の説明断面図である。

実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムは、ＨＵＤユニット１、マスキング拡大部２を主要構成としている。
ＨＵＤユニット１は、図１に示すように、車両の車室内とエンジンルームを仕切る隔壁６より後方で、インストパネル３の前側の内部に設けられている。
この位置は、図１に示すように、メータ４、インストパネル３の内部のダクト５より前方位置となる。

ＨＵＤユニット１は、制御部１１、表示部１２、光源１３を主要な構成としている。
制御部１１は、車両の各装置等から表示に関する情報を得て、表示部１２への表示内容の制御と光源１３の制御を行う。
表示部１２は、制御部１１の表示内容データから画像を生成して表示を行う。
具体例として液晶表示を挙げておく。
光源１３は、表示部１２のバックライトとして投光を行い、虚像表示に充分な輝度を持たせる。

次に実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部について説明する。
図２は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明図である。図３は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部及びマスキング部の説明図である。

実施例１では、図３に示すように、フロントウインドシールド７の周縁部に、マスキング部２ａ及びマスキング拡大部２を設けている。
このマスキング拡大部２及びマスキング部２ａは、例えば、合わせガラス、つまり２枚のガラス７１，７２を合わせて構成されるフロントウインドシールドにおいて、ガラス７１，７２の間に例えば黒いセラミック塗装部分として、設けるものである。
なお、図２等図面上では、マスキング拡大部２の黒いセラミック塗装部分は、説明上、ハッチングで示すものとする。

また、図３に示すように、フロントウインドシールド７の周縁部に設けるマスキング部２ａの一部の高さを大きくして、マスキング拡大部２を設ける。
このマスキング拡大部２は、ドライバ側よりも車室左右の中央よりも設けるようにして、メータカバーになるインストパネル３の部分やステアリング９により一部が見えなくなるケラレが生じないようにする。
そして、マスキング拡大部２を設けた部分に相当するインストパネル３の部分を下方へ凹ませるようにして、図２に示す横長の略六角形状のマスキング拡大部２を設けるようにする。図２に凹部３ａとして示す。
この際に、インストパネル３の凹部３ａ以外の上面部分、つまり一般面は、可能な限り上方に設定し、ＨＵＤの反射表示を行う部分のみを凹ませる形状の凹部３ａとする。

次に実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部２の構成について説明する。
図４は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部２の構成を示す説明図である。図５は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部２の縦縞模様部２１を発光させる構成部分の説明図である。
実施例１では、マスキング拡大部２における虚像表示２０が表示される範囲、つまり表示エリアの左右側方の外側、つまり非表示エリアに図４に示すように、発光する縦縞模様部２１を設ける。

この縦縞模様部２１は、表示エリア、つまり内側に近い方が太く、外側へ行くに従って徐々に細くする。
縦縞模様部２１は、ガイドライト２１１の導光により別に設ける光源２１２の光で、光るものとする。
この場合には、図５に示すように、マスキング拡大部２の下部から投光を行うようにする。

次に、作用を説明する。
［視認性を非常に向上させる作用］
実施例１の高視認性ヘッドアップディスプレイシステムでは、制御部１１の制御により表示内容を表示した表示部１２を背面から光源１３で投光することにより、表示光は、光路１００によりマスキング拡大部２で反射して、ドライバの目線へむかう。これにより、ドライバからは、図１に示す虚像２０の位置に表示が見えることになる。また、この表示の背景は、マスキング拡大部２となる。

反射された虚像による表示の背景が周辺の景色に関わらず常に黒となるため、周辺環境に左右されることなく、非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができる。
また、背景が黒い部分に反射表示させるため、略透明部に反射表示させるタイプに比べ、表示部１２の輝度が低くても視認性のよい表示を得ることができる。
このことは、消費電流の低減につながる。

つまり、表示部１２からの光をフロントウインドシールド７または別体のコンバイナ上の略透明部に反射表示させる従来のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）に比べ、表示部１２の輝度を明るくしなくてすむため、表示部１２または光源１３の負荷を軽減することができる。

[高視認性を得られる実施例１のヘッドアップディスプレイについて]
ここで、高視認性を得られる実施例１のヘッドアップディスプレイのパッシブ型の表示部１２について説明する。
図６は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイにおける理想的な表示状態を示す説明図である。
図７は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイにおける縦縞模様部２１を設けない状態を示す説明図である。
表示部１２の例として、LCDが挙げられる。このLCDにおいては、高精細な表示が必要としなければ、通常は、STN、あるいはD-STNなどのパッシブ型のLCDが用いられる。
実施例１に示す高視認性を得られるヘッドアップディスプレイにおいては、パッシブ型のLCDでは、非点灯セグメントからの透過光が多いため、フロントウインドシールドのマスキング拡大部２で反射させてドライバに表示を見せる場合、非点灯セグメントも見えてしまう（図６、図７参照）。
特にドットマトリクスの場合には、表示エリア全体がぼんやりと発光しているように見えるという問題が生じる。
この問題を実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイでは解決している。

[非点灯エリアを目立たせなくする作用]
実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイでは、虚像表示２０が位置するマスキング拡大部２上の表示エリアの左右外側の非表示エリアに、表示の際、背景となる部分と同じ明るさに発光する模様をつける。このため、マスキング拡大部２上の表示エリアで、表示の際、背景となる部分のぼんやり発光するエリアを、左右の縦縞模様部２１の意匠の一部に取り込むようにし、目立たず、違和感のない表示にする（図４参照）。

効果を説明する。
実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイににあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)表示をフロントウインドシールド７の位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行う車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、フロントウインドシールド７の周縁を覆うマスキング部２ａを拡大して、フロントウインドシールド７におけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねるマスキング拡大部２を設け、マスキング拡大部２の位置におけるインストパネル３の上面を下方に凹ませた凹部３ａを設けて、マスキング拡大部２をさらに拡大し、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲外に、表示の中で背景となる部分と一体となった意匠を形成する縦縞模様部２１を設けたため、非常にコントラストの高い表示視認性を得ることができ、さらに、表示の背景となる部分が表示範囲の外側の縦縞模様部２１と一体の意匠となり、表示の背景を目立たなくさせるため、表示エリア全体がぼんやりと発光しているように見えることがなく、これにより表示品質を向上させることができる。

(2)外部表示形成手段は、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の左右の外側に、表示の中で背景となる部分と同等に発光し、且つ外側へ行くに従って細くなる縦縞模様部２１を設けたものであるため、左右両側の縦縞模様が、表示の背景と同等の明るさとなることで、表示の背景が縦縞模様の一部となるようにして、目立たなくでき、これにより表示品質を向上させることができる。

実施例２は、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の上下の外側に、横縞模様部分を設けた例である。
構成を説明する。
図８は実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部２の構成を示す説明図である。
実施例２では、マスキング拡大部２における虚像表示２０が表示される範囲、つまり表示エリアの上下方向の外側、つまり非表示エリアに図８に示すように、発光する横縞模様部２２を設ける。

この横縞模様部２２は、表示エリア、つまり内側に近い方が太く、外側へ行くに従って徐々に細くする。
横縞模様部２２は、実施例１と同様に、ガイドライト２１１の導光により別に設ける光源２１２の光で、光るものとする。
その他構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。
[非点灯エリアを目立たせなくする作用]
実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイでは、虚像表示２０が位置するマスキング拡大部２上の表示エリアの上下外側の非表示エリアに、表示の際、背景となる部分と同じ明るさに発光する模様をつける。このため、マスキング拡大部２上の表示エリアで、表示の際、背景となる部分のぼんやり発光するエリアを、上下の横縞模様部２２の意匠の一部に取り込むようにし、目立たず、違和感のない表示にする（図８参照）。

効果を説明する。
実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイににあっては、(1)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
(2)´外部表示形成手段は、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の上下の外側に、表示の中で背景となる部分と同等に発光し、且つ外側へ行くに従って細くなる横縞模様部２２を設けたものであるため、上下両側の横縞模様が、表示の背景と同等の明るさとなることで、表示の背景が横縞模様の一部となるようにして、目立たなくでき、これにより表示品質を向上させることができる。
その他作用効果は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

実施例３は、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の上下左右の外側に、枠状の縞模様部分を設けた例である。
構成を説明する。
図９は実施例３の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部２の構成を示す説明図である。
実施例３では、マスキング拡大部２における虚像表示２０が表示される範囲、つまり表示エリアの上下左右方向の外側、つまり非表示エリアに図９に示すように、発光する枠状縞模様部２３を設ける。

この枠状縞模様部２３は、表示エリア、つまり内側に近い方が太く、外側へ行くに従って徐々に細くする。
枠状縞模様部２３は、実施例１と同様に、ガイドライト２１１の導光により別に設ける光源２１２の光で、光るものとする。
その他構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。
[非点灯エリアを目立たせなくする作用]
実施例３の車両用ヘッドアップディスプレイでは、虚像表示２０が位置するマスキング拡大部２上の表示エリアの上下外側の非表示エリアに、表示の際、背景となる部分と同じ明るさに発光する模様をつける。このため、マスキング拡大部２上の表示エリアで、表示の際、背景となる部分のぼんやり発光するエリアを、上下左右に表示エリアを囲む枠状縞模様部２３の意匠の一部に取り込むようにし、目立たず、違和感のない表示にする（図９参照）。

効果を説明する。
実施例３の車両用ヘッドアップディスプレイににあっては、(1)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
(2)´´外部表示形成手段は、マスキング拡大部２におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の上下左右の外側に、表示の中で背景となる部分と同等に発光し、且つ外側へ行くに従って細くなる枠状縞模様部２３を設けたものであるため、上下両側の横縞模様が、表示の背景と同等の明るさとなることで、表示の背景が横縞模様の一部となるようにして、目立たなくでき、これにより表示品質を向上させることができる。
その他作用効果は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

実施例４は、表示範囲の再外周端となる１ドットを、常に点灯させるようにした例である。
構成を説明する。
図１０は実施例４の車両用ヘッドアップディスプレイの虚像表示２０の構成を示す説明図である。
実施例４では、マスキング拡大部２における虚像表示２０が表示される範囲、つまり表示エリアの最外周端の１ドットを、常に点灯させ、表示エリア外にした、点灯外周部２０１を、図１０に示すように設ける。つまり表示部１２の再外周端の１ドットを表示のためでなく、この外周枠のために用いる。
この点灯外周部２０１は、カラーフィルタにより色をつけるようにしてもよいい。
その他構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

作用を説明する。
[非点灯エリアを目立たせなくする作用]
実施例４の車両用ヘッドアップディスプレイでは、虚像表示２０が位置するマスキング拡大部２上の表示エリアの最外周端の１ドットを、常に点灯させて枠状の非表示エリアである点灯外周部２０１を設ける。このため、マスキング拡大部２上の表示エリアでは、表示の際、上下左右に表示エリアを囲む枠状の点灯外周部２０１により、表示の外周端をはっきり見せることにより、表示部分と非表示部分をはっきり区別して見せる。これにより、背景となる部分のぼんやり発光するエリアが目立たなくなる。そのため、違和感のない表示になる（図１０参照）。

効果を説明する。
実施例４の車両用ヘッドアップディスプレイににあっては、(1)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
(3)外部表示形成手段は、ヘッドアップディスプレイの虚像表示２０の表示範囲の最外周端を外枠状に表示させた点灯外周部２０１であるため、表示エリアの外枠部分をはっきり見せることにより、表示エリアの背景となる部分を目立たないようにして、違和感のない表示にできる。
その他作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。

以上、本発明の車両用ヘッドアップディスプレイを実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムの主要構成の説明断面図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部の説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイシステムのマスキング拡大部及びマスキング部の説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部の構成を示す説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部の縦縞模様部を発光させる構成部分の説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイにおける理想的な表示状態を示す説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイにおける縦縞模様部を設けない状態を示す説明図である。 実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部の構成を示す説明図である。 実施例３の車両用ヘッドアップディスプレイのマスキング拡大部の構成を示す説明図である。 実施例４の車両用ヘッドアップディスプレイの虚像表示の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ ＨＵＤユニット
１１ 制御部
１２ 表示部
１３ 光源
２ マスキング拡大部
２ａ マスキング部
２０ 虚像表示
２１ 縦縞模様部
２２ 横縞模様部
２３ 枠状縞模様部
２０１ 点灯外周部
２１１ ガイドライト
２１２ 光源
３ インストパネル
３ａ 凹部
４ メータ
５ ダクト
６ 隔壁
７ フロントウインドシールド
９ ステアリング
７１ ガラス
７２ ガラス
１００ 光路

Claims (3)

1. 表示をフロントウインドシールドの位置付近で反射させ、ドライバに虚像で表示を行う車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、
   フロントウインドシールドの周縁を覆う着色部分を拡大して、フロントウインドシールドにおけるヘッドアップディスプレイの表示の反射部分を兼ねる拡大着色部を設け、
   前記拡大着色部の位置におけるインストパネル上面を下方に凹ませて、前記拡大着色部をさらに拡大し、
   前記拡大着色部におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲外に、前記表示の中で背景となる部分と一体となった意匠を形成する外部表示形成手段を設けた、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ。
2. 請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、
   前記外部表示形成手段は、
   前記拡大着色部におけるヘッドアップディスプレイの表示範囲の少なくとも一組の対向する外側に、前記表示の中で背景となる部分と同等に発光し、且つ外側へ行くに従って細くなる縞模様部を設けたものである、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ。
3. 請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、
   前記外部表示形成手段は、
   前記ヘッドアップディスプレイの表示範囲の最外周端を外枠状に表示させたものである、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ。

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