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JP7711564B2 - Head-up display device - Google Patents
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JP7711564B2 - Head-up display device - Google Patents

Head-up display device

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JP7711564B2
JP7711564B2 JP2021186056A JP2021186056A JP7711564B2 JP 7711564 B2 JP7711564 B2 JP 7711564B2 JP 2021186056 A JP2021186056 A JP 2021186056A JP 2021186056 A JP2021186056 A JP 2021186056A JP 7711564 B2 JP7711564 B2 JP 7711564B2
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Description

本開示は、車両等に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に関する。 This disclosure relates to a head-up display device mounted on a vehicle, etc.

従来のヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、特許文献1に開示されるように、車両のフロントガラス(風防)の位置付近のインストルメントパネルの上面を下方に凹ませて設けられた凹部に表示器を配置し、この表示器からの表示光をフロントガラスの周縁を覆う着色部分に反射させ、運転者(ドライバ)に虚像で表示を行う。 As disclosed in Patent Document 1, for example, a conventional head-up display device has a display disposed in a recess formed by recessing the upper surface of the instrument panel downward near the position of the vehicle's windshield (windscreen), and the display light from this display is reflected by a colored portion that covers the periphery of the windshield, presenting a virtual image to the driver.

特開2008-308090号公報JP 2008-308090 A

しかしながら、凹部に物体が落ちた場合、表示光を遮り虚像が表示できないといった問題点があった。更に、運転者が気付き難いといった問題点もあった。 However, if an object falls into the recess, the display light is blocked and the virtual image cannot be displayed. Another problem is that it is difficult for the driver to notice.

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、表示器を遮るように配置された物体を検出可能な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。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a head-up display device that can detect an object that is positioned so as to block the display.

本発明のヘッドアップディスプレイ装置1は、光を発する光源14と、前記光により表示光2を生成する表示部17と、前記光又は前記表示光2を屈折させる屈折部15と、を有し、前記表示光2を反射部3で反射させ、視認者4に虚像V1,V2として表示を行うヘッドアップディスプレイ装置1において、前記表示部17の表示面17a側に配置される中空の筒状部51と、前記筒状部51に配置され、前記表示光2の屈折される方向とは反対方向に屈折される光2aの照度を検出する光検出部6と、を備え、前記光検出部6は、前記照度を制御部に出力し、前記制御部は、前記照度が閾値以下の場合に異常と判断し、前記視認者4に警告を実行する処理を行うことを特徴とする。 The head-up display device 1 of the present invention has a light source 14 that emits light, a display unit 17 that generates display light 2 from the light, and a refraction unit 15 that refracts the light or the display light 2. The head-up display device 1 reflects the display light 2 at a reflection unit 3 and displays it as virtual images V1, V2 to a viewer 4. The head-up display device 1 further includes a hollow cylindrical portion 51 arranged on the display surface 17a side of the display unit 17, and a light detection unit 6 arranged on the cylindrical portion 51 and detecting the illuminance of light 2a refracted in the direction opposite to the direction in which the display light 2 is refracted. The light detection unit 6 outputs the illuminance to a control unit. If the illuminance is below a threshold value, the control unit determines that an abnormality exists and executes a process of issuing a warning to the viewer 4 .

本開示の第1の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が車両に搭載された状態を示す概略図。1 is a schematic diagram showing a state in which a head-up display device according to a first embodiment of the present disclosure is mounted on a vehicle. 同上のヘッドアップディスプレイ装置の要部の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the head-up display device. 同上のヘッドアップディスプレイ装置の運転者の視認する虚像の例を示す図。3A and 3B are diagrams showing examples of virtual images visually recognized by a driver of the head-up display device according to the embodiment of the present invention. 同上のヘッドアップディスプレイ装置の凹部に物体が入った場合を説明する図。4A to 4C are diagrams illustrating a case where an object enters a recess of the head-up display device according to the embodiment of the present invention. 本開示の第2の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の運転者の視認する虚像の例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a virtual image visually recognized by a driver in a head-up display device according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第3の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の運転者の視認する虚像の例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a virtual image visually recognized by a driver in a head-up display device according to a third embodiment of the present disclosure. 本開示の第4の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の要部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a head-up display device according to a fourth embodiment of the present disclosure.

本開示のヘッドアップディスプレイ装置の実施形態を添付図面1乃至7に基づいて説明する。本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に適用することができる。本実施形態においては、ヘッドアップディスプレイ装置が搭載先としての自動車のインストルメントパネル内に配置される例を用いて説明する。 An embodiment of the head-up display device of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings 1 to 7. The head-up display device of the present disclosure can be applied to a head-up display device mounted on a vehicle such as an automobile or motorcycle, or on a ship, agricultural machinery, or construction machinery. In this embodiment, an example will be described in which the head-up display device is disposed in the instrument panel of an automobile.

以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「右」及び「左」は、図1乃至3における定義「Fr.」、「Re.」、「To.」、「Bo.」、「R」、及び「L」に従う。 In the following description, "front," "rear," "upper," "lower," "right," and "left" follow the definitions of "Fr.", "Re.", "To.", "Bo.", "R," and "L" in Figures 1 to 3.

(第1の実施形態)
ヘッドアップディスプレイ装置1は、所謂ヘッドアップディスプレイ(HUD:Head Up Display)であり、投影部材である車両のフロントガラス(反射部)3に搭載先のインストルメントパネル5内に配置されたヘッドアップディスプレイ装置1の画像を表す表示光2を投影し、自動車の運転席に着座した運転者(視認者)4方向に反射させる。ヘッドアップディスプレイ装置1は、特に、フロントガラス3の周囲に形成される遮光部3aに表示光2を投影、反射し、虚像V1として表示し運転者4に視認させる。
(First embodiment)
The head-up display device 1 is a so-called head-up display (HUD), which projects display light 2 representing an image of the head-up display device 1 arranged in an instrument panel 5 of the vehicle onto a windshield (reflecting portion) 3, which is a projection member, and reflects the display light 2 toward a driver (viewer) 4 seated in the driver's seat of the automobile. The head-up display device 1 particularly projects and reflects the display light 2 onto a light-shielding portion 3a formed around the windshield 3, and displays the virtual image V1 for the driver 4 to view.

遮光部3aは、フロントガラス3の周縁に形成される黒セラミックス等からなる黒色等の遮光色からなる不透光性の部分である。遮光部3aは、フロントガラス3を車両に固定する接着剤の太陽光による劣化の防止や、接着剤の隠蔽、意匠性の向上等を目的に形成される。 The light-shielding portion 3a is an opaque portion formed on the periphery of the windshield 3 and made of a light-shielding color such as black ceramics. The light-shielding portion 3a is formed for the purposes of preventing deterioration of the adhesive that secures the windshield 3 to the vehicle due to sunlight, concealing the adhesive, and improving the design.

図2に示すようにヘッドアップディスプレイ装置1は、上ケース(ケース体)11と、下ケース(ケース体)12と、回路基板13と、光源14と、プリズム15と、光学部材16と、表示器(表示部)17と、を少なくとも有する。 As shown in FIG. 2, the head-up display device 1 has at least an upper case (case body) 11, a lower case (case body) 12, a circuit board 13, a light source 14, a prism 15, an optical member 16, and a display (display unit) 17.

上ケース11は、黒色の遮光性の例えばABS(アクリロニトリル ブタジエン スチレン)等の合成樹脂材料からなり、下方が開口した略箱状に形成される。上ケース11は、表示器17と対向する箇所に透光部11aが形成される。透光部11aは、透過性の例えばPMMA(アクリル)等の合成樹脂材料からなる。 The upper case 11 is made of a black, light-blocking synthetic resin material such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene) and is formed in a roughly box-like shape with an open bottom. The upper case 11 has a light-transmitting portion 11a formed in a location facing the display 17. The light-transmitting portion 11a is made of a transparent synthetic resin material such as PMMA (acrylic).

下ケース12は、黒色の遮光性の例えばABS等の合成樹脂材料からなり、上方が開口した略箱状に形成される。下ケース12は、上ケース11と嵌合し箱状の筐体を形成し、回路基板13,光源14,プリズム(屈折部)15,光学部材16,表示器17を内部に収容する。 The lower case 12 is made of a black, light-blocking synthetic resin material, such as ABS, and is formed in a roughly box-like shape with an open top. The lower case 12 fits together with the upper case 11 to form a box-like housing, and houses the circuit board 13, light source 14, prism (refractive part) 15, optical member 16, and display 17 inside.

回路基板13は、平板状のガラスエポキシ系基材等の硬質プリント基板からなる。回路基板13は、光源14,制御チップ,抵抗,コンデンサ等の各種回路部品を実装し、各種回路部品を配線パターンにより接続して回路を構成する。回路基板13は、ハーネス等の配線部材によって車両の制御部(例えば、ECU(Engine Control Unit))と電気的に接続されている。 The circuit board 13 is made of a rigid printed circuit board such as a flat glass epoxy substrate. The circuit board 13 mounts various circuit components such as the light source 14, a control chip, resistors, and capacitors, and the various circuit components are connected by wiring patterns to form a circuit. The circuit board 13 is electrically connected to a control unit of the vehicle (e.g., an ECU (Engine Control Unit)) by wiring members such as a harness.

光源14は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)からなり、回路基板13の上面に複数個が実装される。光源14は、制御チップから供給される制御信号に基づいて、発光回路(図示せず)により光を発する。光源14は、プリズム15に向かって光を発する。 The light source 14 is composed of a light emitting diode (LED), and a plurality of LEDs are mounted on the upper surface of the circuit board 13. The light source 14 emits light by a light emitting circuit (not shown) based on a control signal supplied from the control chip. The light source 14 emits light toward the prism 15.

プリズム15は、光学部材16の光源14側に配置され、基材15aと、屈折部15bと、からなる。基材15aは、透光性の平板形状の例えばPC(ポリカーボネート)等の合成樹脂シートからなる。屈折部15bは、基材15aの光源14側に透光性の透明樹脂がポッティングなどにより凹凸形状に形成されたものからなる。屈折部15bは、図2に示すように、光源14側が細くなる三角形の連続した形状(ノコギリ歯状)の断面に形成され、三角形は非対称形状により光学的な異方性を持つ。屈折部15bは、この異方性により光源14からの光を屈折させ、この光を所定の角度で表示器17側へ照射する。表示器17を透過した光は、フロントガラス3の方へ照射される。 The prism 15 is disposed on the light source 14 side of the optical member 16, and is composed of a base material 15a and a refracting portion 15b. The base material 15a is composed of a translucent flat-plate-shaped synthetic resin sheet, such as PC (polycarbonate). The refracting portion 15b is composed of a translucent transparent resin formed into an uneven shape by potting or the like on the light source 14 side of the base material 15a. As shown in FIG. 2, the refracting portion 15b is formed in a cross section of a continuous triangular shape (sawtooth shape) that narrows toward the light source 14 side, and the triangle has optical anisotropy due to its asymmetric shape. The refracting portion 15b refracts the light from the light source 14 due to this anisotropy, and irradiates this light toward the display 17 at a predetermined angle. The light that passes through the display 17 is irradiated toward the windshield 3.

プリズム15は、ヘッドアップディスプレイ装置1から出射される表示光2の出射方向に応じて設計される。プリズム15は、表示光2がフロントガラス3の遮光部3aで反射して運転者4が視認する際に、最適な角度(高輝度に見える反射角度)となるように、屈折部15bの形状や光学特性等が決定される。ここでは、表示光2は、表示器17の表示面17aの法線方向に対し略20度傾いた角度で出射されるように決定される。 The prism 15 is designed according to the emission direction of the display light 2 emitted from the head-up display device 1. The shape and optical characteristics of the refracting portion 15b of the prism 15 are determined so that the display light 2 is reflected by the light-shielding portion 3a of the windshield 3 and viewed by the driver 4 at an optimal angle (a reflection angle at which the light appears to be highly bright). Here, the display light 2 is determined to be emitted at an angle of approximately 20 degrees with respect to the normal direction of the display surface 17a of the display 17.

光学部材16は、表示器17とプリズム15の間に配置され、プリズム15から発せられた照明光を拡散させる。光学部材16は、表示器17側に2枚設けられる表面に筋状の凹凸のあるプリズムシートと、その背後に1枚設けられる表面に粒々状の凹凸のある拡散シートと、の計3枚が設けられる。プリズムシートは、表面に凹凸のあるBEF(Brightness Enhancement Film)等の光学フィルムである。光学部材16としての枚数や順序、種類としては、適宜設定して配置するようにしてもよい。 The optical members 16 are disposed between the display 17 and the prism 15, and diffuse the illumination light emitted from the prism 15. There are three optical members 16: two prism sheets with striped irregularities on the display 17 side, and one diffusion sheet with granular irregularities on the back. The prism sheets are optical films such as BEF (Brightness Enhancement Film) with irregularities on the surface. The number, order, and type of the optical members 16 may be set and arranged as appropriate.

プリズム15は、凹凸形状に形成されるため、形状に応じた暗線(視認した際に見える黒い筋状の線)を生じる。光学部材16は、光を拡散することができるので、この暗線を目立つことが無いようにすることができる。 The prism 15 is formed with an uneven shape, which creates dark lines (black streaks visible when viewed) according to the shape. The optical member 16 can diffuse light, making these dark lines less noticeable.

表示器17は、長方形の上下2枚のガラス基材で液晶材料を挟み込み封入し、その表裏に偏光板を貼り合わせたセグメント状の画素を有するTN(Twisted Nematic:ねじれネマティック)型のネガ(表示文字が、点灯時に透光性、消灯時は遮光性になるモード。背景は点灯時及び消灯時も遮光性)型のセグメントタイプのLCD(Liquid Crystal Display:液晶パネル)からなる。表示器17は、画像としてセグメントで形成される意匠部17bを表示する。意匠部17bは、車両速度意匠と、ギアポジショニング意匠と、残燃料意匠と、インジケータ意匠と、等の車両情報を有する。 The display 17 is a segment-type LCD (Liquid Crystal Display) of the TN (Twisted Nematic) type negative type (display characters are translucent when lit and opaque when off. The background is opaque both when lit and off) type, with segmented pixels formed by sandwiching and sealing a liquid crystal material between two rectangular glass substrates, with polarizing plates attached to the front and back. The display 17 displays the design portion 17b formed by the segments as an image. The design portion 17b has vehicle information such as a vehicle speed design, a gear positioning design, a remaining fuel design, and an indicator design.

車両速度意匠は、単位と複数のセグメントの意匠により自動車の速度値を表示する。ギアポジショニング意匠は、PとRとNとDの意匠によりギアポジションを表示する。残燃料意匠は、FとEと複数の矩形の目盛りの意匠とにより燃料残量を表示する。インジケータ意匠は、ターン等の様々な意匠からなる作動灯や警告灯を表示する。 The vehicle speed design displays the vehicle's speed using units and multiple segment designs. The gear positioning design displays the gear position using P, R, N, and D designs. The remaining fuel design displays the remaining fuel using F, E, and multiple rectangular scale designs. The indicator design displays operating lights and warning lights with various designs such as turns.

表示器17は、制御チップから供給される制御信号に基づいて、意匠部17bを切り替える。表示器17は、光源14の発する光が意匠部17bを透過することにより表示光2を生成する。表示光2により形成される虚像V1は、車両速度意匠,ギアポジショニング意匠,残燃料意匠,インジケータ意匠に対応する車両速度表示V11,ギアポジショニング表示V12,残燃料表示V13,インジケータ表示V14を有する表示する。ここで、車両速度表示V11や残燃料表示V13は、ギアポジショニング表示V12やインジケータ表示V14に比べて重要度の高い重要画像である。 The display 17 switches the design section 17b based on a control signal supplied from the control chip. The display 17 generates display light 2 by transmitting light emitted by the light source 14 through the design section 17b. The virtual image V1 formed by the display light 2 displays a vehicle speed display V11, a gear positioning display V12, a remaining fuel display V13, and an indicator display V14, which correspond to the vehicle speed design, gear positioning design, remaining fuel design, and indicator design. Here, the vehicle speed display V11 and the remaining fuel display V13 are important images that are more important than the gear positioning display V12 and the indicator display V14.

インストルメントパネル5は、下方に凹んだ凹部(筒状部)51を有する。凹部51は、表示器17に対応するように左右方向に長い中空の長方形断面の筒状に形成された凹みであり、前壁51aと、後壁51bと、側壁51cと、底孔51dと、からなる。前壁51aは、フロントガラス3側の立壁であり、フロントガラス3に連なるように形成される。後壁51bは、前壁51aと対向する、運転者4側の立壁である。側壁51cは、前壁51aと後壁51bとを繋ぐ立壁である。底孔51dは、下方の底部に開いた矩形の孔である。 The instrument panel 5 has a recess (cylindrical portion) 51 that is recessed downward. The recess 51 is a hollow cylindrical recess with a rectangular cross section that is long in the left-right direction to correspond to the display 17, and is composed of a front wall 51a, a rear wall 51b, a side wall 51c, and a bottom hole 51d. The front wall 51a is a standing wall on the windshield 3 side and is formed so as to be continuous with the windshield 3. The rear wall 51b is a standing wall on the driver 4 side that faces the front wall 51a. The side wall 51c is a standing wall that connects the front wall 51a and the rear wall 51b. The bottom hole 51d is a rectangular hole that opens at the bottom downward.

表示器17は、表示面17a側が底孔51dに対向するように、凹部51の下方に配置される。このように形成され、表示光2は、凹部51を通過し、フロントガラス3の遮光部3aに反射し、虚像V1として運転者4に視認される。 The display 17 is disposed below the recess 51 so that the display surface 17a faces the bottom hole 51d. In this manner, the display light 2 passes through the recess 51, is reflected by the light-shielding portion 3a of the windshield 3, and is visually recognized by the driver 4 as a virtual image V1.

しかしながら、図4に示すように、例えば、ヘッドアップディスプレイ装置1は、物体Bがこの凹部51に落下して表示光2を遮り、車両速度表示V11等の表示が欠けると、運転者4に車両の速度を正しく表示できなくなるといった問題点があった。また、運転者4は、物体Bが小さい時は、虚像V1の表示の欠けも小さくなることから、凹部51への物体Bの落下に気付けないといった問題点があった。また、凹部51は、インストルメントパネル5の運転者4からは奥まったフロントガラス3側に配置されていると共に、狭い開口なので、運転者4は物体Bを取ることが難しい。よって、運転者4は、自動車修理工場に行かなければならないので、凹部51への物体Bの落下を早期に発見する必要があるといった問題点があった。 However, as shown in FIG. 4, for example, the head-up display device 1 has a problem in that if object B falls into this recess 51 and blocks the display light 2, causing the display such as the vehicle speed display V11 to be missing, the vehicle speed cannot be displayed correctly to the driver 4. In addition, when object B is small, the missing portion of the display of the virtual image V1 is also small, so the driver 4 cannot notice that object B has fallen into the recess 51. In addition, since the recess 51 is located on the windshield 3 side, which is set back from the driver 4 in the instrument panel 5, and is a narrow opening, it is difficult for the driver 4 to retrieve object B. Therefore, there is a problem in that the driver 4 must go to an automobile repair shop, and it is necessary to notice that object B has fallen into the recess 51 as soon as possible.

そこで、本開示は上記の問題点に対処するものであり、図2に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置1は、前壁孔(孔部)51eと、光検出器(光検出部)6と、を有する。 Therefore, the present disclosure addresses the above-mentioned problems, and as shown in FIG. 2, the head-up display device 1 has a front wall hole (hole portion) 51e and a photodetector (photodetection portion) 6.

前壁孔51eは、凹部51の前壁51aに筒状に開いた孔である。前壁孔51eは、図3に示すように、5個の孔が左右方向に並んで配置される。前壁孔51eは、漏れ光2aを通過させる。 The front wall holes 51e are cylindrical holes opened in the front wall 51a of the recess 51. As shown in FIG. 3, five front wall holes 51e are arranged side by side in the left-right direction. The front wall holes 51e allow leakage light 2a to pass through.

漏れ光2aは、表示光2が屈折される方向とは反対方向の前壁孔51eの方へ屈折される光である。具体的には、表示光2が表示器17の表示面17aの法線方向に対し略20度の方向に屈折されるとすると、漏れ光2aは、表示器17の表示面17aの法線方向に対し略マイナス20度の方向に屈折される光である。つまり、屈折部15bは、光源14からの光を、フロントガラス3の方へ屈折させ表示光2となる光と、前壁孔51eの方へ屈折させ漏れ光2aとなる光と、に分ける。漏れ光2aは、光源14からの光の略10%程度の光であって、ヘッドアップディスプレイ装置の表示には使用しない不要光である。 Leakage light 2a is light refracted toward the front wall hole 51e in the opposite direction to the refracted direction of display light 2. Specifically, if display light 2 is refracted in a direction of approximately 20 degrees relative to the normal direction of the display surface 17a of the display unit 17, leakage light 2a is light refracted in a direction of approximately minus 20 degrees relative to the normal direction of the display surface 17a of the display unit 17. In other words, the refracting section 15b separates the light from the light source 14 into light that is refracted toward the windshield 3 to become display light 2, and light that is refracted toward the front wall hole 51e to become leakage light 2a. Leakage light 2a is approximately 10% of the light from the light source 14, and is unnecessary light that is not used for displaying the head-up display device.

光検出器6は、センサ基板61と、光センサ62と、からなる。センサ基板61は、回路基板13同様の硬質プリント基板からなり、5個の光センサ62を実装する。光検出器6は、前壁51aの外側(凹部51の内側(表示光2の通過する側)とは反対側)に配置及び固定される。センサ基板61は、ハーネス等によって車両の制御部と電気的に接続されている。 The light detector 6 is made up of a sensor board 61 and a light sensor 62. The sensor board 61 is made of a hard printed circuit board similar to the circuit board 13, and has five light sensors 62 mounted thereon. The light detector 6 is disposed and fixed on the outside of the front wall 51a (opposite the inside of the recess 51 (the side through which the display light 2 passes)). The sensor board 61 is electrically connected to the vehicle's control unit by a harness or the like.

光センサ62は、例えば、フォトダイオードを適用することができ、5個の前壁孔51eそれぞれに配置される。光検出器6は、前壁孔51eを通過した漏れ光2aの照度を検出して照度データを車両の制御部に出力する。 The light sensors 62 can be, for example, photodiodes, and are arranged in each of the five front wall holes 51e. The light detectors 6 detect the illuminance of the leaked light 2a that passes through the front wall holes 51e and output the illuminance data to the vehicle's control unit.

光検出器6は、光源14の点灯、及び、表示器17の駆動と同時に駆動する。光検出器6は、図2に示すように、表示器17が駆動している間に閾値以上の光(漏れ光2a)を検出すると正常と判断し、特定の処理を行わない。図4に示すように、凹部51に物体Bが落下すると、光検出器6は、表示器17が駆動している間に検知する光(漏れ光2a)が物体B等に遮られて閾値以下にある状態を所定の時間継続して検知し異常と判断し、運転者4に音や表示による警告を実行する処理を行う。 The photodetector 6 is driven simultaneously with the lighting of the light source 14 and the driving of the display 17. As shown in FIG. 2, when the photodetector 6 detects light (leakage light 2a) above the threshold while the display 17 is driven, it determines that the light is normal and does not perform any specific processing. As shown in FIG. 4, when an object B falls into the recess 51, the photodetector 6 detects that the light (leakage light 2a) detected while the display 17 is driven is blocked by the object B or the like and remains below the threshold for a predetermined period of time, determines that an abnormality has occurred, and performs processing to warn the driver 4 by sound or display.

警告は、ヘッドアップディスプレイ装置1以外の、例えば、メータ7などの表示装置に「ヘッドアップディスプレイ部に異物混入の可能性が有ります。ディーラーに連絡してください。」等を表示したり、メータ7に装備されるスピーカーで同様の内容の音声を発したりすることで行われる。 The warning is given by displaying a message such as "There may be a foreign object in the head-up display unit. Please contact your dealer" on a display device other than the head-up display device 1, such as the meter 7, or by emitting a similar sound message from a speaker installed in the meter 7.

尚、ヘッドアップディスプレイ装置1は、この光検出器6の駆動を常時行うものではなく、省電力のために特定の期間だけ行うものであってもよい。例えば、車両の電源が入れられて(ACC(アクセサリー)のON時又は、IGN(イグニッション)のON時)から1時間だけ行うものであってもよい。 The head-up display device 1 may drive the photodetector 6 only for a specific period of time to save power, rather than constantly. For example, it may drive the photodetector 6 only for one hour after the vehicle is turned on (when the ACC (accessory) is turned on or the IGN (ignition) is turned on).

このように形成されることにより、ヘッドアップディスプレイ装置1は、凹部51に物体Bが落ちて表示光2を遮り虚像V1が表示できないといった場合に、光検出器6により異常を素早く運転者4に報知することができる。 By being configured in this manner, the head-up display device 1 can quickly notify the driver 4 of an abnormality using the photodetector 6 if an object B falls into the recess 51, blocking the display light 2 and preventing the virtual image V1 from being displayed.

(第2の実施形態)
本開示に係る表示装置の第2の実施形態を図5に基づいて説明する。前述した第1の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。
Second Embodiment
A second embodiment of a display device according to the present disclosure will be described with reference to Fig. 5. The same parts and equivalent parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

表示器17は固定された意匠部17bを有するセグメントタイプのLCDであったが、本実施形態では、表示器17は、同箇所に種々の意匠を表示するフルカラーのTFT(Thin Film Transistor)型のLCDからなる。表示器17は、少なくとも第1の実施形態と同様の種類の意匠を表示する。また、表示器17は、車両の電源が入れられると虚像V2に検査用表示V21を表示する。検査用表示V21は、矩形の単色に発光する画像である。 The display 17 was a segment-type LCD with a fixed design portion 17b, but in this embodiment, the display 17 is a full-color TFT (Thin Film Transistor) type LCD that displays various designs at the same location. The display 17 displays at least the same types of designs as in the first embodiment. In addition, the display 17 displays an inspection display V21 on the virtual image V2 when the vehicle is turned on. The inspection display V21 is a rectangular image that emits light in a single color.

このように形成されることにより、運転者4は、凹部51に物体Bが落ちて表示光2を遮ると、一部が欠けた検査用表示V21を視認することになるので、凹部51への物体Bの悪化を察知することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置1は、運転者4が検査用表示V21の異常に気付かなかった場合でも、光検出器6により異常を素早く運転者4に報知することができる。 By forming it in this manner, when an object B falls into the recess 51 and blocks the display light 2, the driver 4 can see the partially missing inspection display V21, and can sense the deterioration of the object B in the recess 51. Furthermore, even if the driver 4 does not notice an abnormality in the inspection display V21, the head-up display device 1 can quickly notify the driver 4 of the abnormality using the photodetector 6.

(第3の実施形態)
本開示に係る表示装置の第2の実施形態を図6に基づいて説明する。前述した第2の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。
Third embodiment
A second embodiment of the display device according to the present disclosure will be described with reference to Fig. 6. The same parts and equivalent parts as those in the second embodiment described above will be denoted by the same reference numerals.

前壁孔51eは5個であったが、本実施形態では、前壁孔51eは、重要画像の車両速度表示V22と残燃料表示V23に対応する箇所の2箇所のみ形成され、光センサ62はこの位置にのみ配置される。このように形成されることにより、ヘッドアップディスプレイ装置1は、光センサ62の個数の削減などにより、光検出器6のコストを低減することができる。 In the previous embodiment, there were five front wall holes 51e, but in this embodiment, the front wall holes 51e are formed in only two locations, corresponding to the vehicle speed display V22 and remaining fuel display V23 of the important images, and the optical sensors 62 are placed only at these locations. By forming them in this manner, the head-up display device 1 can reduce the cost of the optical detector 6 by reducing the number of optical sensors 62, etc.

(第4の実施形態)
本開示に係る表示装置の第4の実施形態を図7に基づいて説明する。前述した第3の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。
Fourth embodiment
A fourth embodiment of the display device according to the present disclosure will be described with reference to Fig. 7. The same parts and equivalent parts as those in the third embodiment will be described with the same reference numerals.

プリズム15は光学部材16の光源14側に配置されていたが、本実施形態では、透光部11aと表示器17の間に配置される。屈折部15bは、表示器17を透過した光を屈折させ、この光をフロントガラス3の方へ照射する。このように形成されることで、プリズム15は、第1の実施形態と同様に、表示光2を運転者4が視認する際に最適な角度となるようにフロントガラス3の方へ照射することができる。 The prism 15 was previously positioned on the light source 14 side of the optical member 16, but in this embodiment, it is positioned between the light-transmitting portion 11a and the display 17. The refracting portion 15b refracts the light that has passed through the display 17 and irradiates this light toward the windshield 3. By being formed in this manner, the prism 15 can irradiate the display light 2 toward the windshield 3 at an optimal angle for the driver 4 to view, just like in the first embodiment.

本実施形態では、上ケース11は、前壁51aの方へ延びた延出部11bを有する。前壁孔51eは前壁51aに形成されていたが、本実施形態では、延出部11bに筒状に開いた孔である延出部孔(孔部)11eとなる。延出部孔11eは、漏れ光2aを通過させる。光センサ62は、延出部孔11eのそれぞれに配置される。光検出器6は前壁51aの外側に固定されていたが、本実施形態では、延出部11bと固定部材18との間に挟持固定され、延出部11bの外側に配置される。 In this embodiment, the upper case 11 has an extension 11b extending toward the front wall 51a. The front wall hole 51e was formed in the front wall 51a, but in this embodiment, it is an extension hole (hole) 11e that is a cylindrical hole opened in the extension 11b. The extension hole 11e allows leakage light 2a to pass through. The light sensor 62 is disposed in each of the extension holes 11e. The light detector 6 was fixed to the outside of the front wall 51a, but in this embodiment, it is sandwiched and fixed between the extension 11b and the fixing member 18 and disposed outside the extension 11b.

センサ基板61は車両の制御部と電気的に接続されていたが、本実施形態では、センサ基板61は、ハーネス等によってヘッドアップディスプレイ装置1の回路基板13の制御部と電気的に接続されている。つまり、光検出器6は、ヘッドアップディスプレイ装置1と一体に形成される。 The sensor board 61 was previously electrically connected to the vehicle's control unit, but in this embodiment, the sensor board 61 is electrically connected to the control unit of the circuit board 13 of the head-up display device 1 by a harness or the like. In other words, the photodetector 6 is formed integrally with the head-up display device 1.

延出部孔11eは、透光性の合成樹脂(例えばアクリルなど)を成形した導光部材63を有し、漏れ光2aを集光して光センサ62へ導く。このように形成されることで、ヘッドアップディスプレイ装置1は、より漏れ光2aの検出精度を向上させることができる。 The extension hole 11e has a light-guiding member 63 molded from a translucent synthetic resin (such as acrylic), which collects the leaked light 2a and guides it to the light sensor 62. By being formed in this manner, the head-up display device 1 can further improve the detection accuracy of the leaked light 2a.

(変形例)
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
(Modification)
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

例えば、ヘッドアップディスプレイ装置1が、表示光2をフロントガラス3の遮光部3aに投影するヘッドアップディスプレイ装置1の例を説明したが、フロントガラス3の透明箇所に投影し、運転者4に実像、虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であってもよい。また、フロントガラス3の運転者4側に設けられた例えば、透明又は、不透明な反射部(所謂コンバイナ)に投影するものであってもよい。 For example, the head-up display device 1 has been described as projecting the display light 2 onto the light-shielding portion 3a of the windshield 3, but it may also be a head-up display device that projects onto a transparent portion of the windshield 3 and allows the driver 4 to view a real image or a virtual image. It may also be a head-up display device that projects onto, for example, a transparent or opaque reflecting portion (a so-called combiner) provided on the driver 4 side of the windshield 3.

プリズム15は、光学部材16の光源14側や、透光部11aと表示器17の間に配置されていたが、表示器17と光学部材16の間に配置されてもよい。プリズム15は、透光性の合成樹脂を成形した所謂導光体であってもよい。 The prism 15 is disposed on the light source 14 side of the optical member 16 or between the light-transmitting portion 11a and the display 17, but it may be disposed between the display 17 and the optical member 16. The prism 15 may be a so-called light guide molded from a light-transmitting synthetic resin.

1 ヘッドアップディスプレイ装置
11 上ケース(ケース体)
11a 透光部
11b 延出部
11e 延出部孔(孔部)
12 下ケース(ケース体)
13 回路基板
14 光源
15 プリズム
15a 基材
15b 屈折部
16 光学部材
17 表示器(表示部)
17a 表示面
17b 意匠部
18 固定部材
2 表示光
2a 漏れ光
3 フロントガラス(反射部)
3a 遮光部
4 運転者(視認者)
5 インストルメントパネル
51 凹部
51a 前壁
51b 後壁
51c 側壁
51d 底孔
51e 前壁孔(孔部)
6 光検出器(光検出部)
61 センサ基板
62 光センサ
63 導光部材
7 メータ
B 物体
V1 虚像
V11 車両速度表示
V12 ギアポジショニング表示
V13 残燃料表示
V14 インジケータ表示
V2 虚像
V21 検査用表示
V22 車両速度表示
V23 残燃料表示
1 Head-up display device 11 Upper case (case body)
11a Transparent part 11b Extension part 11e Extension part hole (hole)
12 Lower case (case body)
13 Circuit board 14 Light source 15 Prism 15a Base material 15b Refraction portion 16 Optical member 17 Display (display portion)
17a Display surface 17b Design portion 18 Fixing member 2 Display light 2a Leaking light 3 Front glass (reflecting portion)
3a Shading part 4 Driver (visitor)
5 Instrument panel 51 Recess 51a Front wall 51b Rear wall 51c Side wall 51d Bottom hole 51e Front wall hole (hole)
6 Photodetector (photodetector section)
61: sensor board 62: optical sensor 63: light guide member 7: meter B: object V1: virtual image V11: vehicle speed display V12: gear positioning display V13: remaining fuel display V14: indicator display V2: virtual image V21: inspection display V22: vehicle speed display V23: remaining fuel display

Claims (8)

光を発する光源と、
前記光により表示光を生成する表示部と、
前記光又は前記表示光を屈折させる屈折部と、を有し、
前記表示光を反射部で反射させ、視認者に虚像として表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示部の表示面側に配置される中空の筒状部と、
前記筒状部に配置され、前記表示光の屈折される方向とは反対方向に屈折される光の照度を検出する光検出部と、
を備え
前記光検出部は、前記照度を制御部に出力し、
前記制御部は、前記照度が閾値以下の場合に異常と判断し、前記視認者に警告を実行する処理を行うことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
A light source that emits light;
a display unit that generates display light using the light;
a refraction unit that refracts the light or the display light,
In a head-up display device, the display light is reflected by a reflecting portion and displayed as a virtual image to a viewer,
A hollow cylindrical portion disposed on a display surface side of the display portion;
a light detection unit disposed in the cylindrical portion and configured to detect an illuminance of light refracted in a direction opposite to a direction in which the display light is refracted;
Equipped with
The light detection unit outputs the illuminance to a control unit,
The control unit determines that an abnormality exists when the illuminance is equal to or lower than a threshold value, and performs processing to issue a warning to the viewer .
前記反射部は、車両のフロントガラスであり、
前記筒状部は、前記車両のインストルメントパネルに形成される凹部であり、
前記表示光は、前記フロントガラスの周縁に形成される遮光部に投影されることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
The reflecting portion is a windshield of a vehicle,
the cylindrical portion is a recess formed in an instrument panel of the vehicle,
2. The head-up display device according to claim 1, wherein the display light is projected onto a light-shielding portion formed on a periphery of the windshield.
前記屈折部は、前記表示部と前記光源の間に配置されることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 1, characterized in that the refraction portion is disposed between the display portion and the light source. 前記照度は、物体に遮られて前記閾値以下になることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 1 , wherein the illuminance is blocked by an object and falls below the threshold value . 前記光検出部は、前記筒状部の前記反射部側に配置されることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 1, characterized in that the light detection unit is disposed on the reflecting portion side of the cylindrical portion. 前記表示部は、重要度の高い重要画像を有し、
前記光検出部は、前記重要画像に対応する箇所に配置されることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
the display unit has an important image having a high degree of importance,
The head-up display device according to claim 1 , wherein the light detection unit is disposed at a position corresponding to the important image.
前記表示部は、検査用表示を表示することを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The head-up display device according to claim 1, characterized in that the display unit displays an inspection display. 前記光検出部は、車両の電源が入れられてから特定の期間だけ前記照度を検出することを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
The head-up display device according to claim 1 , wherein the light detection unit detects the illuminance for a specific period of time after the vehicle is powered on .
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