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JP6350021B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、組み付け性が良好なヘッドアップディスプレイ装置に関する。
従来、車両のフロントガラス前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、光源ユニットが発する熱を効率良く放熱するために、光源ユニットからの表示光をフロントガラスへ反射させる反射部材を収容するケースの外側に、裏面に放熱器を取り付けた光源ユニットを配設する構成が特許文献１に開示されている。
実開平５−２３４０４号公報
特許文献１のようなヘッドアップディスプレイ装置において、反射部材を収容する第１ケースの外側に固定された光源ユニットを覆う第２ケースを固定するにあたって、組み付け性に改善の余地があった。
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、組み付け性の良好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。
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
透光性の出光部を有する蓋と、
光を入光する入光部と、前記入光部から入光した光を前記出光部へ反射させる反射部材を収容する収容部と、を有し、前記蓋と嵌合する第１ケースと、
前記入光部に光を入光するように前記第１ケースの前記収容部外に固定される光源ユニットと、
前記光源ユニットを覆い前記第１ケースに螺子で固定される第２ケースと、を備え、
前記光源ユニットが発する光を前記反射部材に反射させて前記蓋の前記出光部より光を透過して外部に表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第１ケースは、前記収容部内から前記入光部を介して前記収容部外へ出る方向へ突出した前記第２ケースよりも剛性の高い壁部を有し、
前記第２ケースと前記壁部とは互いに嵌合する嵌合部を設け、
前記第２ケースは前記嵌合部を挟む位置で前記第１ケースに螺子で固定される。
本発明によれば、組み付け性の良好なヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図。 同実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の表面における斜視図。 同実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の蓋を外した状態における表面の斜視図。 同実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の裏面における斜視図。 同実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の第１ケースと第２ケースの組付け関係を示す図。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、蓋１と、第１ケース２と、反射部材３と、光源ユニット４と、第２ケース５と、制御基板６と、第３ケース７と、を備え、光源ユニット４が投射した表示光Ｌを反射部材３に反射させて蓋１外に投射表示する表示装置である。
このヘッドアップディスプレイ装置Ａは、車両に搭載され、車両の運転席側のフロントガラス（ウィンドシールド）に表示光Ｌを投射することで、フロントガラス前方に虚像を映し出す。例えば、車両の走行速度などを含む計器画像を表示光Ｌとしてフロントガラスに投射することで、運転者は運転時に視線を前方に向けたまま、フロントガラス越しに車外風景と重ねて車両情報を確認することができる。
蓋１は、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂製蓋である。また、蓋１は、例えばアクリル樹脂などの透光性樹脂からなる出光部１０を有し、反射部材３が反射した表示光Ｌを透過してフロントガラスへ投射する。
第１ケース２は、例えば、アルミニウムを金型鋳造したケース体からなる。第１ケース２には、光源ユニット４が投射した表示光Ｌを取り込む入光部２０を、反射部材３を収容する収容部２１に形成し、蓋１と嵌合する。入光部２０から取り込まれた光は、収容部２１に収容された反射部材３に反射して、蓋１の出光部１０を透過してフロントガラスに投射される。
また、第１ケース２の収容部２１の外側には、収容部２１内から入光部２０を介して収容部２１外へ出る方向へ突出した壁部２２を有する。
壁部２２には、光源ユニット４の後述するバックライト基板４０が螺子で固定
されており、バックライト基板４０が発する熱を壁部２２を通じて第１ケース２全体へ伝え、第１ケース２を介して外界に熱を放散することで、第１ケース２全体が光源ユニット４の放熱器として機能するようになっている。
なお、壁部２２と光源ユニット４との間に、互いに密着して接触熱抵抗を小さくするための熱伝導性シートを設けてもよい。
反射部材３は、第１反射部材３０と、第２反射部材３１からなる。第１反射部材は平面鏡からなり、第２反射部材３１は駆動ユニット３１０の動力によって回転軸３１ａで回動可能な凹面鏡ユニットからなる。
光源ユニット４は、バックライト基板４０と、反射部材４１と、液晶基板４２を有する。
バックライト基板４０は、光源となるＬＥＤ(Light Emitting Diode)を実装した回路基板からなり、制御基板６の制御に応じた輝度で表示光Ｌを投射する。また、バックライト基板４０は、ＬＥＤを実装した面を反射部材４１に向け、ＬＥＤを実装していない面（裏面）を壁部２２に向けて、壁部２２に螺子で固定される。
反射部材４１は、平面鏡からなり、バックライト基板４０が発した表示光Ｌを液晶基板４２の裏面へ反射する。
液晶基板４２は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネルからなり、表面が第１ケース２の入光部２０に向くように配置される。また、液晶基板４２は、制御基板６の制御に応じて複数の各画素を透過／不透過状態に切り替えて、透過状態の画素でバックライト基板４０からの光を透過させることにより、所定の画像を表示光Ｌとして第１ケース２の入光部２０に投射する。
第２ケース５は、例えば、比較的安価で軽量なポリプロピレン（ＰＰ）などの成形加工が容易な不透明な樹脂からなるものであり、光源ユニット４を覆って第１ケース２に螺子で固定される。
制御基板６は、第２反射部材３１の駆動ユニット３１０と、光源ユニット４のバックライト基板４０と、液晶基板４２を駆動制御するための各種電子素子と配線を実装した回路基板である。
制御基板６は、ＣＡＮ（Controller Area Network）と接続されており、ＣＡＮから取得した車両の走行速度などの車両情報を計器画像として構成し、当該計器画像を表示光Ｌとして光源ユニット４に投射させる。また、制御基板６は、駆動ユニット３１０を駆動させて、第２反射部材３１を回転軸３１ａを中心に回転させてフロントガラスの上下方向における虚像の結像位置を調整して、運転者のアイポイントの高さに虚像の位置を合わせることができる。
第３ケース７は、例えばアルミニウム製の扁平な箱形状のケース体からなり、制御基板６が外部からの電磁波に影響を受けないように、あるいは、制御基板６が出す電磁波が外部に影響を与えないように、制御基板６を覆って、第１ケース２に螺子で固定することで、制御基板と外界との電磁波の影響を遮断する。
（第１ケース２と第２ケース５の組付け関係）
第１ケース２と第２ケース５の螺合について、図５に基づいて説明する。図５(ａ)は、ヘッドアップディスプレイ装置Ａの裏面より斜視した斜視図であり、第１ケース２から光源ユニット４を外した状態において、第１ケース２と第２ケース５との螺合を示す図である。図５（ｂ）は、第１ケース２の壁部２２と後述する螺子孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの関係性を示す図である。
第２ケース５の４隅には、螺子孔５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが形成され、第１ケース２は各螺子孔５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに対応して螺子孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成されており、互いに対応する螺子孔にて第２ケース５が第１ケース２に螺子で固定される。
第１ケース２の螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄは壁部２２を挟むように位置すると共に、壁部２２の螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄに挟まれた箇所には溝状の嵌合部２２０が形成されている。一方で、第２ケース５には、溝状の嵌合部２２０と嵌合する凸部が形成されている。これにより、第２ケース５が第１ケース２に螺子で固定されると、第２ケース５の螺子孔５１ｃと螺子孔５１ｄ間の辺が壁部２２の嵌合部２２０と嵌合する。
また、壁部２２は、第２ケース５と嵌合する嵌合部２２０の嵌合面積を大きくとるために螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄを結ぶ線分よりも高さ方向に突出するように構成している。
また、第１ケース２の螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄは、螺子孔２３ａと螺子孔２３ｂに比べ壁部２２の高さ方向に低い位置に形成する。
このように構成することで、第２ケース５を第１ケース２に組み付け性が高まる。
具体的には、壁部２２と嵌合する樹脂製の第２ケース５の辺が、アルミニウム製の壁部２２によって剛性が担保されて壁部２２の厚み方向に歪まなくなるため、螺子締めトルクによって第２ケース５が歪んでも螺子孔５１ｃと螺子孔５１ｄの位置が第１ケース２の螺子孔に対応する位置から外れてしまう虞が少なくなる。これにより、位置決めされていない螺子孔５１ａと螺子孔５１ｂから螺子締めするように組み立てることで、組み付けを失敗する虞が低減する。
また、壁部２２は、螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄを結ぶ線分よりも高さ方向に突出することにより、第２ケース５と嵌合する嵌合部２２０の嵌合面積が大きくなり、第２ケース５の螺子孔５１ｃと螺子孔５１ｄ間の辺がより強固に壁部２２に沿って壁部２２の厚み方向に歪みにくくなる。
また、第１ケース２の螺子孔２３ｃと螺子孔２３ｄは、螺子孔２３ａと螺子孔２３ｂに比べ壁部２２の高さ方向に高い位置に形成されることにより、位置決めされていない螺子孔５１ａと螺子孔５１ｂから螺子締めすると、螺子締めトルクによる歪み方向が壁部２２の厚み方向と一致して、螺子締めトルクによる歪みによって螺子孔５１ｃと螺子孔５１ｄの位置が第１ケース２の螺子孔に対応する位置から外れてしまう虞が低減する。
これらの効果により、第２ケース５は壁部２２に嵌合した第２ケース５の螺子孔５１ｃと螺子孔５１ｄ間の辺において、壁部２２によって剛性が担保されて位置決めできるため、比較的剛性の低い樹脂材料によって形成したり、成形精度が比較的低くても組み付け性が損なわれないため、組み付け性を担保しつつ安価に製造することができる。
なお、本実施形態では、放熱性を高めるために第１ケース２を壁部２２とを一体にアルミニウムで金型鋳造して、第１ケース２が反射部材３を収容する機能と放熱器の機能とを兼ねた構成としたが、これに限らず、第１ケース２を樹脂製とし、壁部２２を持つ金属性の放熱器を別体に構成して組み合わせるものであってもよい。
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
本発明は、車両やオートバイ、あるいは農業機械や建築機械を備えた移動に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置として好適である。
Ａ ：ヘッドアップディスプレイ装置
１ ：蓋
１０ ：出光部
２ ：第１ケース
２０ ：入光部
２１ ：収容部
２２ ：壁部
２２０ ：嵌合部
３ ：反射部材
３０ ：第１反射部材
３１ ：第２反射部材
３１ａ ：回転軸
３１０ ：駆動ユニット
４ ：光源ユニット
４０ ：バックライト基板
４１ ：反射部材
４２ ：液晶基板
５ ：第２ケース
６ ：制御基板
７ ：第３ケース
Ｌ ：表示光

Claims (4)

  1. 透光性の出光部を有する蓋と、
    光を入光する入光部と、前記入光部から入光した光を前記出光部へ反射させる反射部材を収容する収容部と、を有し、前記蓋と嵌合する第１ケースと、
    前記入光部に光を入光するように前記第１ケースの前記収容部外に固定される光源ユニットと、
    前記光源ユニットを覆い前記第１ケースに螺子で固定される第２ケースと、を備え、
    前記光源ユニットが発する光を前記反射部材に反射させて前記蓋の前記出光部より光を透過して外部に表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記第１ケースは、前記収容部内から前記入光部を介して前記収容部外へ出る方向へ突出した前記第２ケースよりも剛性の高い壁部を有し、
    前記第２ケースと前記壁部とは互いに嵌合する嵌合部を設け、
    前記第２ケースは前記嵌合部を挟む位置で前記第１ケースに螺子で固定される
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記第２ケースの前記嵌合部を挟む位置の螺子固定箇所と他の螺子固定箇所とに段差を持たせた
    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。
  3. 前記嵌合部は、凹部または凸部を有する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記第１ケースは、前記光源ユニットの熱を放散させる放熱器の機能を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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