JPH03505489A - 自動車のヘツドアツプ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のヘッドアップ表示装置 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項記載の種類の自動車の光学装置であって、運転者の視 野内へ映像により表示を映し出す装置に関するものである。

自動車の運転者に、いわゆるヘッドアップ表示器（ＨＵＤ）によシ重要な情報を 表示する提案は、数多くなされている。これらの提案の場合、運転者の視野内に 位置する風防ガラスの一部に、運転者にとって重要なデータや警告信号の目的は 、運転者が交通の状況に注意を向けている場合に、眼を走路から離すことなしに 、たとえば速度、ブレーキ装置の機能状態、道路案内情報等の表示信号を視認さ せる目的をもっている。運転者の眼の遠近調節は、はとんど不要である。

ヘッドアップ表示器は、表示素子から形成される虚像を周囲の像と重ね合わせる ために、部分透過性のミラーを必要とする。このため、自動車では、風防ガラス 、又は風防ガラスの前に付加されたガラス（コンバイナ）に対する反射が利用さ れる。

いずれの場合にも、風防ガラスないしコンバイナのガラスと空気との間の双方の 分離面のところに反射が生じ、これらの反射によって望ましくない２重像が生じ て、表示が著しく読取シにくくなる。また、ＨＵＤの光学スペース内へ入射する 光が反射して、同じように運転者の視野へ反映される。これが運転者には淡い霧 状の背景面のように映シ、交通状況を見る妨げになる。

この効果を防止するため、一般には、内側の境界面を誘電性の層でコーティング することが提案され、これによシ、反射像の一つが強められ、他の反射像が弱め られる。

更に、反射層を、計器盤内部に配置されている表示素子が発する波長の光のみを 反射するように構成することも公知である。こうすることによシ、周囲光の影響 を低減することができる。

更にまた、ドイツ特許第３３４７２７１号によシ、光束を偏光させて、ブルース ター角を考慮して風防ガラスに設けられた、異なる屈折率の多層コーティングに よシ、運転者のほうへ光束を向けることも公知である。

高真空内での蒸着又はスパッタによシ誘電性の層を設けることは、多くの出費を 要する。また、これらの層は、引掻き傷や汚れを受けやすいので、表示も視認し にくくなる。

本発明の利点 これに対し、請求の範囲第１項記載の特徴を有する本発明による装置は、簡単か つ廉価で製作できる直線偏光フィルタが用いられ、これらのフィルタにより、明 瞭な対照を有する表示を風防ガラスに供給できる利点を有している。更に、これ らの偏光フィルタは引掻き傷を生じに＜＜、また傷がついても簡単に交換できる 利点も有している。ブラインドを用いることによシ、走路方向への光の透過は、 僅かだけ妨げられるようにするのが有利である。

請求の範囲第１項に記載の装置を、更に、第２項以下に記載の諸措置によシ、有 利に構成することができる。特に、光路内に第２のブラインドを用いるのが有利 である。これによシ、妨げになる散乱光を大幅に絞シ込むことができる。表示を 視界内に位置せしめ、輝度を可変に構成する場合には、フィルタ・ガラスゝは、 風防ガラス前方の旋回可能のコンバイナの上に配置するのが有利である。コンバ イナの旋回によシ、虚像も、運転者の身長に応じて調節できるので、ブルースタ ー角による最大の対照を常に得ることができる。また、有利には透明の液晶表示 をコンバイナ上で虚像と結合するのが有利である。そうすることによシ、回転数 や速度などの重要な車両データを、運転者の視界内へ、特に明瞭なコントラスト で映し出すことができる。これらの車両データは、虚像の道路案内の情報と関連 づけて十分に視認可能に表示することができる。

別の利点は、合せガラスの場合には、フィルタ・フォイル又はフィルタ・ガラス を容易に風防ガラスの間に著しい妨害反射なしに埋め込み可能であシ、そうする ことで、特に機械的な損傷を防止できる。また、表示部を視界内のエンジンフー ド上に配置するのも有利である。そうすることにより、道路に向ける視線が妨げ られず、かつまた眼の遠近調節が大巾に避けられるからである。更に、コンバイ ナのところでの反射角を変え、照明の輝度を変えることにより、表示部の虚像を 昼光状態に適応させることができる。゛これにょシ、特に夜間にも運転者には、 まぶしさが防止される。

図　　面 図面には、本発明の複数実施例が示されておシ、以下では、これら実施例を図面 につき詳説する。第１図は、処理の施されていない風防ガラスのところでの虚像 を反射光を示した図、第２図は第１実施例の図、第６図は第２実施例の図、第４ 図は第３実施例の図、第５図はブラインドの機能を示した図、第６図は２つの液 晶表示部を有する組合せ表示部の図、第７図は組合せ表示部の構造を示した断面 図である。

実施例の説明 第１図は公知の光学装置を示したものである。この装置では、光束６は、表示素 子１により発生せしめられ、レンズ４により焦点が合わされる。光束６は風防ガ ラス２４に当シ、ガラスの内側と外側の双方のところで反射する。たとえば位置 １２にある観察者は、ガラスの厚みによシ、はぼ等しい輝度の、ずれた２つの像 をガラス１０の上に見ることになる。これら２つのずれた像が道路の像に重なっ て見えるのである。外からの散乱光も観察スペースに入シ込むことがあるので、 表示を明確に視認することは極めて困難である。これらの、妨げとなる影響を防 止゛するため、第２図の実施例では、出口３内に第１の偏光フィルタ１１がはめ 込まれている。このフィルタ１１は、光束６を直線偏光する。更に、風防ガラス ２４の内側には、第２の偏光フィルタ９が取付けられている。この偏光方向は、 第１のフィルタ１１の偏光方向に直角に位置している。

第２のフィルタ９の、運転者に向いた側のところで、光束６の一部が運転者のほ うへ変向され、運転者は表示素子１の虚像を眼にすることになる。光束６の、フ ィルタ９０表面で反射しなかった部分は、交差するフィルタ内で大部分吸収され る。弱められた映像は、点線１６で示してあシ、これに対し、−次映像は光束１ ５で示しである。縦穴２内のレンズ４をずらすことによシ、表示素子１の像の幅 （仮想距離）を調節できる。

運転者は、それによシ表示映像を道路上の視認状況に適合させるととができ′る 。更に、輝度調整器（図示せず）も備えられており、これを手動式又は自動式に 操作し、表示の輝度を調整して、特に夜間のまぶしさを防止できる。第２の偏光 フィルタ９は、有利には風防ガラスの下方区域に配置しておき、はぼ視界内でエ ラジンフードの上に来るようにする。これによって、道路像を見るのが妨げられ なくなる。

第３図は第２実施例を示した図である。この場合は、偏光フィルタの代シにブラ インド７．８が用いである。

ブラインド１，８は、平行に配置された反射器を有している。これらの反射器は 、入射する光を入射角に応じて通過又は遮断する。風防ガラス２４の内側に固定 されたブラインド８は、入射する光束６がその表面で部分的に運転者のほうへ変 向されるように調整されている。第５図には、この反射器の作用形式が示しであ る。反射器１３の配置は、残シの光束部分が完全に吸収され、２重像が生じない ようにされている。こうすることによシ、空気と７オイルとの分離面に生じる反 射以外は利用されないようにする。しかも、他方では、ブラインドを通して見る 観察者１２の視線は、はとんど妨げられることがない。なぜなら、ブラインド８ は、図示の視角では、高い透過度を有しているからである。

ＨＵＤの光学スペースからの望ましくない反射や反映を避けるため、縦穴２の出 口には、第２のブラインド７が配置されている。この場合、反射器は、光束６に 平行に配置されているので、はとんど妨げられずに光束６が通過できる。第１の ブラインド８と風防ガラスとの傾斜を適切に選定すれば、第２のブラインド７は 用いなくともよい。光学スペースへの入射光による妨害反射が生じないからであ る。フォイルの引掻き傷を防止するため、ブラインドは、風防ガラス２４の中間 層内に埋め込むこともできる。

第４図には、本発明の第３の実施例が示しである。

この場合は、風防ガラス２４の前に透明のガラスがコンバイナ１０として、縦穴 ２の出口のところに設けられている。コンバイナ１０の、運転者に向いた側には 、第１実施例の第２偏光フイルタ９か、又はブラインド８を備えておく。縦穴の ふたには、相応に偏光フィルタないしブラインドを用いる。この実施例の作用形 式は、既述の実施例の場合と同じである。本発明の別の実施例では、コンバイナ が旋回可能に配置されているので、風防ガラス２４の傾斜角とは無関係に、コン バイナ１０上の虚像の位置を旋回によって調節できる。

ルースター角でコンバイナを調節した場合である。コンバイナを配置することで 、風防ガラスの位置や、それと関連するボディへの空力的な影響を顧慮する必要 はない。作用形式は、第１の実施例の場合と同じなので、説明は省略する。

第６図と第７図には、別の実施例が示しである。この実施例の場合は、虚像を有 する区域２５と両側に設けられた液晶ディスプレーＬＣＤとが共通のコンバイナ １０上で組合されている。虚像の区域は、第４図の第３実施例の場合のように、 コンバイナ１０の、観察者１２に向いた側に２個の偏光フィルタ９を有している 。

第２の偏光フィルタ９とコンバイナ１０との間には、虚像の区域の横に、たとえ ば、エンジン回転数と車両速度用の、有利には透明の液晶ディスプレーＬＣＤが 備えである。言うまでもなく、その他のインジケータ、たとえばオイル圧、時刻 、路程情報等も加えることができる。液晶ディスプレーＬＣＤは、有利には黒味 がかった記号又はカラー記号を有するようにする。必要な給電線は、液晶ディス プレー上の邪魔にならない個所に配線しておく。

液晶ディスプレーＬＣＤは、風防ガラスに第３の偏光フィルタ１４を有し、これ により液晶ディスプレーの機能が保証されるようになっている。第２の偏光フィ ルタ９は、その偏光方向が、第１の偏光フィルタ１１に対して、有利にはほぼ直 角に設定され、妨害となる散乱光は大部分が吸収される。また、液晶ディスプレ ーが、制御可能な照明装置１８を有するように構成され、この照明装置１８は、 たとえば、風防ガラス２４とコンバイナ１０との間のスペースに配置しておくこ とができる。

この実施例の作用形式は、次の通シである。虚像を有する区域には、たとえば、 運転者用の道路案内情報を表示できる。これについては、第１実施例のところで 既に述べた。

この実施例では、付加的に２つの電気的に動作する液晶ディスプレーＬＣＤが設 けられており、これらによシ、たとえば回転数と速度が表示される。しかしまた 、その他の表示も、特に次の場合に設けることができる。

すなわち、液晶ディスプレーＬＣＤをデータ記憶装置と接続した場合である。た とえば、液晶ディスプレーＬＣＤを適宜に構成すれば、道路図や市街地図を表示 することも可能である。

国際調査報告 一一一一一〜−−−−、ＰＣ〜’ＤＥ　８９１００３４Ｂ国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．像により表示を映し出す、自動車の光学装置であつて、これらの表示が、計 器盤カバー区域の縦穴内で表示素子により光束を介して生ぜしめられ、かつまた 光学部材を介して縦穴出口から運転者の視界内の風防ガラスに投影され、更に、 風防ガラスのその区域でフオイル又はガラスにより表示が反射される形式のもの において、出口（３）の、光束（６）の光路に当る区域に第１の偏光フィルタ（ １１）が備えてあり、かつまた、風防ガラス（２４）の内側区域には第２の偏光 フィルタ（９）が備えられ、このフイルタ（９）は、その偏光方向が、第１の偏 光フィルタ（１１）に対しほぼ直角てあることを特徴とする自動車の光学装置。
2. ２．像により表示を映し出す、自動車の光学装置であつて、これらの表示が、計 器盤カバー区域の縦穴内で表示素子により光束を介して生ぜしめられ、かつまた 光学部材を介して縦穴出口から運転者の視界内の風防ガラスに投影され、更に、 風防ガラスのその区域でフオイル又はガラスにより表示が反射される形式のもの において、光束（６）が、第１のプラインド（８）の空気／フオイルないし空気 ／ガラスの分離面のところで運転者のほうへ変向され、前記第１のプラインド（ ８）が、水平に位置する互いに上下に層をなす反射部材（１３）を有し、風防ガ ラス（２４）の内側に配置されており、かつまたこのプラインドの反射部材（１ ３）により光束（６）の残りの部分が吸収されることを特徴とする自動車の光学 装置。
3. ３．光束に平行な反射部材（１３）を有する第２のプラインド（７）が、縦穴（ ２）の出口（３）に配置されていることを特徴とする請求項２記載の光学装置。
4. ４．第２の偏光フイルタ（９）又は第１のプラインド（８）が、風防ガラス前方 の光透過性コンパイナ（１０）上に配置されていることを特徴とする請求項１か ら５までのいずれか１項記載の光学装置。
5. ５．風防ガラス（２４）の前方のコンパイナ（１０）上に、少なくとも１つの液 晶デイスプレー（ＬＣＤ）を有する別の表示部が配置されており、この液晶デイ スプレー（ＬＣＤ）と風防ガラス（２４）との間の、液晶デイスプレー（ＬＯＤ ）の区域に第３の偏光フイルタ（１４）が配置されており、更に、第２の偏光フ イルタ（９）は、偏光方向が、第１の偏光フイルタ（１１）に対してほぼ直角と 在るように配置されており、更にまた、液晶デイスプレー（ＬＣＤ）が、コンパ イナ（１０）と風防ガラス（２４）との間のスペースに配置された照明装置（１ ８）により照明されることを特徴とする請求項４記載の光学装置。
6. ６．コンパイナ（１０）の傾斜角度が調節可能であることを特徴とする請求項４ 又は５記載の光学装置。
7. ７．第２の偏光フイルタ（９）が、光束（６）の光路に対し、有利にはプルース ター角で配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記 載の光学装置。
8. ８．第２の偏光フイルタ（９）又は第１のプラインド（８）が、風防ガラス（２ ４）の中間層内に配置されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれ か１項記載の光学装置。
9. ９．第２の偏光フイルタ（９）又に第１のプラインド（８）が、有利には、風防 ガラス（２４）の下部区域に配置されていることを特徴とする請求項１から８ま でのいずれか１項記載の光学装置。
10. １０．第２偏光フイルタ（９）ないし第１プラインド（８）に映る虚像の輝度を 変更可能であることを特徴とする請求項１から９１でのいずれか１項記載の光学 装置。