本發(fā)明涉及一種在駕駛員前方生成虛像來顯示所需信息的車輛用平視顯示裝置(Head-up display device)。

背景技術(shù)：

最近，將顯示圖像投影到車輛的前擋風(fēng)玻璃上而在駕駛員的前方生成虛像，從而即使在駕駛過程中，駕駛員不用俯視也能看到顯示圖像的車輛用平視顯示裝置被實(shí)用化(例如專利文獻(xiàn)1)。

例如，專利文獻(xiàn)1所記載的車輛用平視顯示裝置中，設(shè)置有形成為凹面狀的防塵罩，以使從前擋風(fēng)玻璃的外部入射的外部光(例如太陽(yáng)光或路燈)反射到駕駛員看不到的位置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-32087號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，這種車輛用平視顯示裝置有如下問題，例如防塵罩由曲率半徑一定的凹狀面形成，因此防塵罩在儀表板內(nèi)部方向(深度方向)的尺寸變大。而且，隨著防塵罩在深度方向的尺寸擴(kuò)大，收納平視顯示裝置所需的儀表板內(nèi)部(車輛內(nèi)部)的空間朝向車輛的里側(cè)擴(kuò)大，因此車輛內(nèi)部需要大的設(shè)置空間。

該問題在將大尺寸的虛像顯示在成像距離大的位置(遠(yuǎn)方)的車輛用平視顯示裝置中尤其顯著。即，在進(jìn)行大畫面遠(yuǎn)方成像的平視顯示裝置中，為了提高顯示圖像的放大率而謀求成像距離遠(yuǎn)方化，經(jīng)過儀表板上表面而朝向前擋風(fēng)玻璃的光束的經(jīng)過面積會(huì)變大，因此需要擴(kuò)大設(shè)置在儀表板上表面的開口部的尺寸，以免遮擋該經(jīng)過面積。

因此，為了堵塞這種寬大的開口部而設(shè)置的防塵罩的尺寸也會(huì)擴(kuò)大，因此隨之防塵罩的深度方向的尺寸變大，進(jìn)而必須確保車輛內(nèi)部有寬大的設(shè)置空間。

本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)有問題點(diǎn)而做出的，其目的是使將具備防塵罩的平視顯示裝置設(shè)置在車輛時(shí)所需要的車輛內(nèi)部的空間小型化。

解決問題的方案

為了解決所述問題，本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置，將投射在駕駛員的前方的投影光用透光性部件進(jìn)行反射而顯示駕駛員能夠看到的虛像，其中，車輛用平視顯示裝置具有：開口部，其使所述投影光從車輛的下方側(cè)通過；以及防塵罩，其以堵塞所述開口部的方式設(shè)置，并從所述車輛的上方入射到所述開口部的外部光向駕駛員看不到的方向反射，所述防塵罩形成為：從所述車輛的上方觀察時(shí)為越靠近所述車輛的前方側(cè)曲率越大(曲率半徑小)的凹狀面，并且在所述車輛的左右方向上為所述凹狀面連續(xù)的筒面。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置，由于具備所述結(jié)構(gòu)的防塵罩，因此能夠使防塵罩的深度方向的尺寸小型化。因此，能夠使收納平視顯示裝置所需的車輛內(nèi)部的空間小型化。

附圖說明

圖1是具備作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施例1所涉及的車輛用平視顯示裝置的儀表板的縱向剖視圖。

圖2A是構(gòu)成車輛用平視顯示裝置的殼體的外觀立體圖。

圖2B是在將圖2A所示的殼體搭載在車輛的狀態(tài)下，沿著車輛前后方向切斷的縱向剖視圖。

圖3是對(duì)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置中的防塵罩的曲率設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行說明的第一圖。

圖4是表示圖3所示的設(shè)計(jì)步驟的流程圖。

圖5是對(duì)接著圖3所示的步驟所進(jìn)行的、防塵罩的曲率設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行說明的第二圖。

圖6是表示圖5所示的設(shè)計(jì)步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的車輛用平視顯示裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

圖1、圖2A、圖2B是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的車輛用平視顯示裝置21的結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。首先，利用圖1、圖2A、圖2B對(duì)車輛用平視顯示裝置21的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

[整體結(jié)構(gòu)的說明]

如圖1的縱向剖視圖所示，在汽車等車輛10的車室前部，設(shè)有車室前壁板1和前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)。而且，在前擋風(fēng)玻璃2的下側(cè)，以遮蓋車室前壁板1的方式設(shè)有儀表板3。

在該儀表板3的內(nèi)部，設(shè)有位于車室前壁板1的車輛10的后方側(cè)(圖1的紙面的右側(cè))的、向車寬方向(與圖1的紙面的正交方向)延伸的車身加強(qiáng)部件4。在該車身加強(qiáng)部件4的下部設(shè)有未圖示的柱托架，其用于安裝轉(zhuǎn)向柱5，該柱托架(未圖示)分為位于車輛10的前方側(cè)的柱下托架7和位于車輛10的后方側(cè)的柱上托架8。而且，轉(zhuǎn)向柱5和柱下托架7及柱上托架8之間分別由未圖示的螺栓、螺母等緊固部件緊固固定。

另外，在儀表板3的內(nèi)部(的上側(cè))，從車輛10的前方側(cè)進(jìn)一步依次設(shè)有空調(diào)管道11、12、電氣配線13(電線束)、儀表裝置14等。并且，在儀表板3上一體或分體設(shè)置覆蓋儀表裝置14上部的儀表罩15。而且，在轉(zhuǎn)向柱5的從儀表板3向車輛10的后方側(cè)突出的部分安裝有柱罩16。此外，儀表板3的內(nèi)部的構(gòu)成要素的配置位置根據(jù)車輛而不同，因此所述說明是其中一個(gè)例子。

在此，車室前壁板1設(shè)置在前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)的下側(cè)，由隔開車室和發(fā)動(dòng)機(jī)室的隔板等構(gòu)成。車身加強(qiáng)部件4被稱之為汽車橫梁或轉(zhuǎn)向支撐梁等，通常為金屬制的圓管狀。此時(shí)，車輛加強(qiáng)部件4為金屬制或輕合金制的非圓形截面(例如矩形截面)。此外，車身加強(qiáng)部件4是所述的任何一個(gè)也可?？照{(diào)管道11是用于對(duì)前擋風(fēng)玻璃吹出空調(diào)用的空氣以防止玻璃結(jié)霧的管道(除霜管道(defroster duct))。此外，空調(diào)管道12是向乘客吹出空調(diào)用的空氣的管道(通風(fēng)管道(ventilator duct))。

進(jìn)一步，在所述柱下托架7上部的、空調(diào)管道11和電氣配線13之間的位置上安裝有車輛用平視顯示裝置21。而且，在安裝有車輛用平視顯示裝置21的位置的上方，儀表板3有切口，從而在與前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)之間形成從車輛用平視顯示裝置21射出且生成虛像的光束通過的開口部29。

車輛用顯示器裝置21包括殼體22、防塵罩27、裝飾罩(finisher cover)30以及立壁部28。其中，所述殼體22內(nèi)部設(shè)置形成虛像所需的顯示部和成像光學(xué)系統(tǒng)；所述防塵罩27以堵塞殼體22的方式設(shè)置；所述裝飾罩30設(shè)置于防塵罩27的上方；立壁部28構(gòu)成為裝飾罩30的一部分，且從防塵罩27的車輛10的前方側(cè)端部附近在車輛10的左右方向上向上方豎立設(shè)置。此外，在防塵罩27上施加有紅外線反射涂層，阻止從車輛10的外部入射防塵罩27的紅外線(熱線)進(jìn)入殼體22內(nèi)部，從而防止殼體22內(nèi)部的溫度上升。

接著，利用圖2A、圖2B對(duì)車輛用平視顯示裝置21的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2A是構(gòu)成車輛用平視顯示裝置21的殼體22的外觀立體圖。圖2B是在將圖2A的殼體22搭載在車輛10的狀態(tài)下，沿著車輛10的前后方向切斷的縱向剖視圖，紙面左側(cè)表示車輛10的前方側(cè)。

如圖2B所示，在車輛用平視顯示裝置21的殼體22的內(nèi)部具備有：圖像顯示部23a，其由用于顯示圖像、影像等的液晶面板構(gòu)成；照明部23b，其由將圖像顯示部23a從背面照明的多個(gè)LED構(gòu)成；光路形成部件25、26，其用于使顯示在該圖像顯示部23a上的圖像沿箭頭L反射而向前擋風(fēng)玻璃2(圖1)方向引導(dǎo)，并進(jìn)行投影；所述防塵罩27；以及所述立壁部28。

此外，防塵罩27具有使通過光路形成部件25、26的光通過而向前擋風(fēng)玻璃2(圖1)的方向引導(dǎo)的同時(shí)，使從車輛10外部入射的外部光向駕駛員看不到的方向反射的功能，并由厚度一定的、透明的例如聚碳酸酯等樹脂部件或玻璃等形成。并且，從前擋風(fēng)玻璃2(圖1)側(cè)觀察，該防塵罩27在車輛10的前后方向(圖2B的紙面的左右方向)上形成為凹狀面，進(jìn)一步，在車輛10的左右方向(與圖2B的紙面正交的方向)上形成為所述凹狀面連續(xù)的筒面。并且，所述立壁部28具有吸收入射到立壁部28的光而且不反射的所謂的無(wú)反射性。

該防塵罩27以堵塞從殼體22向外部射出的、由圖2B的箭頭L所代表的光線的出口的方式組裝在殼體22的上邊緣。并且，如圖2B所示，立壁部28作為設(shè)置在防塵罩27上方的裝飾罩30的一部分來形成。

所述光路形成部件25、26由反射鏡(單個(gè)或多個(gè)平面鏡或凸面鏡(光路形成部件25))和凹狀面鏡(光路形成部件26)構(gòu)成，所述反射鏡用于將顯示在所述圖像顯示部23a上的圖像向前擋風(fēng)玻璃2(圖1)的方向引導(dǎo)。此外，形成光路形成部件25、26的光學(xué)部件的個(gè)數(shù)或種類不受所述結(jié)構(gòu)的限制，使用適當(dāng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的光學(xué)部件。

此外，圖像顯示部23a除了液晶面板之外，以將從LED射出的光利用微型鏡掃描而生成顯示圖像的DLP方式、或?qū)募す夤庠瓷涑龅墓鈷呙瓒娠@示圖像的激光方式構(gòu)成也可。但是，使用DLP方式或激光方式時(shí)，除了光路形成部件25、26以外，還需要投影顯示圖像的屏幕。

再次返回到圖1，從圖像顯示部23a(圖2B)射出且通過開口部29的、包含箭頭L(圖2B)的光束51在前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)處反射而作為反射光束52向駕駛員的眼球91的方向反射。如果將該反射光束52向前擋風(fēng)玻璃2的車外側(cè)延長(zhǎng)，駕駛員則看到圖像顯示部23a(圖2B)所顯示的圖像在包含距離前擋風(fēng)玻璃2為規(guī)定距離的前方的點(diǎn)PO的位置上作為虛像53來成像的情況。

接著，利用圖3、圖5，對(duì)將從車輛上方入射的外部光向駕駛員看不到的方向反射的防塵罩27的形狀(曲率)的設(shè)定方法進(jìn)行說明。

[防塵罩的形狀設(shè)定方法的說明]

圖3、圖5是對(duì)防塵罩27的形狀(曲率)的設(shè)定步驟進(jìn)行說明的圖。首先按照?qǐng)D3所示的步驟進(jìn)行設(shè)定，接著按照?qǐng)D5所示的步驟進(jìn)行設(shè)定。

防塵罩27的形狀(曲率)以從車輛10的外部入射的外部光向駕駛員看不到的方向反射的方式設(shè)定。

首先，利用圖3對(duì)為了確定防塵罩27的形狀(曲率)而使用的坐標(biāo)系進(jìn)行說明。本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)便確認(rèn)將照射到防塵罩27上的外部光反射而不入射到眼睛區(qū)域(eye range)50a的情況、即駕駛員看不到的情況，設(shè)定將表示多個(gè)駕駛員的眼球位置的統(tǒng)計(jì)性分布的、橢圓形狀的眼睛區(qū)域50a移動(dòng)到關(guān)于前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)線對(duì)稱位置的虛擬眼睛區(qū)域50b，以防塵罩27反射的外部光不入射到該虛擬眼睛區(qū)域50b的方式來確定防塵罩27的形狀。

在圖3中，首先，從開口部29中的車輛10的最后部的點(diǎn)P3向虛擬眼睛區(qū)域50b的左邊緣(相當(dāng)于眼睛區(qū)域50a的下端)描畫切線M1。此時(shí)，在虛擬眼睛區(qū)域50b上設(shè)定切點(diǎn)P4。

將該切線M1從開口部29向儀表板3的里側(cè)反向延長(zhǎng)而在距離開口部29為規(guī)定距離D1(例如10mm)的里側(cè)的位置上設(shè)定點(diǎn)P5。該點(diǎn)P5為構(gòu)成防塵罩27的表面的點(diǎn)。

接著，設(shè)定連接點(diǎn)P5和點(diǎn)P6的線段M2，所述點(diǎn)P6為距離立壁部28的上端為規(guī)定距離D2(例如5mm)的下方的點(diǎn)。

然后，設(shè)定經(jīng)過點(diǎn)P5的、切線M1和線段M2所形成的角的平分線M3。

接著，在所設(shè)定的平分線M3上，在距離點(diǎn)P5為規(guī)定距離D3(例如1000mm)的位置上設(shè)定點(diǎn)P7。

以如此設(shè)定的點(diǎn)P7為中心，設(shè)定經(jīng)過點(diǎn)P5的圓弧A1。該圓弧A1表示防塵罩27的初始形狀。即，點(diǎn)P7為圓弧A1的曲率中心。

根據(jù)如此設(shè)定的圓弧A1，從平分線M3和切線M1的范圍入射到點(diǎn)P5的外部光O1在點(diǎn)P5正反射而行進(jìn)到平分線M3和線段M2之間的范圍。并且，從平分線M3和線段M2之間的范圍入射到點(diǎn)P5的外部光O2在點(diǎn)P5正反射而行進(jìn)到平分線M3和切線M1之間的范圍。

假設(shè)，存在從立壁部28上的點(diǎn)P6射出而到達(dá)點(diǎn)P5的光，該光則在點(diǎn)P5正反射而到達(dá)虛擬眼睛區(qū)域50b的切點(diǎn)P4的位置。即，到達(dá)眼睛區(qū)域50a的下端，因此駕駛員看不到。進(jìn)一步，由于立壁部28具有無(wú)反射性，因此實(shí)際上不會(huì)從立壁部28射出的光。因此，到達(dá)點(diǎn)P5的外部光O1、O2均不到達(dá)虛擬眼睛區(qū)域50b的內(nèi)部，從而駕駛員看不到。

然后，繼續(xù)進(jìn)行圖5所示的設(shè)定。在此，首先將開口部29分割成沿著車輛10的左右方向(與圖7的紙面正交的方向)延伸的、具有彼此相等的面積的、多個(gè)細(xì)長(zhǎng)方形的開口分割區(qū)域B1、B2、…。在圖5的例子中，從車輛10的后方側(cè)依次分割為開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10。此外，在圖5中雖然分割為10個(gè)開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10，但分割數(shù)不限于10個(gè)，可適當(dāng)設(shè)定。

此時(shí)，對(duì)分割的各開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10設(shè)定各開口分割區(qū)域的端點(diǎn)。即，從車輛的后方側(cè)向前方側(cè)(從圖5的紙面的右方朝向左方)設(shè)定端點(diǎn)b1、b2、…、b11。例如，開口分割區(qū)域B1具有車輛后方側(cè)的端點(diǎn)b1和車輛前方側(cè)的端點(diǎn)b2，開口分割區(qū)域B10具有車輛后方側(cè)的b10和車輛前方側(cè)的端點(diǎn)b11。此外，這些端點(diǎn)b1、b2、…、b11之中的端點(diǎn)b1與圖3中說明的點(diǎn)P3一致。

如后所述，按照?qǐng)D3所示的步驟設(shè)定的圓弧A1表示與開口分割區(qū)域B1對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域即第一區(qū)域R1的形狀(曲率)。

然后，通過圖5所示的設(shè)定，設(shè)定與開口分割區(qū)域B2對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域即第二區(qū)域R2的形狀(曲率)。然后，重新返回來依次設(shè)定與各開口分割區(qū)域B3、…、B10對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域的形狀(曲率)。

下面，對(duì)防塵罩27中的與形成于端點(diǎn)b2和端點(diǎn)b3之間的開口分割區(qū)域B2對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域即第二區(qū)域R2的形狀(曲率)的設(shè)定步驟進(jìn)行具體說明。

首先，從車輛10的后方側(cè)的端點(diǎn)b2向虛擬眼睛區(qū)域50b的左邊緣描畫切線M4。此時(shí)，在虛擬眼睛區(qū)域50b上設(shè)定切點(diǎn)P8。

接著，將切線M4從端點(diǎn)b2反向延長(zhǎng)而設(shè)定與圖3中設(shè)定的圓弧A1的交點(diǎn)即點(diǎn)P9。通過該設(shè)定，確定點(diǎn)P9和點(diǎn)P5之間的區(qū)域即第一區(qū)域R1，然后，確定防塵罩27的縱截面之中的第一區(qū)域R1是由以點(diǎn)P7為曲率中心的圓弧A1形成的。

然后，設(shè)定連接點(diǎn)P9和距離立壁部28的上端為規(guī)定距離D2((例如5mm)的下方的點(diǎn)P6的線段M5。

接著，確定經(jīng)過點(diǎn)P9的、切線M4和線段M5所形成的角的平分線M6。

然后，求出所確定的平分線M6和之前設(shè)定的平分線M3的交點(diǎn)即點(diǎn)P10。

以如此設(shè)定的點(diǎn)P10為中心，設(shè)定經(jīng)過點(diǎn)P9的圓弧A2。利用如此設(shè)定的圓弧A2，比點(diǎn)P9更靠近車輛10的前方側(cè)的防塵罩27的區(qū)域的形狀(曲率)從圓弧A1更新為圓弧A2。

接著，從端點(diǎn)b3向虛擬眼睛區(qū)域50b的左邊緣描畫切線M7。此時(shí)，在虛擬眼睛區(qū)域50b上設(shè)定切點(diǎn)P11。

然后，將切線M7從端點(diǎn)b3反向延長(zhǎng)而設(shè)定與之前設(shè)定的圓弧A2的交點(diǎn)即點(diǎn)P12。通過該設(shè)定，確定圓弧A2上點(diǎn)P12和點(diǎn)P9之間的區(qū)域即第二區(qū)域R2。然后，以該點(diǎn)P10為曲率中心的圓弧A2所形成的第二區(qū)域R2從之前確定的圓弧A1連續(xù)而形成防塵罩27的縱截面。

此時(shí)，由于在連接與開口分割區(qū)域B1對(duì)應(yīng)的防塵罩27的第一區(qū)域R1的曲率中心即點(diǎn)P7和第一區(qū)域R1的車輛10的最后方側(cè)的點(diǎn)P5的平分線M3(線段)上設(shè)定與鄰接于開口分割區(qū)域B1的開口分割區(qū)域B2對(duì)應(yīng)的防塵罩27的第二區(qū)域R2的曲率中心即點(diǎn)P10，因此防塵罩27的縱截面形狀被設(shè)定為越靠近車輛10的前方側(cè)曲率越大(曲率半徑越小)。

然后，對(duì)所有的開口分割區(qū)域依次重復(fù)進(jìn)行與上述相同的步驟。然后，依次確定與各開口分割區(qū)域?qū)?yīng)的防塵罩27的區(qū)域的曲率。

此外，在所述說明中，雖然設(shè)定10個(gè)開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10，但可通過更細(xì)致的分割來得到形狀(曲率)更加平滑的防塵罩27。

如前所述，如此設(shè)定的防塵罩27形成為越靠近車輛10的前方側(cè)曲率越大(曲率半徑越小)的凹狀面，因此與由具有一定曲率的曲面形成的防塵罩27的情形相比，可將深度方向的尺寸設(shè)定得小。

如果防塵罩27的形狀確定，則根據(jù)該曲率數(shù)據(jù)來制造防塵罩27的模具。然后，使用所制造的模具，例如通過射出成型等來制造防塵罩27。

例如，根據(jù)某驗(yàn)算條件，當(dāng)以一定的曲率形成的防塵罩27的深度大約為55.5mm時(shí)，如果按照實(shí)施例1中說明的步驟來設(shè)定防塵罩27的形狀(曲率)，則可得到深度大約為42.0mm，且大約縮小了25％的結(jié)果。

接著，使用圖4、圖6的流程圖，對(duì)所述步驟的一系列流程進(jìn)行說明。

[防塵罩的形狀設(shè)定步驟的說明]

圖4是表示圖3說明的步驟的流程圖。

(步驟S10)設(shè)定從開口部29中的車輛10的最后方側(cè)的點(diǎn)P3向虛擬眼睛區(qū)域50b的左邊緣的切線M1。

(步驟S20)將切線M1從點(diǎn)P3反向延長(zhǎng)而設(shè)定從開口部29向里側(cè)前進(jìn)規(guī)定距離D1的點(diǎn)P5。

(步驟S30)設(shè)定連接點(diǎn)P5和距離立壁部28上端為規(guī)定距離D2的下方的點(diǎn)P6的線段M2。

(步驟S40)設(shè)定經(jīng)過點(diǎn)P5的、切線M1和線段M2所形成的角的平分線M3。

(步驟S50)在平分線M3上的、距離點(diǎn)P5為規(guī)定距離D3的位置上設(shè)定點(diǎn)P7。

(步驟S60)設(shè)定以點(diǎn)P7為中心而經(jīng)過點(diǎn)P5的圓弧A1。

圖6是表示圖5中說明的步驟的流程圖。

(步驟S100)將開口部29十等分而設(shè)定開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10。此外，該處理也可以在圖4所示的步驟S10之前進(jìn)行。

(步驟S110)設(shè)定變數(shù)i，其用于唯一確定開口分割區(qū)域B1、B2、…、B10。然后，首先設(shè)定i＝2，進(jìn)而設(shè)定對(duì)開口分割區(qū)域Bi、即開口分割區(qū)域B2進(jìn)行處理。

(步驟S120)設(shè)定從端點(diǎn)bi(例如端點(diǎn)b2)向虛擬眼睛區(qū)域50b的左邊緣的切線(例如切線M4)。

(步驟S130)將切線(例如切線M4)從端點(diǎn)bi(例如端點(diǎn)b2)反向延長(zhǎng)而設(shè)定作為與圓弧A1的交點(diǎn)的點(diǎn)(例如點(diǎn)P9)。

(步驟S135)防塵罩27的部分區(qū)域的兩點(diǎn)(例如點(diǎn)P9和點(diǎn)P5)之間的形狀確定為圓弧形狀(例如圓弧A1)。

(步驟S140)設(shè)定連接防塵罩27上的點(diǎn)(例如點(diǎn)P9)和點(diǎn)P6的線段(例如線段M5)。

(步驟S150)設(shè)定經(jīng)過防塵罩27上的點(diǎn)(例如點(diǎn)P9)的、切線(例如切線M4)和線段(例如線段M5)所形成的角的平分線(例如平分線M6)。

(步驟S160)設(shè)定作為平分線(例如平分線M6)和平分線(例如平分線M3)的交點(diǎn)的點(diǎn)(例如點(diǎn)P10)。

(步驟S170)設(shè)定以作為曲率中心的點(diǎn)(例如點(diǎn)P10)為中心且經(jīng)過點(diǎn)(例如點(diǎn)P9)的圓弧A2(Ai)，該圓弧A2(Ai)成為比點(diǎn)(例如點(diǎn)P9)更靠近車輛10的前方側(cè)的防塵罩27的形狀(曲率)。

(步驟S180)判斷是否完成了到端點(diǎn)b10、即開口分割區(qū)域B10為止的處理，如果處理完成，則結(jié)束圖6的流程，如果處理未完成，則進(jìn)入步驟S190。

(步驟S190)增加(increment)變數(shù)i而設(shè)定對(duì)與增加的變數(shù)i(＝i+1)對(duì)應(yīng)的開口分割區(qū)域Bi進(jìn)行處理，然后進(jìn)入步驟S120。

然后，一邊變更開口分割區(qū)域Bi一邊重復(fù)進(jìn)行從步驟S120到步驟S180的處理。

此外，利用圖3到圖6進(jìn)行說明的步驟是為了得到防塵罩27的形狀(曲率)所需的步驟的一個(gè)例子，確定防塵罩27的形狀(曲率)的方法不限于該方法。即，所述步驟是從車輛10的后部側(cè)向前方側(cè)依次設(shè)定防塵罩27的形狀(曲率)，但也可以從車輛10的前方側(cè)向后方側(cè)設(shè)定，或者也可以從防塵罩27的中央部分別向車輛10的前后各個(gè)方向設(shè)定。

進(jìn)一步，在所述一系列的步驟中使用的規(guī)定數(shù)值不限于說明所示的數(shù)值，根據(jù)應(yīng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來適用適當(dāng)設(shè)定的數(shù)值。

[虛像的畸變補(bǔ)正方法的說明]

如圖1所示，車輛用平視顯示裝置21由于在用于形成虛像53的光路上具有防塵罩27和前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)這兩個(gè)非球面光學(xué)部件，因此顯示在圖像顯示部23a(圖2B)上的圖像被顯示為具有幾何學(xué)畸變(以下簡(jiǎn)稱為畸變)的虛像53。如果該畸變變大，則得不到所希望的形狀的虛像53，且可視性降低，因此需要適當(dāng)補(bǔ)正畸變。

作為補(bǔ)正畸變的方法，在生成虛像53的光學(xué)系統(tǒng)中，一般設(shè)置用于補(bǔ)正畸變的補(bǔ)正光學(xué)系統(tǒng)，但在本車輛用平視顯示裝置21中采用使圖像顯示部23a上顯示的圖像事先向反方向畸變的方法，以便更容易地補(bǔ)正畸變。

即，由于事先知道防塵罩27和前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)的形狀，因此可預(yù)測(cè)虛像53產(chǎn)生的畸變的大小和方向。因此，可形成具有與產(chǎn)生的畸變方向相反的畸變的圖像。然后，可通過將其事先畸變的圖像(補(bǔ)正顯示圖像)從圖像顯示部23a投影而生成虛像53來將本來應(yīng)該發(fā)生的畸變被消除，因此可得到畸變被補(bǔ)正的虛像53。

此外，具有與發(fā)生畸變的相反方向的畸變的圖像(補(bǔ)正顯示圖像)，可通過例如光線追蹤法進(jìn)行的模擬來形成。

如上所述，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，在將投影到駕駛員前方的投影光由前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)進(jìn)行反射而顯示于駕駛員可看到的虛像53時(shí)，由于將堵塞設(shè)置在投影光的路徑上的開口部29的防塵罩27形成為越靠近車輛10的前方側(cè)曲率越大(曲率半徑越小)的凹狀面并在車輛10的左右方向上形成為凹狀面連續(xù)的筒面，并且使投影光通過的同時(shí)使從上方側(cè)入射開口部29的外部光向駕駛員看不到的方向反射，因此將防塵罩27與以一定曲率的曲面形成的情況相比，可使深度方向的尺寸小型化。因此，可使用于收納車輛用平視顯示裝置21所需的車輛10的內(nèi)部空間小型化。

并且，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，用于構(gòu)成防塵罩27的凹狀面由在車輛10的前后方向上連續(xù)且曲率不同的曲面所形成，因此可使防塵罩27的深度方向的尺寸小型化，并且通過防塵罩27而發(fā)生的虛像53的畸變連續(xù)且變小，因此所顯示的虛像53不會(huì)發(fā)生過大且不連續(xù)的變形。

而且，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，在開口部29的車輛10的前方側(cè)邊緣部和防塵罩27之間設(shè)置立壁部28，從而防塵罩27具有從自立壁部28的上端向下方分離規(guī)定距離D2以上的點(diǎn)射出的光由防塵罩27和前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)進(jìn)行反射而向比駕駛員的眼睛區(qū)域50a的下端更靠下方的位置行進(jìn)的表面形狀，因此可切實(shí)防止從車輛10的外部入射的外部光進(jìn)入眼睛區(qū)域50a的內(nèi)部的情況。

并且，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，防塵罩27的凹狀面的前后方向的曲率是，針對(duì)與將開口部29在車輛10的前后方向上分割成多個(gè)細(xì)長(zhǎng)方形的各開口分割區(qū)域B1、B2、…分別對(duì)應(yīng)的防塵罩27的每個(gè)區(qū)域即第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2、…進(jìn)行設(shè)定，因此可通過簡(jiǎn)便的計(jì)算處理來設(shè)定防塵罩27的形狀(曲率)。

進(jìn)一步，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，在相互鄰接的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B1和開口分割區(qū)域B2)之中，根據(jù)與一方的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B1)對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域(例如第一區(qū)域R1)的曲率來設(shè)定與另一方的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B2)對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域(例如第二區(qū)域R2)的曲率，因此可逐漸簡(jiǎn)便地設(shè)定防塵罩27的形狀(曲率)。

并且，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，在相互鄰接的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B1和開口分割區(qū)域B2)之中，在連接作為與一方的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B1)對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域(例如第一區(qū)域R1)的曲率中心的點(diǎn)(例如點(diǎn)P7)和防塵罩27的區(qū)域(例如第二區(qū)域R1)的車輛10的最后方側(cè)的點(diǎn)(例如點(diǎn)P5)的線段(例如平分線M3)上設(shè)定作為與另一方的開口分割區(qū)域(例如開口分割區(qū)域B2)對(duì)應(yīng)的防塵罩27的區(qū)域(例如第二區(qū)域R2)的曲率中心的點(diǎn)(例如點(diǎn)P10)，因此可逐漸簡(jiǎn)便地設(shè)定防塵罩27的形狀(曲率)。

而且，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，在防塵罩27上施加有紅外線反射涂層，因此可防止熱量入侵于車輛用平視顯示裝置21的內(nèi)部的情況。因此，可防止車輛用平視顯示裝置21的溫度上升而提高耐久性。

進(jìn)一步，根據(jù)實(shí)施例1的車輛用平視顯示裝置21，為了消除投影光通過防塵罩27且由前擋風(fēng)玻璃2(透光性部件)反射而產(chǎn)生的虛像53的幾何學(xué)畸變，將事先補(bǔ)正的圖像(補(bǔ)正顯示圖像)從圖像顯示部23a進(jìn)行投影而形成虛像53，因此不使用復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)而能容易地補(bǔ)正顯示圖像的幾何學(xué)畸變。

此外，在所述的實(shí)施例1中，對(duì)作為透光性部件使用了車輛10的前擋風(fēng)玻璃2的例子進(jìn)行了說明，但作為透光性部件，除了前擋風(fēng)玻璃2以外，也可以使用與前擋風(fēng)玻璃2另外設(shè)置的具有透光性的反射板(分體型組合器)。

以上根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但實(shí)施例不過是本發(fā)明的示例，因此該發(fā)明不限于實(shí)施例的構(gòu)成，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行的設(shè)計(jì)變更等也包含在本發(fā)明中。

相關(guān)申請(qǐng)的相互參照

本申請(qǐng)要求基于2014年7月25日向日本專利局提出申請(qǐng)的特愿2014-152227的優(yōu)先權(quán)，其所有的公開內(nèi)容都作為參照而編入本說明書中。

附圖標(biāo)記說明

2 前擋風(fēng)玻璃(透光性部件)

21 車輛用平視顯示裝置

23a 圖像顯示部

25、26 光路形成部件

27 防塵罩

28 立壁部

29 開口部

51 光束

52 反射光束

53 虛像

91 眼球