JP2004334132A - 車両用表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーの目の位置の変化に対しても像の位置の変化、像の歪みの変化を少なくして見やすくできるようにし、コストアップを抑制して、省スペースで車両に搭載できる車両用表示器を提供すること。
【解決手段】像を光として発する情報表示手段として光源２とＬＣＤ３を設け、光源２とＬＣＤ３からの光を入射し屈折して投影する投影レンズ４を結像光学系として設け、結像光学系から投影される光を反射する平面ミラー５を設け、略平面鏡体で反射させた光を結像するスクリーンとして拡散スクリーン６を設けた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転情報を運転者に表示する車両用表示器の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用表示器は、車室内天井に設置したプロジェクターから投影される像をダッシュボード上の拡散板で拡大結像し、かつ拡散反射し、拡散板で拡散反射した像をウインドシールドで反射して運転者に表示している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平６−１００２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用表示器にあっては、車室内にプロジェクターや拡散板が設置されることとなるため、ユーザーから見栄えを良くする要求がされることが容易に予想される。また、ヘッドアップディスプレイ型の車両用表示装置より従来のメーターパネル型を好むユーザーへの対応の必要性がある。その場合には、メーターパネル型の場合でも、車載装置の高機能化に対応して多くの情報を運転者に表示する必要があった。
【０００５】
そのため、従来と同様のメーターパネル位置に、凹面ミラーを設置し、光源とＬＣＤ（液晶表示器）やＶＦＤ（蛍光表示器）などから光として発する像を拡大反射して表示する図２に示すような電子メーターが考えられる。
【０００６】
この場合、凹面ミラーを用いるのは、平面のミラーを用いると、非常に大きな表示面のＬＣＤやＶＦＤを必要とすることとなるためである。
【０００７】
この電子メーターでは、運転者（観察者）が視認するのは虚像拡大光学系により拡大表示された虚像であるため、運転者が目の位置を動かすことにより表示像の位置、歪みが変化してしまうものであった。このため表示品質が損なわれ表示の視認性の低下を招くという問題があった。
【０００８】
また、この問題は、光学系の拡大率を上げたとき、すなわち、より小さい情報手段からより大きい画像情報を表示しようとすると特に顕著となる。
【０００９】
このため、表示の視認性の低下を許容できる程度に抑えるには光学系の拡大率をある程度以上に上げることができない。
従って、大きな表示を実現するには、比較的大きな表示器を用いる必要がありシステムのコストアップを招いてしまうものであった。
【００１０】
また、図２に示す配置にした場合、ＬＣＤと光源、あるいはＶＦＤの厚さが２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度あるため、インストルメントパネルの上部の厚さＤが３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度必要となり、ドライバーの視界を妨げることとなり、また、デザイン上でもインストルメントパネルがドライバーに立ちはだかるように見えるため圧迫感をもたらしてしまうものであった。
【００１１】
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、ドライバーの目の位置の変化に対しても像の位置の変化、像の歪みの変化を少なくして見やすくできるようにし、コストアップを抑制して、省スペースで車両に搭載できる車両用表示器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、情報を運転者に表示する車両用表示器において、像を光として発する情報表示手段を設け、情報表示手段からの光を投影する結像光学系を設け、結像光学系から投影される光を反射する略平面鏡体を設け、略平面鏡体で反射させた光を結像するスクリーンを設け、スクリーン上の実像を略平面鏡体に反射させて虚像として表示することを特徴とする手段とした。
本発明において、鏡体の「略平面」とは、平面および微少の半径Ｒ形状を有する面を意味し、像の反射により発生する歪みを実用上無視できるものを指すものとする。
【００１３】
請求項２記載の発明では、スクリーンが凹面形状、凸面形状、または、凹面と凸面の双方を含む形状であることを特徴とする手段とした。
【００１４】
請求項３記載の発明では、情報表示手段が、運転走行に関わる情報を表示するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１５】
請求項４記載の発明では、情報表示手段が、カーナビゲーションの内容を表示するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１６】
請求項５記載の発明では、インストルメントパネルのドライバー正面部分、あるいは車室横方向中央部分に情報を表示するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１７】
請求項６記載の発明では、インストルメントパネル内部にＬＣＤと光源を情報表示手段として設け、ＬＣＤからの光を投影する投影レンズを結像光学系としてインストルメントパネル内部に設け、投影レンズから投影される光を反射する略平面鏡体をインストルメントパネル内部に設け、略平面鏡体で反射させた光を結像させる拡散スクリーンを設け、拡散スクリーンで拡大結像された像を略平面鏡体で反射して虚像として表示することを特徴とする手段とした。
【００１８】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、情報表示手段から像を光で発し、その光を結像光学系により、略平面鏡体で反射して（１回目の反射）スクリーンに結像させ、スクリーン上の実像を略平面鏡体で反射して（２回目の反射）虚像を表示する。
従来は表示を拡大して大きな虚像を作らなければならなかったが、大きな表示手段は高価であるため、拡大率の大きな凹面鏡を用いる必要があったが、本発明では、略平面鏡を用いた構成で大きな表示ができるので、凹面での反射に比べ顔の位置が変わるなど目の視点の位置を変化しても、像の位置の変化、像の歪みの変化は極めて小さくなり、見やすくできる。また、結像光学系で拡大率を持たせることができるため、情報表示手段を小さく安価なものにできるので、コストアップを抑制して、省スペースで車両に搭載できる。
なお、略平面鏡体の１回目の反射は、光路を折り曲げシステム全体のサイズを小さくする機能を、２回目の反射は、スクリーン上の実像から虚像を生成する機能を持っている。すなわち、１つの略平面鏡体に異なる機能を持たせており、コストアップ抑制と省スペースが達成できる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、スクリーンは、凹面、凸面、または凹面と凸面の双方を含む形状のいずれかであるため、スクリーンの中央に対してスクリーン両端が奥にある感じが得られるというように奥行き感等の斬新な見え方とすることができる。
【００２０】
請求項３記載の発明では、情報表示手段が、任意の運転走行に関わる情報を表示する。よって、主に目盛りと指針からなり固定的な情報しか表示できない従来のメーターパネルに比べ、様々な情報の表示ができ、また、その表示をより見やすくできるメーターを表示する車両用表示器にできる。
【００２１】
請求項４記載の発明では、情報表示手段が、カーナビゲーションの内容を表示する。よって、さらに見やすく、多くの情報を表示できる車両用表示器にできる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、インストルメントパネルのドライバー正面部分、あるいは車室横方向中央部分に情報を表示するようにしているので、従来の車両用表示器と同じように見ることができるようにして違和感なく使用でき、かつ多くの情報を表示できる車両用表示器にできる。
【００２３】
請求項６記載の発明では、ＬＣＤと光源によって、像を光で発し、その光をインストルメントパネル内部の投影レンズで略平面鏡体に投影して反射させる。この反射した光は拡散スクリーンで拡大結像させ、さらに略平面鏡体で反射させて虚像として表示する。これにより、車両に省スペースで搭載させることができる。また、拡散スクリーンは薄いものでよいため、インストルメントパネルの上部が厚くなるのを防ぐことができ、ドライバーの視界を邪魔することがないようにし、またデザインの自由度を持たせることができるようにする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用表示器を実現する実施の形態を、請求項１〜６に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【００２５】
（実施例）
【００２６】
まず、構成を説明する。
図１は実施例の車両用表示器を示す説明図である。図１における主要符号を説明すると、１は車両用表示器、２は光源、３はＬＣＤ（２，３で情報表示手段を構成する）、４は投影レンズ（結像光学系）、５は平面ミラー（略平面鏡体）、６は拡散スクリーン（スクリーン）、７１はコラムカバー、７２はインストルメントパネル、７３はフロントウインドウ、Ａ１は投影レンズから平面ミラーに向かう光、Ａ２は平面ミラーから拡散スクリーンに向かう光、Ａ３は拡散スクリーンから平面ミラーに向かう光、Ａ４は平面ミラーからドライバーの目に向かう光、Ｂはドライバーに見せる虚像、Ｃはドライバーの目である。
【００２７】
本実施例では、図１に示すように、一般の車両におけるメーター部分に表示させるものである。この車両用表示器１では、コラムカバー７１の内部に光源２とＬＣＤ３（液晶表示器）を設ける。投影レンズ４は、ＬＣＤ３より入射する光を拡散スクリーン６上に拡大投影するレンズである。
【００２８】
平面ミラー５は、投影レンズ４から投影された光を拡散スクリーン６に向かって反射でき、かつ、拡散スクリーン６に拡大投影された像をドライバーに向かってその虚像Ｂに対してドライバーの目Ｃからの目線が略直角に当る角度に傾斜させて設ける。
【００２９】
また、平面ミラー５はインストルメントパネル７２のメーター部分に虚像Ｂを表示するようインストルメントパネル７２の内部に設ける。
【００３０】
拡散スクリーン６は、拡散反射性を持ち、その表面上に投影レンズ４により画像情報の拡大像を形成するもので、実施例では、反射性のある平面のスクリーンを用いている。この拡散スクリーン６は薄いものであり、厚さを数ｍｍ程度に抑えることができる。また、その設置位置はインストルメントパネル７２の上部の内部に下方に向かって反射面を有するようにする。
また、拡散スクリーンには、図示しないが、凸面部分を設けるようにする。
【００３１】
次に、作用を説明する。
【００３２】
［情報表示作用］
実施例の車両用表示器１では、コラムカバー７１内部に設けた光源２をＬＣＤ３にあてて、ＬＣＤ３に表示させた像をインストパネル内部に設けた投影レンズ４に入射させる。
【００３３】
投影レンズ４では、入射させた像を拡大投影するように光Ａ１を平面ミラー５に投影する。
【００３４】
平面ミラー５に投影された光Ａ１は、反射して拡散スクリーン６に向かう光Ａ２となる。
【００３５】
拡散スクリーン６では、光Ａ２により像を結像させ、その反射性によって、その反射した光Ａ３が平面ミラー５に向かうようにする。
【００３６】
拡散スクリーン６からの光Ａ３は平面ミラー５で反射され、ドライバーの目Ｃに向かう光Ａ４となる。この際に、ドライバーの目は平面ミラー５で反射させることにより虚像Ｂをドライバーに見せていることとなる。
【００３７】
このようにしてＬＣＤ３の小さな表示面に表示した像を拡大して虚像Ｂとしてドライバーに見せている。
【００３８】
また、本実施例では、図示しないが、車両用表示装置に速度、エンジン回転数、燃料残量などの運転情報とカーナビゲーションの内容を表示させるようにしている。ＬＣＤ３を用いることにより高度に多機能の車載装置の内容の表示が行える。
【００３９】
［拡大表示作用］
投影レンズ４を用いることにより、凹面の鏡に比べ、低歪みで大きな拡大率による拡大が行えるため、小さな表示面のＬＣＤ３を用いることができ、ＬＣＤ３のコストを抑えるとともに、車両用表示器１を省スペースにする。
【００４０】
［見やすい表示作用］
実施例の車両用表示器１では、ドライバーは拡散スクリーン６上の拡大された実像を平面ミラー５で反射させた虚像Ｂとして見ることとなるため、その虚像Ｂは凹面のミラーで拡大した虚像とならない。そのため、ドライバーの目の位置の変化に対して、像の位置の変化、像の歪みの変化は極めて小さいものとなり、車両用表示器１の表示した像が見やすくなる。
また、拡散スクリーンには、凸面部分を設けて、結像位置を変えるようにして奥行きのある虚像にすることで斬新な表示にしている。
【００４１】
［ドライバーの視界を邪魔しない作用］
拡散スクリーン６は数ｍｍ程度の厚さとなるため、インストルメントパネル７２の上部の厚さは１０ｍｍ〜２０ｍｍに抑えられる。そのため、ドライバーの視界を遮るようなデザインにならなくて済み、また、インストルメントパネル７２のデザインが運転者に圧力を与えるようなものにならなくて済む。
【００４２】
次に、効果を説明する。
【００４３】
本実施例の車両用表示器１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４４】
（１）情報を運転者に表示する車両用表示器１において、像を光として発する情報表示手段として光源２とＬＣＤ３を設け、光源２とＬＣＤ３からの光を投影する投影レンズ４を結像光学系として設け、結像光学系から投影される光を反射する略平面鏡体として平面ミラー５を設け、略平面鏡体で反射させた光を結像するスクリーンとして拡散スクリーン６を設け、拡散スクリーン６上の実像を平面ミラー５に反射させて虚像Ｂとして表示するため、見やすくでき、結像光学系で情報表示手段を小さく安価なものにできるので、コストアップを抑制して、省スペースで車両に搭載できる。
【００４５】
（２）拡散スクリーン６が、凸面形状であるため、斬新な効果を持たせた表示を行うことができる。
【００４６】
（３）情報表示手段としてＬＣＤ３のように任意の表示が可能なものを用いたため、従来のメーターパネルに比べ、様々な情報の表示ができ、また、その表示をより見やすくできる。
【００４７】
（４）情報表示手段が、カーナビゲーションの内容を表示するようにしたため、さらに見やすく、多くの情報を表示できる。
【００４８】
（５）インストルメントパネル７２のドライバー正面部分となる、一般の車両におけるメーターパネル部分に情報を表示するようにしたため、従来のメーター周りと違和感なく使用でき、かつ多くの情報を表示できる車両用表示器１にできる。
【００４９】
（６）インストルメントパネル７２内部にＬＣＤ３と光源２を情報表示手段として設け、ＬＣＤ３からの光を投影する投影レンズ４を結像光学系としてインストルメントパネル７２内部に設け、投影レンズ４から投影される光を反射する平面ミラー５をインストルメントパネル７２内部に設け、平面ミラー５で反射させた光を結像させる拡散スクリーン６を設け、拡散スクリーン６で拡大結像した像を平面ミラー５で反射して虚像Ｂとして表示するため、車両に省スペースで搭載させることができる。また、拡散スクリーン６は薄いものでよいため、インストルメントパネル７２の上部が厚くなるのを防ぐことができ、ドライバーの視界を邪魔することがないようにし、またデザインの自由度を持たせることができるようにする。
【００５０】
以上、本発明の車両用表示器を実施例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。
【００５１】
例えば、実施例では情報表示手段として光源とＬＣＤを用いたが、ＶＦＤ（蛍光表示器）や多数のＬＥＤにより表示するものであってもよい。
【００５２】
車両用表示器１は、実施例において、メーターパネルの内容とカーナビゲーションの内容を表示したが、他の運転情報や他の車載装置の内容を表示させたものであってもよい。
【００５３】
略平面鏡体は、反射性が高く、平面状のものであれば樹脂製や金属製などのように材質を特定しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の車両用表示器を示す説明図である。
【図２】従来の車両用表示器を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 車両用表示器
２ 光源
３ ＬＣＤ
４ 投影レンズ
５ 平面ミラー
６ 拡散スクリーン
７１ コラムカバー
７２ インストルメントパネル
７３ フロントウインドウ
Ａ１ （投影レンズから平面ミラーに向かう）光
Ａ２ （平面ミラーから拡散スクリーンに向かう）光
Ａ３ （拡散スクリーンから平面ミラーに向かう）光
Ａ４ （平面ミラーからドライバーの目に向かう）光
Ｂ （ドライバーに見せる）虚像
Ｃ （ドライバーの）目
Ｄ インストルメントパネル上部の厚さ

Claims (6)

1. 情報を運転者に表示する車両用表示器において、
   像を光として発する情報表示手段を設け、同情報表示手段からの光を投影する結像光学系を設け、同結像光学系から投影される光を反射する略平面鏡体を設け、同略平面鏡体で反射させた光を結像するスクリーンを設け、同スクリーン上の実像を前記略平面鏡体に反射させて虚像として表示することを特徴とする車両用表示器。
2. 請求項１に記載された車両用表示器において、
   スクリーンが凹面形状、凸面形状、または、凹面と凸面の双方を含む形状であることを特徴とする車両用表示器。
3. 請求項１または請求項２に記載された車両用表示器において、
   情報表示手段が、運転走行に関わる情報を表示するようにしたことを特徴とする車両用表示器。
4. 請求項１から請求項３に記載された車両用表示器において、情報表示手段が、カーナビゲーションの内容を表示するようにしたことを特徴とする車両用表示器。
5. 請求項１から請求項４に記載された車両用表示器において、インストルメントパネルのドライバー正面部分、あるいは車室横方向中央部分に情報を表示するようにしたことを特徴とする車両用表示器。
6. 請求項１から請求項５に記載された車両用表示器において、インストルメントパネル内部にＬＣＤと光源を情報表示手段として設け、同ＬＣＤからの光を投影する投影レンズを結像光学系としてインストルメントパネル内部に設け、投影レンズから投影される光を反射する略平面鏡体をインストルメントパネル内部に設け、前記略平面鏡体で反射させた光を結像させる拡散スクリーンを設け、同拡散スクリーンで拡大結像した像を前記略平面鏡体で反射して虚像として表示することを特徴とする車両用表示器。

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