JP2005156848A - 車両用投影型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インストルメントパネル内部であっても光路長として十分な距離を確保することができ、レイアウトの自由度を飛躍的に向上させる。
【解決手段】 車両用投影型表示装置１０においては、投影部２０からスクリーン３０に対して投影光を導光する導光部４０によって導光される投影光の光路が、車室内のインストルメントパネルの内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材であるステアリングメンバ３の周囲を取り囲むように形成される。これにより、車両用投影型表示装置１０においては、所定の投影距離を確保しつつインストルメントパネル１の内部に設けられた部品との干渉を回避してレイアウトすることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車室内に設けられた表示面に映像を投影することにより、乗員に映像を視認させる車両用投影型表示装置に関する。

従来より、車両のフロントガラスや車室内に設けられた所定のスクリーンに対して映像を投影する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１には、非球面ミラー等を用いることにより、投影型の表示装置による投影先として、フロントガラスに対する投影と車室内のスクリーンに対する投影とで切り替えることを可能とし、かかる切り替えを機械的回動によらずに電気的に実現可能とした技術が開示されている。
特開２００１−２５５４８８号公報

しかしながら、従来の投影型の表示装置は、投影部とスクリーンとの間に所定の光路長を要するが、インストルメントパネル内部にあっては空間的な制約が多いことから、この光路長として十分な距離を確保することが困難であった。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みて提案されたものであり、空間的な制約が多い場合であっても、光路長として十分な距離を確保することができ、レイアウトの自由度を向上させることができる車両用投影型表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用投影型表示装置では、投影手段から表示手段に対して投影光を導光する導光手段によって導光される投影光の光路が、車室内のインストルメントパネルの内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材の周囲を取り囲むように形成されることにより、上述の課題を解決する。

本発明に係る車両用投影型表示装置によれば、所定の投影距離を確保しつつインストルメントパネル内部に設けられた部品との干渉を回避してレイアウトすることができることから、ユニットの車載レイアウトの自由度を飛躍的に向上させることができるとともに、高価な短焦点レンズや非球面のミラー等を用いずとも、大きな表示面に映像を投影することができる。

以下、本発明を適用した第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る車両用投影型表示装置は、図１に示すように、車室内に設けられた所定の表示面であるスクリーンに対して映像を投影するものである。

［車両用投影型表示装置の構成］
車両用投影型表示装置１０は、所定のスクリーンに対して映像を投影することによって当該映像を乗員ＣＲが視認可能とするように車室内に搭載される。車両用投影型表示装置１０は、インストルメントパネル１の内部に設け、ステアリング２の振動を抑制する車両の強度部材である車幅方向に延在する長尺部材であるステアリングメンバ３の周囲を取り囲むように設けられる。

より具体的には、車両用投影型表示装置１０は、図２に示すように、乗員ＣＲに提示するための表示映像を投影する投影手段である投影部２０と、この投影部２０による投影光に基づく映像を乗員ＣＲに視認させる表示手段であるスクリーン３０と、投影部２０からスクリーン３０に対して投影光を導光する導光手段である導光部４０とから構成される。このような車両用投影型表示装置１０では、スクリーン３０が乗員から視認されるようにインストルメントパネル１から露呈して設定され、投影部２０及び導光部４０がインストルメントパネル１内に収容されて構成されている。

投影部２０は、図３に示すように、光源２１と、乗員ＣＲに提示するための表示映像に応じた投影光を生成する表示デバイス２２と、この表示デバイス２２によって生成された投影光を出射させるレンズ２３とが、所定の筐体内部に収納されて構成される。

光源２１は、例えば、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、又はＲＧＢの高輝度ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等からなる。この光源２１から出射された光は、表示デバイス２２に対して入射される。

表示デバイス２２は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）、又は液晶等の偏光デバイスからなり、単板式又はＲＧＢ各色毎にデバイスを用いる３板式のものが採用される。表示デバイス２２は、特に図示しないが、ナビゲーションシステム、車両制御、及び車外から得られる情報等に基づく乗員ＣＲに提示するための表示映像に応じて、光源２１から発せられた光を偏光し、投影光を生成する。

具体的には、表示デバイス２２においては、ＲＧＢのそれぞれの成分についての光が時分割で投射され、ＲＧＢ３色に応じたカラーフィルタを回転させることにより、ＲＧＢのそれぞれについての映像情報を時分割で偏光し、カラーの投影光を生成する。このように生成された投影光は、レンズ２３に対して入射される。

レンズ２３は、表示デバイス２２によって生成された投影光を所定の拡散角度をもって出射させる。

このような投影部２０によって出射された投影光は、導光部４０を介してスクリーン３０へと導光される。

スクリーン３０は、乗員ＣＲによって視認可能なように当該乗員ＣＲが乗車する座席に対して対面するように設けられる。スクリーン３０は、投影部２０によって投影されて導光部４０を介して導光された投影光を透過拡散し、当該投影光に基づく映像を乗員ＣＲに視認させる。

導光部４０は、投影部２０と共にステアリングメンバ３の周囲を取り囲む形状とされた筐体から構成される。特に、導光部４０は、図２に示すように、所定の分割位置ＳＰによって２つの部位、すなわち、第１の導光部４０Ａと第２の導光部４０Ｂとに分割して構成されている。具体的には、第１の導光部４０Ａは、投影部２０と一体化されて構成され、第２の導光部４０Ｂは、スクリーン３０と一体化されて構成されると共に第１の導光部４０Ａに対して着脱自在に取り付けられる。なお、これら第１の導光部４０Ａと第２の導光部４０Ｂとの接合面は、投影光が通過できるように開口されている。

そして、導光部４０は、図４に示すように、筐体内部に、投影光を反射する所定枚数の反射鏡を有する。なお、同図においては、３枚の反射鏡４１，４２，４３を設けている場合を示している。

具体的には、第１の導光部４０Ａには、図４中破線部で示すように、投影部２０から所定の角度をもって斜め下方向に出射された投影光を略水平方向に反射する反射鏡４１と、この反射鏡４１によって反射された投影光を所定の角度をもって斜め上方向に反射する反射鏡４２とが設けられる。一方、第２の導光部４０Ｂには、反射鏡４２によって反射された投影光をスクリーン３０が貼着された面に対して直交方向に投影光を入射させるように当該スクリーン３０の方向に反射する反射鏡４３が設けられる。これにより、導光部４０は、投影部２０から出射された投影光を、反射鏡４１，４２，４３の順序で反射することにより筐体内部を導光して、スクリーン３０に投影させる。

このような車両用投影型表示装置１０は、ステアリングメンバ３の周囲を投影光の光路によって取り囲むように、投影部２０と、スクリーン３０が貼着された導光部４０とが当該ステアリングメンバ３に対して配設される。

［車両用投影型表示装置の作用］
ここで、投影用の空間的な容積を必要とする投影型の表示装置においては、インストルメントパネルの内部に設けられた部品と投影光の光路との干渉が問題となる。特に、車幅方向に設けられた長尺状のステアリングメンバ等の部品に対しては、上下方向に光路の干渉を回避するしかなく、場合によっては、スクリーンの設置位置が制限されることがあった。

これに対して、車両用投影型表示装置１０は、図４に示したように、インストルメントパネル１の内部に設けられたステアリングメンバ３の周囲を取り囲むように、各反射鏡４１，４２，４３をレイアウトして設置し、当該ステアリングメンバ３の位置に合わせて、これら反射鏡４１，４２，４３の設置位置を変更することにより、所望の位置にスクリーン３０を設置することができる。また、車両用投影型表示装置１０は、これに加え、投影距離を確保することができるので、極端な短焦点レンズや非球面のミラー等を用いなくとも、所望の表示サイズまで投影光を拡散することが可能となる。

特に、車両用投影型表示装置１０は、分割位置ＳＰにて導光部４０が複数の部位に分割されているので、ステアリングメンバ３の周囲を取り囲むような構成としても、ステアリングメンバ３への取り付け工程が困難となることがない。

このように、車両用投影型表示装置１０は、導光部４０を分割可能に構成することにより、取り付け時のユニットのズレが生じる可能性があるが、例えば、導光部４０に設けられている第２の導光部４０における反射鏡４３を可動とする駆動機構を設けることにより、光路の調整機能を加えることができる。なお、車両用投影型表示装置１０においては、反射鏡４１，４２についても可動としてもよいが、反射鏡４３のみでも光路を調整することが可能であり、特に反射鏡４３は上部に位置しているので光路の調整がより容易となる。さらにまた、車両用投影型表示装置１０、第１の導光部４０Ａにおける反射鏡４１，４２を、その反射面が互いに直交するようにレイアウトすることにより、構造を簡易とすることもできる。

［第１実施形態に係る車両用投影型表示装置の変形例］
なお、車両用投影型表示装置１０においては、反射鏡の設置位置に限定されるものではなく、図４においては、第１の導光部４０Ａに２枚の反射鏡４１，４２を設け、第２の導光部４０Ｂに１枚の反射鏡４３を設けているが、例えば、第１の導光部４０Ａに１枚の反射鏡を設けると共に、第２の導光部４０Ｂに２枚の反射鏡を設けるように、分割位置ＳＰを形成するようにしてもよい。

同様に、車両用投影型表示装置１０においては、反射鏡の枚数に限定されるものでもなく、例えば図５に示すように、投影部２０から略水平方向に出射された投影光を所定の角度をもって斜め上方向に反射する反射鏡４４と、この反射鏡４４によって反射された投影光をスクリーン３０が貼着された面に対して直交方向に入射させるように当該スクリーン３０の方向に反射する反射鏡４５とを設けて導光部４０’を構成するといったように、所望の表示位置にレイアウトできるのであれば、２枚以下若しくは４枚以上の反射鏡を用いることもできる。

また、車両用投影型表示装置１０としては、必ずしも導光部を分割可能に構成する必要はなく、例えば図６に斜視図、図７に部分透視図を示すように、上述した第１の導光部４０Ａと第２の導光部４０Ｂとを一体化した導光部４０’’を設けるようにしてもよい。

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第１実施形態に係る車両用投影型表示装置１０によれば、投影部２０からスクリーン３０に投影光を導光する導光部４０によって導光される投影光の光路が、車室内のインストルメントパネル１の内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材であるステアリングメンバ３の周囲を取り囲むように形成されることにより、所定の投影距離を確保しつつインストルメントパネル１内部に設けられた部品との干渉を回避してレイアウトすることができる。したがって、この車両用投影型表示装置１０によれば、車載レイアウトの自由度を飛躍的に向上させることができると共に、高価な短焦点レンズや非球面のミラー等を用いずとも、大きなスクリーン３０に映像を投影することができる。

また、この車両用投影型表示装置１０において、導光部４０は、筐体内部に、投影光を反射する所定枚数の反射鏡を有するので、当該ステアリングメンバ３の位置に合わせてこれら反射鏡の設置位置を変更することにより、所望の位置にスクリーン３０を設置することができる。

さらに、この車両用投影型表示装置１０において、導光部４０は、複数の部位に分割可能に構成されるので、ステアリングメンバ３の周囲を取り囲むような構成としても、取り付け性が損なわれることがなく、容易に車載することが可能となる。

さらにまた、この車両用投影型表示装置１０において、導光部４０は、投影部２０と一体化されて構成された第１の導光部４０Ａと、スクリーン３０と一体化されて構成されると共に第１の導光部４０Ａに対して着脱自在に取り付けられた第２の導光部４０Ｂとに分割して構成され、第１の導光部４０Ａ及び第２の導光部４０Ｂは、それぞれ、１枚以上の反射鏡を有するので、インストルメントパネル１の内部に設けられた部品を取り囲むように、当該車両用投影型表示装置１０をレイアウトしても、取り付けが容易となり、また、取り付けによる光路のズレを１枚の反射鏡の調整のみで行うことが可能となる。

また、この車両用投影型表示装置１０においては、第１の導光部４０Ａに設けられる２枚の反射鏡４１，４２が、その反射面が互いに直交するように配置されるので、構造を簡易とすることができ、当該車両用投影型表示装置１０の車載性を向上させることができる。

さらに、この車両用投影型表示装置１０において、導光部４０は、反射鏡を可動して光路の調整を行う調整手段を有することにより、光路のズレの調整を容易とすることができる。

なお、この車両用投影型表示装置１０においては、車室内のインストルメントパネル１の内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材として、ステアリングメンバ３を利用しているので、車両の強度部材であるステアリングメンバ３のレイアウトを損ねることなく、当該車両用投影型表示装置１０を所望の位置にレイアウトすることが可能となる上、当該車両用投影型表示装置１０をステアリングメンバ３に固定することも容易となる。

［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る車両用投影型表示装置について説明する。なお、この第２実施形態の説明では、上述の第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付することによってその詳細な説明を省略するものとする。

この第２実施形態に係る車両用投影型表示装置は、インストルメントパネル１の内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材である空調用ダクトの周囲を囲むように構成されるものである。

車両用投影型表示装置１０は、図８に示すように、インストルメントパネル１の内部に設けられる部材であり、車幅方向に延在する長尺部材である空調用ダクト４の周囲を取り囲むように設けられる。すなわち、車両用投影型表示装置１０は、空調用ダクト４の周囲を投影光の光路によって取り囲むように、投影部２０と、スクリーン３０が貼着された導光部４０とが当該空調用ダクト４に対して配設される。

これにより、車両用投影型表示装置１０は、空調用ダクト４と投影光の光路とを干渉させることなく、所望の位置にスクリーン３０を設置することが可能となる。

また、車両用投影型表示装置１０は、スクリーン３０の近傍を空調用ダクト４が挿通するような構成とされるので、従来であればユニットを大きく迂回しなければ配置することができなかった空調吹き出し口５を、例えば図９に示すように、スクリーン３０の左右両側に容易に設けることが可能となる。

さらに、車両用投影型表示装置１０は、図１０に示すように、空調用ダクト４の一部に導入ダクト６を設け、この導入ダクト６を介して投影部２０に対して空調用ダクト４を流れる空気を導くことにより、空調用ダクト４のレイアウトを損ねることがなく、無理なレイアウトによる空調の異音等を生じさせることがない。これに加え、車両用投影型表示装置１０は、投影部２０を冷却することが可能となり、当該投影部２０に冷却用のファン等を設ける必要をなくすこともできる。

なお、第２実施形態に係る車両用投影型表示装置１０においても、上述したように、反射鏡の設置位置や枚数に限定されるものではなく、例えば先に図５に示した構成を適用することもできる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

例えば、上述した実施形態では、スクリーン３０の形状が矩形であるものとして説明したが、本発明は、投影型の特徴を生かし、台形や円形といった自由な形状とすることができ、また、平面形状に限るものでもなく、凸面形状や凹面形状とすることも可能である。

また、上述した実施形態では、スクリーン３０として拡散透過型のものを用いるものとして説明したが、本発明は、スクリーンの投影部側にフレネルレンズ等を設けたり、スクリーンの拡散性を変更したり、又はスクリーンの表面にルーバを設けたり、スクリーンの表面に無反射コーティング等を施したりすることもでき、これらの手段を適用することにより、表示される映像が効率的に乗員に視認させることができ、コントラストや外来光の入射等を防止することもできる。

本発明を適用した実施形態に係る車両用投影型表示装置の車両に対する搭載例を示す図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る車両用投影型表示装置の構成を示す斜視図である。 図２に示す車両用投影型表示装置における投影部の構成を示すために、当該投影部の筐体内部を透視した斜視図である。 図２に示す車両用投影型表示装置における導光部の構成を示すために、当該導光部の筐体内部を透視した斜視図である。 図２に示す車両用投影型表示装置の変形例として、反射鏡の枚数を２枚とした場合の車両用投影型表示装置における導光部の筐体内部を透視した斜視図である。 図２に示す車両用投影型表示装置の変形例として、導光部を分割しない車両用投影型表示装置の構成を示す斜視図である。 図６に示す車両用投影型表示装置における導光部の構成を示すために、当該導光部の筐体内部を透視した斜視図である。 本発明を適用した第２実施形態に係る車両用投影型表示装置の構成を示す斜視図である。 図８に示す車両用投影型表示装置の変形例として、スクリーンの左右両側に空調吹き出し口を設けた車両用投影型表示装置における導光部の構成を示すために、当該導光部の筐体内部を透視した斜視図である。 図８に示す車両用投影型表示装置の変形例として、空調用ダクトの一部に導入ダクトを設けた車両用投影型表示装置における導光部の構成を示すために、当該導光部の筐体内部を透視した斜視図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
２ ステアリング
３ ステアリングメンバ
４ 空調用ダクト
５ 空調吹き出し口
６ 導入ダクト
１０ 車両用投影型表示装置
２０ 投影部
２１ 光源
２２ 表示デバイス
２３ レンズ
３０ スクリーン
４０，４０’，４０’’ 導光部
４０Ａ 第１の導光部
４０Ｂ 第２の導光部
４１，４２，４３，４４，４５ 反射鏡
ＣＲ 乗員
ＳＰ 分割位置

Claims (8)

1. 車室内に設けられた表示面に映像を投影する車両用投影型表示装置において、
   前記表示面を有し、投影光が投影される表示手段と、
   前記表示手段の表示面に投影させる投影光を生成する投影光生成手段と、
   前記投影光生成手段により生成された投影光を導光して、前記表示手段の表示面に投影させる導光手段とを備え、
   前記導光手段によって導光される投影光の光路は、車室内のインストルメントパネルの内部に設けられた車幅方向に延在する長尺部材の周囲を取り囲むように形成されることを特徴とする車両用投影型表示装置。
2. 前記導光手段は、筐体内部に、投影光を反射する所定枚数の反射鏡を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用投影型表示装置。
3. 前記導光手段は、複数の部位に分割して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用投影型表示装置。
4. 前記導光手段は、前記投影手段と一体化されて構成された第１の導光手段と、前記表示手段と一体化されて構成されると共に前記第１の導光手段に対して着脱自在に取り付けられた第２の導光手段とに分割して構成され、
   前記第１の導光手段及び前記第２の導光手段は、それぞれ、１枚以上の反射鏡を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用投影型表示装置。
5. 前記第１の導光手段に設けられる２枚の反射鏡は、その反射面が互いに直交するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の車両用投影型表示装置。
6. 前記導光手段は、前記反射鏡を可動して光路の調整を行う調整手段を有することを特徴とする請求項２〜請求項５の何れかに記載の車両用投影型表示装置。
7. 前記長尺部材は、ステアリングメンバであることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両用投影型表示装置。
8. 前記長尺部材は、空調用ダクトであり、
   前記空調用ダクトの一部に設けられた導入ダクトを介して前記投影手段に対して当該空調用ダクトを流れる空気を導くことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両用投影型表示装置。

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