JP2007186017A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両用表示装置１は、透過型スクリーン４と、透過型スクリーン４の背後側に配設されて透過型スクリーン４に表示情報を光学像２Ａとして投影させるプロジェクタ２とを備え、透過型スクリーン４の目視側前面４０が、目視側前面４０で反射した外来光が運転者Ｍの目に直接入射しないように湾曲して形成されている。これにより、透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、透過型スクリーンを備えた車両用表示装置に関するものである。

従来、透過型スクリーンと、この透過型スクリーンの背後側に配設されて透過型スクリーンに表示情報を光学像として投影させるプロジェクタとを備えた車両表示装置が提案されている（特許文献１を参照）。

これは、透過型スクリーンを自車両のインストルメントパネル等と面一に連続させるものであり、表示面であるスクリーンがインストルメントパネルと面一に連続するため、より斬新な見映えを実現することができる。しかし、外来光がスクリーンに入射してその反射光が運転者の目に直接に入射し易くなり、スクリーンに投影された光学像が見難くなる恐れがあった。

本発明者は、この外来光の影響を抑えるため、スクリーンの前面側に所定の距離を隔てて防眩膜と反射防止膜の少なくとも一方を設けることを提案している（特許文献２を参照）。
特開２００２−１０４０２４号公報 特開２００５−１８６７８４号公報

しかし、特許文献２では、スクリーンに投影された光学像を、防眩膜や反射防止膜を通して見るため、斬新な見映えを充分に発揮できない。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の車両用表示装置は、透過型スクリーンと、透過型スクリーンの背後側に配設されて透過型スクリーンに表示情報を光学像として投影させるプロジェクタとを備え、透過型スクリーンの目視側前面が、目視側前面で反射した外来光が運転者の目に直接入射しないように湾曲して形成されている構成とする。

この構成では、透過型スクリーンの目視側前面が、目視側前面で反射した外来光が運転者の目に直接入射しないように湾曲して形成されている。これにより、外来光が透過型スクリーンの目視側前面に反射して運転者の目に入ることを、抑えることが可能となる。この結果、防眩手段や反射防止手段を、外来光の反射を抑えるために透過型スクリーンの前面側に設ける必要がなくなる。即ち、透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供することができる。

請求項２に記載の車両用表示装置は、目視側前面が、鏡面状に形成されている構成とする。

この構成では、目視側前面が鏡面状に形成されているため、上述の効果を得つつ高級感のある見映えを実現できる。

請求項３に記載の車両用表示装置は、光拡散性を有する透過型スクリーンと、透過型スクリーンの背後側に配設されて透過型スクリーンに表示情報を光学像として投影させるプロジェクタとを備え、透過型スクリーンの目視側前面が、微細な凹凸状に形成されている構成とする。

ここで、透過型スクリーンは、無色透明でなく光拡散性を有するため、微細な凹凸を、透過型スクリーンの目視側前面に形成することが可能となる。このため、この構成では
、透過型スクリーンの目視側前面が、微細な凹凸状に形成されている。これにより、外来光が透過型スクリーンの目視側前面でその微細な凹凸により拡散される。このため、外来光が透過型スクリーンの目視側前面に反射して運転者の目に入ることを、抑えることが可能となる。この結果、防眩手段や反射防止手段を、外来光の反射を抑えるために透過型スクリーンの前面側に設ける必要がなくなる。即ち、透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供することができる。

請求項４に記載の車両用表示装置は、プロジェクタが、透過型スクリーンに光学像を拡大して投影させる拡大レンズを備え、プロジェクタからの表示光を透過型スクリーンへ反射させて透過型スクリーンに光学像を投影させる平面鏡を備える構成とする。

この構成では、プロジェクタが、透過型スクリーンに光学像を拡大して投影させる拡大レンズを備え、プロジェクタからの表示光を透過型スクリーンへ反射させて透過型スクリーンに光学像を投影させる平面鏡を備える。

この拡大レンズにより、透過型スクリーンに投影される光学像は、プロジェクタと透過型スクリーンの間の光路の長さに比例して拡大される。したがって、プロジェクタと透過型スクリーンの距離を大きくしないでこれらの間の光路の長さをより大きくとることが可能となり、透過型スクリーンに投影される光学像をより拡大することが可能となる。即ち、プロジェクタと透過型スクリーンの距離を大きくしないで、上述の効果を得つつ、光学像をより大きくすることが可能となる。

以下、本発明による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１について図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の全体構成を示す模式図である。

図２は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する回路構成図である。

図３は、図１中の透過型スクリーン４の表示例を示す正面図である。

コンビネーションメータ１は、図１に示すように、プロジェクタ２と、平面鏡３１と、透過型スクリーン４とを備える。

プロジェクタ２は、透過型スクリーン４の背後側（図１において右側）に配設されて透過型スクリーン４に車両情報等の表示情報を光学像２Ａとして投影させるものである。プロジェクタ２として、例えば、デジタル・マイクロ・デバイス（ＤＭＤ）と光源等を備えたデジタル・ライト・プロセッスィング（ＤＬＰ）プロジェクタを用いる。

ＤＭＤは、シリコン基板上に数マイクロ・メートル角程度のミラーを多数並べて、光を反射させスクリーンに光学像を投影させるものである。この微小なミラーの向きを電気的に制御することにより、ＤＬＰプロジェクタの光源からの光をスクリーンに反射させるかどうかを制御する。これにより、ＤＬＰプロジェクタは、スクリーンに光学像を投影させることができる。

尚、ＤＬＰプロジェクタの代わりに、液晶パネルとこれを透過照明する光源を備えた液晶プロジェクタ等を用いることも可能である。

また、プロジェクタ２は、透過型スクリーン４に光学像２Ａを拡大して投影させる拡大レンズ２１を備える。

透過型スクリーン４は、インストルメントパネル５の開口部５１に配設され、プロジェクタ２からの表示光を効率よく拡散して高コントラストの光学像２Ａを投影させるように、光拡散性を有する。透過型スクリーン４の目視側前面４０は、目視側前面４０で反射した外来光が運転者Ｍの目に直接入射しないように、例えば半径９０ミリメートルで図１において右側へ凹むように湾曲して形成され、且つ、鏡面状に形成される。

平面鏡３１は、プロジェクタ２からの表示光を透過型スクリーン４へ反射させて透過型スクリーン４に光学像２Ａを投影させる。

以上説明した、本実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の電気回路構成について、図２に基づいて説明する。

マイクロコンピュータ等から構成される制御装置９には、バッテリ１５から電力が常時供給される。イグニッションスイッチ１４が、その作動状態（オンまたはオフ）を検出可能に接続され、当該自動車の走行速度を検出する速度センサ１１と当該自動車のエンジンの回転数を検出する回転センサ１２と当該自動車の燃料の残量を検出する燃料センサ１３等がそれらの検出信号を入力可能に接続される。また、制御装置９には、プロジェクタ２も接続される。

以下、上記構成において本実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の作動を説明する。

運転者によってイグニッションスイッチ１４がオンされると、制御装置９は、それを検出して作動を開始する。即ち、図２において、センサ１１−１３からの出力信号に基づき、当該自動車の車速とエンジン回転数と燃料の残量を算出し、これらに基づいてプロジェクタ２を作動させる。即ち、プロジェクタ２は、表示情報である車速とエンジン回転数と燃料の残量を表す表示光を出射する。

プロジェクタ２が出射した表示光は、図１で示すように光路Ｐ１１に従って平面鏡３１へ入射し、平面鏡３１により光路Ｐ１２に従って透過型スクリーン４へ向かって反射する。上述したように、透過型スクリーン４は、プロジェクタ２からの表示光を効率よく拡散させるように光拡散性を有する。このため、透過型スクリーン４は、平面鏡３１からの反射光を受けて高コントラストの光学像２Ａを映し出すことができる。

透過型スクリーン４に投影された光学像２Ａの表示光は、光路Ｐ１３に従って、運転者Ｍに視認される。

ここで、上述したように、プロジェクタ２が、透過型スクリーン４に光学像２Ａを拡大して投影させる拡大レンズ２１を備えるため、光学像２Ａは、光路Ｐ１１、Ｐ１２の長さに比例して拡大される。また、平面鏡３１により、拡大レンズ２１を有するプロジェクタ２と透過型スクリーン４の距離を大きくしないでこれらの間の光路Ｐ１１、Ｐ１２の長さをより大きくとることが可能となる。このため、プロジェクタ２と透過型スクリーン４の距離を大きくしないで、透過型スクリーン４に投影される光学像２Ａをより拡大することが可能となり、この結果、運転者Ｍに視認させる光学像２Ａをより大きくすることができる。

光学像２Ａは、図３に示すように視認される。即ち、光学像２Ａとして、図３（ａ）に示すように、当該自動車の走行速度を表示するする速度表示部４１と当該自動車のエンジンの回転数を表示する回転表示部４２と当該自動車の燃料の残量を表示する燃料表示部４３等が表示される。

上述したように、透過型スクリーン４の目視側前面４０が、目視側前面４０で反射した外来光が運転者の目に直接入射しないように湾曲して形成されている。これにより、外来光は、図１に置いて、光路ＰＳ１、ＰＳ２に従って透過型スクリーン４の目視側前面４０に反射し、運転者Ｍの目に入ることが、抑えられる。この結果、防眩膜や反射防止膜を、外来光の反射を抑えるために透過型スクリーン４の前面側（図１において左側）に設ける必要がなくなる。即ち、透過型スクリーン４に投影された光学像２Ａを直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えたコンビネーションメータ１を提供することができる。

また、透過型スクリーン４の目視側前面４０が、鏡面状に形成されているため、高級感のある見映えを実現できる。

即ち、透過型スクリーン４に投影された光学像２Ａを直接に視認可能であるため、光学像２Ａが鏡面状の目視側前面４０に張り付いたイメージで演出され、見映えの向上を図ることができる。

以上のように、本実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１は、透過型スクリーン４と、透過型スクリーン４の背後側に配設されて透過型スクリーン４に表示情報を光学像２Ａとして投影させるプロジェクタ２とを備え、透過型スクリーン４の目視側前面４０が、目視側前面４０で反射した外来光が運転者Ｍの目に直接入射しないように湾曲して形成されている。

これにより、透過型スクリーンに投影された光学像を直接に視認可能で且つ外来光の影響を抑えた車両用表示装置を提供することができる。

尚、上述の例では、透過型スクリーン４の目視側前面４０が、目視側前面４０で反射した外来光が運転者の目に直接入射しないように湾曲して形成されていたが、これに限るものではない。

即ち、透過型スクリーン４の目視側前面４０に、微細な凹凸を有するシボ面を形成することも可能である。透過型スクリーン４は、無色透明でなく光拡散性を有するため、シボ面を目視側前面４０に形成しても光学像２Ａの投影に大きな影響を与えることがない。このため、シボ面を目視側前面４０に形成することが可能となる。これにより、外来光が透過型スクリーンの目視側前面４０でその微細な凹凸により拡散される。このため、外来光が透過型スクリーン４の目視側前面４０に反射して運転者の目に入ることを、抑えることが可能となり、上述の効果を得ることができる。

また、光学像２Ａを、図３（ａ）に示したように表示する必要はなく、例えば、図３（ｂ）に示すように表示することも可能である。図３（ｂ）では、速度表示部４１と燃料表示部４３とエンジン冷却水の水温を表示する水温表示部４４とを表示する。これらは、陰影模様４１ａを設ける等して立体感を与えるように表示される。

また、上述の例では、表示情報として車速とエンジン回転数と燃料の残量等を、光学像２Ａとして表示したが、これらに限るものではない。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の全体構成を示す模式図である。

図５は、図４に示す反射層７の表示例を示す正面図である。

第２実施形態では、第１実施形態に対して平面鏡３２を追加し、これにより、プロジェクタ２は、ヘッドアップディスプレイ装置として配置された透過型スクリーン６に、表示情報として光学像２Ｂを投影させる。

光学像２Ｂの表示光は、ウィンドシールド８の内面に形成された反射層７により運転者Ｍへ向かって反射され、虚像２Ｃとして運転者Ｍに視認される。反射層７を、半透光性のハーフミラーとして形成することも可能である。

具体的には、プロジェクタ２の拡大レンズ２１の上半分の表示光を、平面鏡３１で反射させて透過型スクリーン４に光学像２Ａを投影させ、プロジェクタ２の拡大レンズ２１の下半分の表示光を、光路Ｐ２１、Ｐ２２に従って平面鏡３２で反射させて透過型スクリーン８に光学像２Ｂを投影させる。

光学像２Ｂの表示光を、光路Ｐ２３、Ｐ２４に従って反射層７により運転者Ｍへ向かって反射させ、虚像２Ｃとして運転者Ｍに視認させる。即ち、プロジェクタ２と平面鏡３２と透過型スクリーン６と反射層７がヘッドアップディスプレイ装置を構成する。

これにより、１個のプロジェクタ２により、コンビネーションメータ１とヘッドアップディスプレイ装置の両方を構成することが可能となる。

尚、虚像２Ｃは、例えば、図５に示すように視認される。即ち、虚像２Ｂとして、図示しないカメラにより撮影された当該自動車の前方両端側の映像を、図５（ａ）に示すように、左右に分けて虚像２Ｂとして表示することも可能である。

また、表示情報として標識を、図５（ｂ）に示すように、虚像２Ｃとして表示することも可能である。

具体的には、制御装置９は、道路や標識等に関するデータ等が記憶されている地図データベース（以下、地図ＤＢ）を備え、制御装置９に、図示しないＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ、方位センサ等が接続される。ＧＰＳアンテナは、周知のＧＰＳ衛星から送信される電波を受信するためのアンテナであり、方位センサは、周知の地磁気センサやジャイロスコープ等によって構成される。

制御装置９は、ＧＰＳアンテナ、車速センサ１１、及び方位センサからの信号に基づいて、地図ＤＢにおいて当該自動車の位置を特定し、前方に運転者が視認すべき標識を地図ＤＢから抽出して、これを虚像２Ｃとして表示する。

また、これらの表示を、図示しない切替スイッチによって切り替える構成とすることも可能である。

また、図１において平面鏡３１を省略することも可能である。この場合、プロジェクタ２を、その表示光が直接に透過型スクリーン４へ入射できるように、透過型スクリーン４の背後側（図１において右側）へ所定距離だけ離して配置する。

また、本発明は、上述の例に限らず、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の全体構成を示す模式図である。 図２は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する回路構成図である。 図３は、図１中の透過型スクリーン４の表示例を示す正面図である。 図４は、本発明の第２実施形態による車両用表示装置であるコンビネーションメータ１の全体構成を示す模式図である。 図５は、図４に示す反射層７の表示例を示す正面図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（車両用表示装置）
２ プロジェクタ、２１ 拡大レンズ、３１、３２ 平面鏡
４、６ 透過型スクリーン、４０ 目視側前面
４１ 速度表示部、４１ａ 陰影模様
４２ 回転表示部、４３ 燃料表示部、４４水温表示部
５ インストルメントパネル、５１ 開口部、７ 反射層、８ ウィンドシールド
９ 制御装置、１１ 車速センサ、１２ 回転センサ、１３ 燃料センサ
１４ イグニッションスイッチ、１５ バッテリ

Claims (4)

1. 透過型スクリーンと、
   前記透過型スクリーンの背後側に配設されて該透過型スクリーンに表示情報を光学像として投影させるプロジェクタとを備え、
   前記透過型スクリーンの目視側前面は、該目視側前面で反射した外来光が運転者の目に直接入射しないように湾曲して形成されていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記目視側前面は、鏡面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 光拡散性を有する透過型スクリーンと、
   前記透過型スクリーンの背後側に配設されて該透過型スクリーンに表示情報を光学像として投影させるプロジェクタとを備え、
   前記透過型スクリーンの目視側前面は、微細な凹凸状に形成されていることを特徴とする車両用表示装置。
4. 前記プロジェクタは、前記透過型スクリーンに光学像を拡大して投影させる拡大レンズを備え、
   前記プロジェクタからの表示光を前記透過型スクリーンへ反射させて該透過型スクリーンに光学像を投影させる平面鏡を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用表示装置。

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