JP2014213662A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】立体形状を有するスクリーンに画像を投影する場合であっても、視認性を向上させることが可能な車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置は、所定の表示画像を示す表示光Lを出射する表示光出射手段(プロジェクタ51、光学レンズ群52)と、前記表示光出射手段が出射した表示光Lを投影するスクリーン55と、を備え、スクリーン55の裏面側から投影した表示光Lにより、スクリーン55の表示面上に前記表示画像を表示する。スクリーン55は、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する第一の表示面55aと前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する第二の表示面55bとを有し、第一の表示面55aに前記表示画像として車両情報を含む画像が表示され、スクリーン55の裏面側に第二の表示面55bと対向するように意匠部56が形成され、表示光Lの一部により意匠部56が透過照明されてなる。【選択図】図3

Description

本発明は、表示光出射手段から出射される表示光をスクリーンの表示面に投影して表示画像を表示する車両用表示装置に関するものである。
特許文献1には、視認者に向かって凸となる曲面形状を有するスクリーンと、このスクリーンの後方に位置し、スクリーン上に所定画像を投影して映し出すプロジェクタと、を備える車両用表示装置が開示されている。かかる車両用表示装置によれば、スクリーンを曲面形状とすることで画像を立体的に表示することができる。
特開平6−262964号公報
ところで、車両用表示装置に用いられるプロジェクタは、コスト面や車室内に配置可能な容量の制約から焦点深度が比較的狭いものを用いなければならない場合が多い。ここで、焦点深度とは、レンズでスクリーンに物体の像を映すときにレンズとスクリーンとの距離が変わっても像が暈けない範囲を指す。すなわち、スクリーンが焦点深度外に位置する場合はそのスクリーンに投影される像が暈けて表示されることとなる。しかしながら、特許文献1に係る技術のようにスクリーンを曲面状とする場合や、スクリーンの表示面を立体的に設ける場合のように、スクリーンの形状や配置によって立体的な表示を行う場合には、焦点深度が比較的狭いプロジェクタを用いるとスクリーンの表示面に焦点深度外の領域が生じて画像の一部が暈けて表示され、視認性が低下するという問題点があった。
そこで、本発明は、上述した課題に着目してなされたものであり、立体形状を有するスクリーンに画像を投影する場合であっても、視認性を向上させることが可能な車両用表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、前記課題を解決するために、所定の表示画像を示す表示光を出射する表示光出射手段と、
前記表示光出射手段が出射した表示光を投影するスクリーンと、を備え、
前記スクリーンの裏面側から投影した表示光により、前記スクリーンの表示面上に前記表示画像を表示する車両用表示装置であって、
前記スクリーンは、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域とを有し、前記焦点深度内領域に前記表示画像として車両情報を含む画像が表示され、前記スクリーンの裏面側に前記焦点深度外領域と対向するように意匠部が形成され、前記表示光の一部により前記意匠部が透過照明されてなることを特徴とする。
本発明は、前記課題を解決するために、所定の表示画像を示す表示光を出射する表示光出射手段と、
前記表示光出射手段が出射した表示光を投影するスクリーンと、を備え、
前記スクリーンの裏面側から投影した表示光により、前記スクリーンの表示面上に前記表示画像を表示する車両用表示装置であって、
前記スクリーンは、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域とを有し、前記焦点深度内領域に前記表示画像として車両情報を含む画像が表示され、前記焦点深度外領域に意匠部が形成され、前記表示光の一部により前記意匠部が透過照明されてなることを特徴とする。
本発明によれば、立体形状を有するスクリーンに画像を投影する場合であっても、視認性を向上させることが可能となる。
本発明の第一の実施形態に係る車両用表示装置の搭載態様を説明するための図である。 同上の車両用表示装置の電気的構成を示すブロック図である。 同上の車両用表示装置が備える表示手段の概略図である。 同上の表示手段が備えるスクリーンの要部断面図である。 同上の車両用表示装置の表示画像の一例を示す図である。 同上の車両用表示装置の表示例を示す図である。 本発明の第二の実施形態を示すスクリーンの要部断面図である。 本発明の第三の実施形態を示すスクリーンの要部断面図である。
以下、本発明の第一の実施形態に係る車両用表示装置を添付図面に基づいて説明する。
本発明の第一の実施形態に係る車両用表示装置100は、図1に示す車両1に搭載される。
また、車両用表示装置100は、図2に示すように、操作部10と、車載機器20と、制御部30と、記憶部40と、表示手段50と、を備える。
操作部10は、図1に示すように、車両1のステアリング2に搭載されている。ステアリング2は、車両1の操舵装置の一部であり、本体部2aと、本体部2aに取り付けられるステアリングホイール2bとから構成されている。本体部2aは、車両1のステアリングシャフト(図示せず)と接続されるスポーク部である。図1に示すように、操作部10は、ユーザから見て本体部2aの右側に搭載されている。
操作部10は、複数のスイッチ群や、タッチパネル等から構成され、ユーザの入力操作に応じて、操作内容を示す操作情報を制御部30へ伝送する。
車載機器20は、車両1のインパネに嵌め込まれるオーディオ装置、カーナビゲーション装置等である。なお、車載機器20は、車両1のダッシュボード上に載置されるクレイドルによって車両1内に着脱自在に配設されるものであってもよい。また、車載機器20は、車両1内に持ち込まれ、車両1内で使用される高機能携帯電話(所謂スマートフォン)であってもよい。
車両用表示装置100では、操作部10に対して所定の入力操作が行われると、制御部30の制御によって、車載機器20の動作に対応した画像が表示手段50に表示されるように構成されている。
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)等から構成され、記憶部40に格納されている動作プログラムを実行して、各種の処理や制御を行う。制御部30は、操作部10、車載機器20、記憶部40、及び、表示手段50(具体的には後述のプロジェクタ51)の各々と電気的に接続されている。また、制御部30は、車両ECU(Electronic Control Unit)等の外部装置(図示せず)から通信ラインにより伝送される車速、エンジン回転数、残燃料、電力量あるいは走行距離等の車両の状態を示す状態信号を取得する。なお、制御部30は、その少なくとも一部が、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の各種専用回路によって構成されていてもよい。
記憶部40は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等から構成されている。記憶部40は、制御部30を構成するCPUのワークエリア、CPUが実行する動作プログラムを記憶するプログラムエリア、データエリア等として機能する。プログラムエリアには、車載機器20と表示手段50の動作を制御するための動作プログラムが記憶されている。
記憶部40のデータエリアには、(i)実行条件、(ii)対応動作データ、(iii)画像データ等が記憶されている。(i)実行条件は、制御部30が制御信号を車載機器20に送信するトリガの役割となるデータである。車載機器20に制御信号が送信されると、制御部30は、車載機器20の動作に対応した画像を表示手段50に表示させる。実行条件は複数あり、各条件が、表示画像の種々の表示態様(表示モード)の各々と対応付けられている。(ii)対応動作データは、車載機器20に所定の動作を実行させる制御信号のデータである。対応動作データは複数あり、各々が実行条件及び表示モードと対応付けられている。(iii)画像データは、表示手段50に表示画像を表示させる画像信号のデータである。ここで、表示手段50に表示される表示画像は、車両1に関する情報を含む画像であり、車両1に関する情報(車両情報)として、例えば車速、エンジン回転数、残燃料、電力量、走行距離やカーナビゲーション情報等を表す。また、表示画像は、オーディオ情報を表すものであってもよい。なお、カーナビゲーション情報やオーディオ情報を表す画像は、車載機器20の動作に対応した画像である。
操作部10に対して所定の入力操作が行われると、操作部10は、操作内容を示す操作情報を制御部30へ伝送する。操作情報を取得した制御部30は、記憶部40のデータエリアに格納されている各種データに基づいて、車載機器20の動作を制御すると共に、車載機器20の動作に対応した表示画像を生成し、表示手段50に表示させる。また、制御部30は、前記外部装置からの状態信号や操作部10からの操作情報や車載機器20の動作情報に基づいて、表示画像の情報を更新したり、表示されている表示画像を他の表示画像に変更したりする。
表示手段50は、ユーザである視認者(主として、運転者)3の正面であってステアリング2の上方に位置する(図1及び図3参照)。表示手段50は、図3に示すように、プロジェクタ51と、光学レンズ群52と、第一の反射部材53と、第二の反射部材54と、スクリーン55と、を備える。
プロジェクタ(投影機)51は、制御部30の制御によって、表示画像を示す表示光Lを光学レンズ群52を介して第一の反射部材53に向けて出射する。すなわち、プロジェクタ51は、光学レンズ群52とともに本発明の表示光出射手段として機能する。プロジェクタ51は、例えば、光源からの光を、液晶パネルを透過させて表示光Lを形成する液晶プロジェクタからなる。なお、プロジェクタ51は複数あってもよい。
光学レンズ群52は、複数の凸面レンズ及び凹面レンズからなる光学レンズの集合体である。光学レンズ群52は、プロジェクタ51からの表示光Lを屈折させ、スクリーン55に集光させて鮮明な(暈けない)画像を表示させるものである。すなわち、光学レンズ群52によって表示光出射手段の焦点距離が定められる。
第一の反射部材53は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂性基板に、アルミニウム等の金属を蒸着させて反射面を形成してなる平面ミラーである。プロジェクタ51から出射された表示光Lは、第一の反射部材53で第二の反射部材54に向けて反射される。
第二の反射部材54は、例えば第一の反射部材53と同様にして作製される平面ミラーである。第二の反射部材54の反射面に入射した表示光Lは、第二の反射部材54でスクリーン55に向けて反射される。なお、第一,第二の反射部材53,54の少なくともいずれかを凹面ミラーなどの曲面ミラーとしてもよい。
スクリーン55は、透過型のスクリーンである。具体的には、スクリーン55は、例えば灰色などの暗色に着色された光透過性の板状部材であり、車両1の前方側の裏面から表示光Lが投影されてスクリーン55内を透過し、車両1の後方側すなわち視認者3側の表面(表示面)上に表示画像が表示される。また、スクリーン55は、奥行き方向に段差形状を有する立体形状に形成され、スクリーン55の表示面の上側に位置する第一の表示面55aと、スクリーン55の表示面の下側に位置し第一の表示面55aよりも視認者3側に突出する第二の表示面55bと、を有する。すなわち、第一の表示面55aと第二の表示面55bとは、その奥行き方向の位置が異なるように設けられ、立体的な表示が可能となっている。なお、スクリーン55は、曲面あるいは平面と曲面の組み合わせからなる立体形状に形成されてもよい。また、複数のスクリーンが立体的に配置されて立体形状を形成してもよい。スクリーン55は、例えば、合成樹脂からなるホルダ(図示せず)によって、熱収縮が起こらない粘着剤を介して保持されている。また、スクリーン55は、ベゼル等の枠状部材によって固定されていてもよい。
ここで、表示光投射手段を構成する光学レンズ群52は、スクリーン55の上側である第一の表示面55aにその焦点Pが合うように焦点距離が定められている。しかしながら、上述のようにスクリーン55の第一の表示面55aと第二の表示面55bとでその奥行き方向の位置が異なるため、両者の奥行き方向の位置の差分Dにより第二の表示面55bが光学レンズ群52の焦点深度Q’の限界を超えると第二の表示面55bが焦点深度Q’外に位置することとなる。焦点深度Q’は、光学レンズ群52の焦点Pから光軸OAに沿って像を前後に移動しても焦点Pが合っているように見える(像が暈けない)範囲を指し、焦点Pを中心として光軸OAに沿って前後に所定距離Qの奥行きを有する。本実施形態においては、スクリーン55の表示面全体のうち、上部の第一の表示面55aは光学レンズ群52の焦点深度Qの範囲内に位置する焦点深度内領域となり、下部の第二の表示面55bは光学レンズ群52の焦点深度Q外に位置する焦点深度外領域となる。また、スクリーン55は、その裏面側に焦点深度外領域である第二の表示面55bと対向するように意匠部56が形成されている。図4は、意匠部56の詳細を示すスクリーン55の部分断面図である。意匠部56は、スクリーン55の裏面側に第二の表示面55bと対向するように印刷形成される遮光性の地部56aと、抜き印刷などによって所定の意匠の形状に地部56aを除去してなり表示光Lを透過する孔部56bと、からなる。
図5は、制御部30で生成される表示画像Fの一例を示し、図6は、スクリーン55に表示画像Fを示す表示光Lが投影された際の表示例を示すものである。なお、図5及び図6においては白色で示される個所が発光部分を示し、黒色で示される個所が非発光部分を示す。図5に示すように、制御部30で生成される表示画像Fは、スクリーン55の第一の表示面55aに対応する画像F1と、第二の表示面55aに対応する画像F2と、を含む。画像F1は、車両情報を含み、また車載機器20の動作に対応した画像である。図5では、画像F1には、車両情報として車速、総走行距離(ODO値)及び走行距離(TRIP値)が含まれ、また、車載機器20の動作に対応したオーディオ情報が含まれている。画像F2は、スクリーン55の下部(第二の表示面55bに対応する部分)に照射される部分であり、意匠部56の意匠(孔部56a)に対応する発光部F21を含む。発光部F21は、意匠部56の孔部56aが形成される領域よりも大きな面積となるように形成される。
図5に示す表示画像Fを示す表示光Lがプロジェクタ51から出射されると、表示光Lは、光学レンズ群52で屈折し、第一,第二の反射部材53,54で反射し、スクリーン55に裏面側から入射する。スクリーン55に入射した表示光Lのうち、スクリーン55の上部(第一の表示面55aに対応する部分)に入射した一部(画像F1を示す部分)はスクリーン55を透過して、図6に示すように焦点深度内領域である第一の表示面55aに表示画像として画像F1が表示される。スクリーン55に入射した表示光Lのうち、スクリーン55の下部に入射した一部(画像F2の発光部F21を示す部分)はスクリーン55の裏面側に設けられた意匠部56を透過照明し、図6に示すように焦点深度外領域である第二の表示面55bに意匠部56による意匠が表示される。なお、図6においては、意匠の一例として残燃料警告(燃料インジケータ)が表示されている。また、意匠を表示しない場合は意匠部56に表示光Lの一部が照射されないように(画像F2に発光部F21を表示せず、全体を非発光とする)すればよい。表示手段50は、スクリーン55の奥行きの異なる第一の表示面55aと第二の表示面55bとで、それぞれ画像F1及び意匠を表示することによって、立体的な表示を行うことができる。また、第二の表示面55bは画像が暈けて表示される焦点深度外領域であるが、表示光Lが意匠部56を透過して意匠が表示されることによって、暈けのない鮮明な意匠を表示することができる。
本実施形態である車両用表示装置100は、所定の表示画像Fを示す表示光Lを出射する表示光出射手段(プロジェクタ51及び光学レンズ群52)と、前記表示光出射手段が出射した表示光Lを投影するスクリーン55と、を備え、スクリーン55の裏面側から投影した表示光Lにより、スクリーン55の表示面上に表示画像Fを表示する車両用表示装置であって、
スクリーン55は、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域(第一の表示面55a)と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域(第二の表示面55b)とを有し、第一の表示面55aに表示画像Fとして車両情報を含む画像F1が表示され、スクリーン55の裏面側に第二の表示面55bと対向するように意匠部56が形成され、表示光Lの一部により意匠部56が透過照明されてなることを特徴とする。
これによれば、立体形状を有するスクリーン55に画像を投影する場合であっても、視認性を向上させることができる。また、スクリーン55の裏面側に意匠部56を設けることで、意匠を表示しない場合に意匠が視認者3に認識されず見栄えを保つことができる。
また、意匠部56は、遮光性の地部56aと所定の意匠を示す孔部56bとを備えてなることを特徴とする。
これによれば、表示光Lの一部に孔部56bを透過させて焦点深度外領域に鮮明な意匠を表示することができる。
また、前記表示光出射手段は、意匠部56の孔部56bが形成された領域よりも大きな面積で意匠部56に表示光Lの一部を照射することを特徴とする。
これによれば、表示光Lの照射位置にズレが生じる場合であっても、鮮明な意匠を表示することができる。
図7は、本発明の第二の実施形態を示すものである。以下、上述の実施形態と同一あるいは相当箇所には同一符号を付してその詳細は省略して説明する。第二の実施形態において、上述の実施形態と異なる点は、スクリーン55の裏面側に形成される意匠部57の構成である。
意匠部57は、透明フィルムなどからなり基材となる透明部57aと透明部57aに印刷などによって形成され所定の意匠を示す遮光部57bと、を有する。意匠部57は接着などによってスクリーン55の裏面側に設けられる。表示光Lの一部が意匠部57に照射されると、遮光部57bで意匠の形状に表示光Lが遮られ、第二の表示面55bに所定の意匠が表示される。
かかる意匠部57をスクリーン55の裏面側に第二の表示面55bと対向するように形成し、表示光Lの一部により意匠部57が透過照明することによっても、焦点深度外領域である第二の表示面55に暈けのない鮮明な意匠を表示することができ、前述の実施形態と同様に、スクリーン55に立体的な表示を行う場合であっても、視認性を向上させることができる。また、スクリーン55の裏面側に意匠部57を設けることで、意匠を表示しない場合に意匠が視認者3に認識されず見栄えを保つことができる。
図8は、本発明の第三の実施形態を示すものである。以下、上述の実施形態と同一あるいは相当箇所には同一符号を付してその詳細は省略して説明する。第三の実施形態において、上述の実施形態と異なる点は、スクリーン55の表示面側に意匠部58を形成する点である。
意匠部58は、スクリーン55の焦点深度外領域である第二の表示面55bに印刷形成される遮光性の地部58aと、抜き印刷などによって所定の意匠の形状に地部58aを除去してなり表示光Lを透過する孔部58bと、地部58a及び孔部58bを覆うように印刷形成されるスクリーン55の色と近似した色の半透過部58cと、を有する。表示光Lの一部が意匠部58に照射されると、孔部58b及び半透過部58cを透過して、焦点深度外領域である第二の表示面55bに所定の意匠が鮮明に表示される。
本実施形態である車両用表示装置100は、所定の表示画像Fを示す表示光Lを出射する表示光出射手段(プロジェクタ51及び光学レンズ群52)と、前記表示光出射手段が出射した表示光Lを投影するスクリーン55と、を備え、スクリーン55の裏面側から投影した表示光Lにより、スクリーン55の表示面上に表示画像Fを表示する車両用表示装置であって、
スクリーン55は、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域(第一の表示面55a)と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域(第二の表示面55b)とを有し、第一の表示面55aに表示画像Fとして車両情報を含む画像F1が表示され、スクリーン55の第二の表示面55bに意匠部58が形成され、表示光Lの一部により意匠部58が透過照明されてなることを特徴とする。
これによれば、立体形状を有するスクリーン55に画像を投影する場合であっても、視認性を向上させることができる。
また、意匠部58は、遮光性の地部58aと所定の意匠を示す孔部58bと少なくとも孔部58bに対応するように形成されるスクリーン55の色と近似した色の半透過部58cとを備えてなることを特徴とする。
これによれば、表示光Lの一部に孔部56bを透過させて焦点深度外領域に鮮明な意匠を表示することができる。また、孔部58bに対応するように半透過部58cを設けることで、意匠を表示しない場合に意匠が視認者3に認識されず見栄えを保つことができる。
また、前記表示光出射手段は、意匠部58の孔部58bが形成された領域よりも大きな面積で意匠部58に表示光Lの一部を照射することを特徴とする。
これによれば、表示光Lの照射位置にズレが生じる場合であっても、鮮明な意匠を表示することができる。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、適宜、変更(構成要素の削除を含む)が可能であることはもちろんである。
以上の説明では、プロジェクタ51からの表示光Lを、第一,第二の反射部材53,54を介してスクリーン55に入射させる例を示したが、反射部材は1つあるいは3つ以上であっても良く、また、プロジェクタ51からの表示光Lを直接スクリーン55に入射させても良い。
また、本実施形態では、プロジェクタ51と光学レンズ群52とが別体に設けられるものであったが、光学レンズ群を一体的に備えるプロジェクタを表示光投射手段として用いてもよい。
本発明は、表示光出射手段から出射される表示光をスクリーンの表示面に投影して表示画像を表示する車両用表示装置に適用可能である。
100 車両用表示装置
1 車両
3 視認者
10 操作部
20 車載機器
30 制御部
40 記憶部
50 表示手段
51 プロジェクタ
52 光学レンズ群
53 第一の反射部材
54 第二の反射部材
55 スクリーン
55a 第一の表示面(焦点深度内領域)
55b 第二の表示面(焦点深度外領域)
56 意匠部
56a 地部
56b 孔部
57 意匠部
57a 透明部
57b 遮光部
58 意匠部
58a 地部
58b 孔部
58c 半透過部

Claims (5)

  1. 所定の表示画像を示す表示光を出射する表示光出射手段と、
    前記表示光出射手段が出射した表示光を投影するスクリーンと、を備え、
    前記スクリーンの裏面側から投影した表示光により、前記スクリーンの表示面上に前記表示画像を表示する車両用表示装置であって、
    前記スクリーンは、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域とを有し、前記焦点深度内領域に前記表示画像として車両情報を含む画像が表示され、前記スクリーンの裏面側に前記焦点深度外領域と対向するように意匠部が形成され、前記表示光の一部により前記意匠部が透過照明されてなることを特徴とする車両用表示装置。
  2. 前記意匠部は、遮光性の地部と所定の意匠を示す孔部とを備えてな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. 所定の表示画像を示す表示光を出射する表示光出射手段と、
    前記表示光出射手段が出射した表示光を投影するスクリーンと、を備え、
    前記スクリーンの裏面側から投影した表示光により、前記スクリーンの表示面上に前記表示画像を表示する車両用表示装置であって、
    前記スクリーンは、その表示面に前記表示光出射手段の焦点深度の範囲内に位置する焦点深度内領域と前記表示光出射手段の焦点深度の範囲外に位置する焦点深度外領域とを有し、前記焦点深度内領域に前記表示画像として車両情報を含む画像が表示され、前記焦点深度外領域に意匠部が形成され、前記表示光の一部により前記意匠部が透過照明されてなることを特徴とする車両用表示装置。
  4. 前記意匠部は、遮光性の地部と所定の意匠を示す孔部と少なくとも前記孔部に対応するように形成される前記スクリーンの色と近似した色の半透過部とを備えてなることを特徴とする請求項3に記載の車両用表示装置。
  5. 前記表示光出射手段は、前記意匠部の前記孔部が形成された領域よりも大きな面積で前記意匠部に前記表示光の一部を照射することを特徴とする請求項2または請求項4に記載の車両用表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015000645A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社デンソー 車両用表示装置

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JP2015000645A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社デンソー 車両用表示装置

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