JP2016065808A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メータなど計器本来の視認性を保ちつつも立体感や奥行き感を表現でき、さらには安価な構成でドライバーの目への負担を低減させる、多重反射を利用した表示装置、を提供すること。【解決手段】車両用のメータ周辺に設けられる表示装置であって、ハーフミラーとリフレクタとが光源を挟んで対向して位置し、光源から放射されハーフミラーとリフレクタとの間で反射した光の一部がハーフミラーを透過することで、多重反射による光源像をメータよりも遠方に表示し、表示装置は、視認者の視界中において、メータとフロントウインドの間に位置することを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、車両に適用される表示装置に係わるもので、特にメータなどの計器周辺に配置されて発光表示する表示装置に関する。

車両用イルミネーションなどの表示装置として、リフレクタとハーフミラーにより光源像を多重反射させることで、立体感や奥行き感を表現するものが知られている。またこのような技術をメータに適用した技術として、特許文献１、２などが開示されている。

特開２０１２−０３０６３０ 特開２００９−０６９２０７

車両用のメータに表示装置を適用する場合、メータ本来の視認性を損ねることなく配置適用することが必要である。ここで特許文献１、２の場合、メータの文字盤自体に表示装置を配置しているため、背景となる文字盤自体に奥行き感が生まれる一方、その前面に位置する指針が飛び出て見えることで、速度や回転数の値といった計器そのものの視認性が低下してしまう恐れがある。

一方、ドライバーは車外の状況・環境を注視しながら運転する。ドライバーの視野や焦点距離はその状況や速度により変わるものの、通常は車外遠方に焦点が向けられている。このため、ドライバーの目から数十ｃｍの距離に位置するメータを視認する際、その焦点距離を大きく変化させる必要があるため、ドライバーの目への負担が大きい。
これを低減すべく、メータ自体を奥に配置したり、虚像を利用して遠方に虚像を表示する遠方虚像表示など知られているが、メータを奥に配置するだけの空間が必要であったり、特に遠方虚像表示では、外光により視認性が低下したり、メータが高価になってしまうなどの懸念がある。

そこで本発明の目的は、メータなど計器本来の視認性を保ちつつも立体感や奥行き感を表現でき、さらには安価な構成でドライバーの目への負担を低減させる、多重反射を利用した表示装置、を提供することである。

上記課題を解決するため本発明の表示装置は、車両のメータ周辺に設けられ、ハーフミラーとリフレクタとが光源を挟んで対向して位置し、光源から放射されハーフミラーとリフレクタとの間で反射した光の一部がハーフミラーを透過することで、多重反射による光源像をメータよりも遠方に表示し、表示装置は、視認者の視界中において、メータとフロントウインドの間に位置することを特徴とする。

さらに、本発明の表示装置は、メータ上部に位置し、及び／又は、メータ外周に沿って設けられ、非発光時はハーフミラーによって金属光沢を奏することを特徴とする。

さらに、本発明の表示装置の光源は、ハーフミラーとリフレクタとで構成される表示部の一端に位置し、表示部の他端側はメータ側に配置されるように構成される。
他の例として、光源はＬＥＤと導光体とを有し、光源像は該導光体に設けられた意匠像を多重反射することで形成される。
そして、光源はメータの発光色とは異なる色で発光することをさらなる特徴とする。

上記構成によれば、メータの外側に表示装置が位置することで、メータの内側や文字盤自体に配置する場合と比べ、メータ本来の視認性を損ねる恐れがない。また多重反射による光源像で表示を行うことで、立体感や奥行き感を表現することができる。さらにはこのような光源像がメータよりも遠方に表示され、かつメータとフロントウインドとの間に位置することで、ドライバー（観測者）の視線がメータと車外との間を移動する際、焦点距離の急な変化を緩和することができ、ドライバー（観測者）の目への負荷を低減させることができる。また、既存のメータとは別に配置するだけであるため、表示装置を配置するための最小限のスペースさえあればよく、安価な構成で上記の効果を得ることができる。

さらに、表示装置がメータ上部に位置し、及び／又は、メータ外周に沿って設けることで、メータ本来の機能を損ねることなく上記の効果をより確実に得ることが出来る。またこのような表示装置が非発光時にハーフミラーによって金属光沢を奏することで、メータ外周を装飾するメッキ調のメータリングとすることができ、非発光時においてもメータを加飾することが可能となる。

また、光源が表示部の一端に位置し、かつ、表示部の他端がメータ側となるよう配置されることで、その多重反射による光源像は、光源側の像が明るく手前に、他端側の像が暗く奥に観測され、メータに近づくほど奥まっていく多重反射像を表現することができる。また光源側から他端側へ向かうように多重反射像が形成されるため、像がメータよりも遠方に表示されることと相まって、ドライバーの視線を効果的にメータに誘導することも可能となる。さらにはこのような像により、あたかもメータ自体までもが従来よりも奥に位置するかのように錯覚させることができる。そして光源の発光色がメータの発光色と異なることで、メータ自体の表示機能を阻害することなく、上記の効果を得ることが出来る。

以上より、本発明によれば、メータなど計器本来の視認性を保ちつつも立体感や奥行き感を表現でき、さらには安価な構成でドライバーの目への負担を低減させる、多重反射を利用した表示装置を提供できる。

表示装置の配置例を示した概略図 表示装置を含む周辺構造の縦断面図 表示装置の光源付近の構造を示した概略図 他例における表示装置を含む周辺構造の縦断面図

本発明の表示装置について図を引用しながら説明する。なお各図は説明のために各要素を簡略化して示したもので、実際の縮尺、大きさとは異なっている。

図１は本発明の表示装置３を車両用メータ１の周辺に設けた例を示した概略図である。ドライバー（観測者）の視点からは、メータ１とフロントウインド越しに車外の状況が視認できる。表示装置３は、メータ１とフロントウインドの間に位置し、多重反射による光源像（多重反射像）は、メータ１とフロントウインドの間に表示される。なお図１において、表示装置３の多重反射像が表示される領域にハッチングを付してある。
本例において、表示装置３とメータ１はメータフード２により覆われている。メータフード２は、外光を遮光し、メータ１の視認性を向上させるように構成されている。このようなメータフード２が表示装置３をも覆うことで、表示装置３の多重反射増の視認性も向上する。また後述のよう、多重反射像は、光源に近いほど明るく手前に見え、光源から離れるほど暗く奥まって観測される。このためメータフード２で表示装置３を覆って外光を遮光することで、より暗く遠くに見える像をも観測することができる。

図２に表示装置３の周辺を含む縦断面図を示す。なおメータ１の背後（内部）は本発明の主旨から逸脱するため、斜線を付して省略している。
表示装置３は、光源３１、ハーフミラー３２、リフレクタ３３からなり、ハーフミラー３２とリフレクタ３３が光源３１を挟んで対向するように構成している。光源３１はメータ１とメータフード２の間におけるメータフード２側である、ハーフミラー３２およびリフレクタ３３の一端側に位置し、光源３１から離れた側となる他端側がメータ１と隣接している。
ハーフミラー３２とリフレクタ３３は、光源３１から離れるほど互いの距離が近づくように構成されている。このため、光源３１から放射された光が、他端側まで到達して損失してしまうことを防止できる。

光源３１で形成される光源像は、リフレクタ３３とハーフミラー３２との間で繰返し反射することで伝播し、ハーフミラー３２に入射する際に光の一部が透過することで、徐々に暗くなっていく。また各光源像（虚像）の距離はこの光の光路長によるため、光源３１から離れて反射回数が多くなるほど、遠方に視認される。このため多重反射像は、ハーフミラー３２に光が照射されるごとに、換言すると、光源３１から離れるほどに、暗く遠方に表示されることとなる。
本発明では表示装置３をメータ１の周囲に配置しているため、多重反射像がメータ１よりも遠方に表示され、車外からメータ１に視線を移すときに、焦点距離が急激に変化することで生じる負荷を緩和することができる。さらにはこのような像が光源３１からの光の進行方向（光軸）に沿って繰返し形成されることで、メータ１の周囲からメータ１へ自然に視線誘導することができる。
以下、各部の詳細について、図２〜３を用いて説明する。

＜光源３１＞
光源３１は、発光源であるＬＥＤ３１ａと、ＬＥＤ３１ａから放射された光を導光し光源像を形成する長尺棒形状の導光体３１ｂにより構成されている。本形態では、点光源であるＬＥＤ３１ａの光を導光体３１ｂによって線状光に変換することができ、ＬＥＤ３１ａを線状に複数配列する場合と比べて省電力化することができる。また図３においては、ＬＥＤ３１ａを導光体３１ｂの一端に１個のみ配置した図を示しているが、２個以上の複数個配置してもよく、また導光体３１ｂの両端に配置してもよい。ＬＥＤを複数個配置することで、発光態様を様々に制御することが可能となる。

ＬＥＤ３１ａは、ＬＥＤ素子が筐体に収容・封止された構造をなし、ＬＥＤ素子から放射された光を筐体内部で反射することで外部に光放射する。筐体により所定方向に反射することで、導光体３１ｂへ効果的に光供給することが出来る。なお図において、ＬＥＤ３１ａへ電力供給する部材や周辺構造などは図示せず省略している。

導光体３１ｂは、長尺の棒形状をなし、ハーフミラー３２とリフレクタ３３の間に位置している。導光体３１ｂはリフレクタ３３と隣接するように位置し、ハーフミラー３２とは離間している。これにより、導光体３１ｂから放射された光がリフレクタ３３に照射されずに他端側まで到達してしまうことを防止でき、光源３１の光を効率的に多重反射像に変換することができる。導光体３１ｂは、その光放射面に光源像を形成するためのパターンが設けられており、該パターンから放射された光がリフレクタ３３とハーフミラー３２との間で多重反射することで、多重反射像が形成される。なおこのパターンは、導光体の光放射面ではなく、光放射面と対向する光反射面に設けてもよく、また導光体内部に埋め込むように構成してもよい。しかしこれらの光源像は、導光体から出射する際に屈折により歪んでしまうため、明瞭な光源像を得るには光放射面にパターンを形成することが好ましい。この場合のパターンとしては、導光体３１ｂの表面にシボや溝状の光取出し形状で構成したり、周囲をマスキングして開口の一部のみから光が放射されるように構成するなどの手段がある。

＜ハーフミラー３２・リフレクタ３３＞
ハーフミラー３２は、平板状で透光性を有する基材と、この上に形成され光透過性と光反射性を兼ね備えた半透鏡層により構成される。透光性基材はポリカ（ＰＣ）やアクリル（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂により形成され、リフレクタ３３と対向する面に半透鏡層が設けられる。透光性基材は半透鏡層のドライバー側表面を覆うため、半透鏡層を引っかきや塵埃などから保護するよう機能する。半透鏡層は金属膜をスパッタ・蒸着やメッキにより形成することで構成される。またこのような方法にかえ、鱗片状金属が添加された塗料を塗布することで半透鏡層を形成してもよい。
上記構成により、表示装置３の非発光時には、半透鏡層が透光性基材を介して視認されるため、表示装置３（ハーフミラー３２）は金属調の光沢を奏する。さらに、半透鏡層よりもドライバー側（観測者側）に位置する透光性基材の表面や透光性基材そのものを、透光性を有する程度に着色することで、例えば漆黒調や黄金調など様々な色調の金属光沢をも表現することができる。

リフレクタ３３は、ハーフミラー３２との間で光源３１を挟んで対向し、光源３１から放射された光を反射する部位が、光源３１から離れるほどハーフミラー３２側へ徐々に近づくように傾斜して設けられる。リフレクタ３３は、基材表面に鏡面層が形成されることで構成され、鏡面層は金属膜をスパッタ・蒸着やメッキにより形成することで構成される。上述のハーフミラー３２と同様、鱗片状金属箔をフィラーとして含有する塗料を塗布することで構成してもよいが、この場合の鏡面層は、鱗片状金属箔により凹凸形状になりやすく、光を拡散反射してしまう恐れがある。光が拡散反射されると、この光により形成される多重反射像がぼやけたものとなるため、明瞭な多重反射像を得るには不適切となる。

また図２において、リフレクタ３３の縦断面形状を平板状に傾斜した形態を示したが、ハーフミラー３２に向かって凸状に湾曲させてもよく、または凹状にくぼむよう湾曲させても良い。これにより形成される多重反射像は、凸状に湾曲させる場合、凹状に湾曲させた場合と比べ、光源３１から離れるほど各光源像の間隔が互いに離間していくように表現できる。このため、リフレクタ３３を凸状に湾曲させた場合、より遠方まで多重反射像があるよう表現でき、これに隣接するメータ１までもがより遠方にあるかのように錯覚させることができ、強いては、ドライバー（観測者）の目への負荷をさらに低減させることができうる。

以上の構成により、本発明の表示装置３によれば、メータ１など計器本来の視認性を保ちつつも多重反射により立体感や奥行き感を表現でき、さらには安価な構成でドライバーの目への負担を低減させることができる。
さらに、表示装置３を以下のように構成することで、上記効果をさらに高め、さらには別の効果をも得ることができる。

表示装置３（ハーフミラー３２）は金属調の光沢を奏するため、本発明の表示装置３は、メータ１の周囲を例えば金属調に加飾するメータリングの代替品として用いることができる。この場合、表示装置３はメータ１の上部ではなく、メータ１の周囲を取囲むようメータ１の外周に沿って、例えばリング状に構成することが好ましい。このように構成することで、既存のメータリングと置き換えが可能となるため、メータリングが配置されていたスペースをも表示装置３の配置スペースに出来、メータ１周囲を従来同様の大きさで構成することができる。

また、表示装置３の多重反射像の発光色を、メータ１の発光色と異ならせることで、メータ１の視認性を損ねることなく、多重反射像を表現することが可能となる。好ましくは、メータ１を構成する指針および文字盤の自体の発光色や、これらを照明する光源がある場合には該光源の照明色など、メータ１を構成する全ての発光色・照明色と異なる色とすることが望ましい。このようにすることで、多重反射像をメータ１で表示される各種情報と誤認する恐れがなくなる。さらには、単に異なる色とするのではなく、特に重要な情報となる指針や文字盤の発光色の補色（反対色）とすることで、上述の効果をより高めることが可能となる。
多重反射像の色は、発光源であるＬＥＤを変更することで、部品点数を増加させることなく容易に変更できる。これ以外の手法としては、前述のハーフミラー３２を構成する部材に着色したり、光源３１の光放出面にカラーフィルタなどの色変換部材を配置したりすることが例示できる。

上述の例では、ハーフミラー３２とリフレクタ３３とを別部材にて互いに中空状態に離間させた例を示したが、例えば導光体を利用し、この両面にハーフミラーとリフレクタを形成することで構成しても良い。この場合の縦断面図を図４に示す。
板状の導光体３４は、その一面が、光源３１に沿って対向する入射面３４１とされ、入射面３４１に連続して互いに両面で対向する２面が出射面３４２・反射面３４３である。出射面３４２と反射面３４３には、上述同様の製法により、ハーフミラー３２とリフレクタ３３が設けられている。光源３１から放射された光は、この間を繰返し反射しながら、入射面３４１と対向する他端面３４４へ向かって導光体３４内を導光していく。
先の図２の例においてはハーフミラー３２がメータ１の文字板と平坦なものを示したが、本例においては他端面３４４が露出するよう、ハーフミラー３２が形成された出射面３４２がドライバー側に突出し、メータ１の文字板との間で段差状となるよう構成している。この他端面３４４が露出し、メータ１に対向するよう配置していることで、他端面３４４にまで到達した光を、メータ１の照明光として利用（矢印にて図示）することが出来る。このことは、本例のよう導光体３４を用いずとも構成できることは明らかであり、ハーフミラー３２とリフレクタ３３との間に隙間を設け、この隙間から光が放射されるようにさえすれば良い。また他端面３４４は、光を透過するよう透光性を有していれば良く、出射面３４２と同様のハーフミラーを設けても良い。この場合、非発光時には金属調の部材がメータ１から突出して別体として設けられているかのように見えることから、メータリングの代替としても、より好適に用いることができる。

本発明は、車両用のメータ周辺に特に好適に用いることができる。またメータ周辺に限らず、運転中の視線移動による目の負荷を低減する目的において、運転中に注視する必要がある車内外の様々な部位に適用できる。

１ メータ ２ メータフード ３ 表示装置
３１ 光源 ３１ａ ＬＥＤ ３１ｂ 導光体
３２ ハーフミラー ３３ リフレクタ ３４ 導光体
３４１ 入斜面 ３４２ 出射面 ３４３ 反射面
３４４ 他端面

Claims (6)

1. 車両用のメータ周辺に設けられる表示装置であって、
   ハーフミラーとリフレクタとが光源を挟んで対向して位置し、
   前記光源から放射され前記ハーフミラーと前記リフレクタとの間で反射した光の一部が前記ハーフミラーを透過することで、多重反射による光源像をメータよりも遠方に表示し、
   前記表示装置は、視認者の視界中において、メータとフロントウインドの間に位置することを特徴とする表示装置。
2. 前記表示装置はメータ上部に位置することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示装置はメータ外周に沿って設けられ、非発光時は前記ハーフミラーにより金属光沢を奏することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記光源は、前記ハーフミラーと前記リフレクタとで構成される表示部の一端に位置し、前記表示部の他端側はメータ側に配置される、請求項１〜３いずれかに記載の表示装置。
5. 前記光源は、ＬＥＤと導光体とを有し、前記光源像は該導光体に設けられた意匠像を多重反射することで形成される、請求項１〜４いずれかに記載の表示装置。
6. 前記光源は、前記メータの発光色とは異なる色で発光する請求項１〜５いずれかに記載の表示装置。

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