JP2016182898A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載性と視認性とを両立する車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両のインストルメントパネル１に搭載され、インストルメントパネル１よりも上部に位置するコンバイナ４０を利用して画像を表示する車両用表示装置１００は、インストルメントパネル１に位置し、視認側に向きを固定されて表示を行なう固定表示部１０と、画像として光を射出する射出面２２を有すると共に、回転可能に形成される画像パネル２０とを備える。画像パネル２０は、固定表示部１０よりも視認側に重なって位置すると共に、視認側を射出面２２の向きとし、視認側に対して画像を実像表示する第１姿勢と、第１姿勢からの回転により、コンバイナ４０に向かう方向を射出面２２の向きとし、コンバイナ４０を介して視認側に対して画像を虚像表示する第２姿勢Ｐ２とをとる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のインストルメントパネルに搭載され、投影部材を利用して画像を表示する車両用表示装置に関する。

従来、車両のインストルメントパネルに搭載され、投影部材を利用して画像を表示する車両用表示装置が知られている。特許文献１の車両用表示装置は、インストルメントパネルに位置し、視認側に向きを固定されて表示を行なう固定表示部として、指針による表示を行なうようになっている。そして、像源から画像の光が入射し得る電動可倒ミラーの向きを変える。これにより、固定表示部とは重ならずにずれた位置のマルチ表示スクリーンから視認側に対して画像を表示したり、インストルメントパネルよりも上部に位置する投影部材としてのウインドシールドを介して画像を虚像表示するようになっている。

特開平６−２５５３９８号公報

特許文献１では、投影部材を介しての虚像表示がインストルメントパネルよりも上部になされるので、視認者が視認する前景と表示との間の視線移動負荷が軽減され、視認性を高めている。その反面、像源とは別個の電動可倒ミラーの体格によって、装置が大型化してしまう。また、固定表示部とマルチ表示スクリーンとが互いに重ならずにずれた位置であるため、マルチ表示スクリーンの分、装置の視認側の表面積が大きくなってしまう。これらの原因により、車両への搭載性を十分に向上させることが困難であった。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、搭載性と視認性とを両立する車両用表示装置を提供することにある。

本発明は、車両のインストルメントパネル（１）に搭載され、インストルメントパネルよりも上部（４）に位置する投影部材（４０）を利用して画像を表示する車両用表示装置であって、
インストルメントパネルに位置し、視認側に向きを固定されて表示を行なう固定表示部（１０）と、
画像として光を射出する射出面（２２）を有すると共に、回転可能に形成される画像パネル（２０）とを備え、
画像パネルは、
固定表示部よりも視認側に重なって位置すると共に、視認側を射出面の向きとし、視認側に対して画像を実像表示する第１姿勢（Ｐ１）と、
第１姿勢からの回転により、投影部材に向かう方向を射出面の向きとし、投影部材を介して視認側に対して画像を虚像表示する第２姿勢（Ｐ２）とをとることを特徴とする。

このような発明によると、視認側を射出面の向きとし、視認側に対して画像を実像表示する第１姿勢をとる画像パネルは、固定表示部よりも視認側に重なって位置する。このような位置により、装置の視認側の表面積を抑制でき、搭載性を向上することができる。そして、回転軸が画像パネルを回転させることによる第２姿勢では、投影部材に向かう方向を射出面の向きとする。インストルメントパネルよりも上部に位置する当該投影部材を介して、視認側に対して画像が虚像表示される。すなわち、画像パネル自体に方向変換機能を持たせることで実現される虚像表示により、装置の大型化を抑制しながら、視認者の視線移動負荷が軽減できる。したがって、搭載性と視認性とを両立する車両用表示装置を提供することができる。

なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。

一実施形態における車両用表示装置を示す斜視図であって、画像パネルが第１姿勢をとる場合を示す図である。 一実施形態における車両用表示装置を示す斜視図であって、画像パネルが第２姿勢をとる場合を示す図である。 一実施形態における車両用表示装置を示す断面図であって、画像パネルが第１姿勢をとる場合を示す図である。 一実施形態における車両用表示装置を示す断面図であって、画像パネルが第２姿勢をとる場合を示す図である。 一実施形態における車両用表示装置の概略的な構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態における車両用表示装置１００は、図１，２に示すように、車両のインストルメントパネル１に搭載され、固定表示部１０と画像パネル２０とが協働して、視認側に対して表示を行なう。表示される情報としては、例えば車両の速度、エンジン回転数、燃料残量、エンジン冷却水の水温、電動モータの電流値、シフトチェンジ、オド・トリップメータ等の車両の状態量、あるいは、例えば警報、道路情報、視界補助情報、電子メール等の各種情報が挙げられる。

車両用表示装置１００が搭載されるインストルメントパネル１よりも上部４には、車両のウインドシールド２が設置されている。ウインドシールド２は、透光性のガラスないしは合成樹脂により形成されており、車両の座席に着席する視認者（例えば運転者）は、当該ウインドシールド２を通して道路及び道路標識等を含む前景を視認すると共に、前景からの視線移動によって車両用表示装置１００を視認することとなる。

ここで、上部４とは、車両が平地を走行するとき又は平地に停止するときに、重力が生ずる方向とは反対側を上方としたとき、車両においてインストルメントパネル１よりも上方となる範囲を意味する。図１において、上部４の範囲が大雑把に示されている。他の図面では、上部４の範囲の図示を省略する。

このような車両用表示装置１００の構成を、図３〜５も用いて、以下に詳細に説明する。車両用表示装置１００は、ケーシング５０、固定表示部１０、画像パネル２０、回転機構３０、コンバイナ４０、及び制御部６０を備えている。なお、図５は、概略的な構成を示すものであり、各要素の形状及び位置関係を厳密に示すものではない。

ケーシング５０は、図１〜４に示すように、インストルメントパネル１中に位置し、画像パネル２０が回転する回転空間６を中空状に形成する箱状を呈している。ケーシング５０のうち視認側は、透光性の合成樹脂ないしはガラス等からなる透明板５２を形成している。また、ケーシング５０は、インストルメントパネル１と共に、上部に開口する開口部８を形成している。

固定表示部１０は、図１〜５に示すように、ケーシング５０内に収容されることでインストルメントパネル１に位置し、表示板１２、及び指針１６ａ，１６ｂを有している。表示板１２は、一般的に文字板とも呼ばれており、例えば透光性樹脂の板状基材に透光性の印刷層又は遮光性の印刷層が形成された平板状を呈している。表示板１２は、視認側における表示面１２ａの向きをインストルメントパネル１に対して固定して配置されている。そして、透光性の印刷層が目盛及び文字の形状をなすことで、各指標１２ｂが形成されている。各指標１２ｂは、視認側とは反対側である背面側から指標用バックライト部１４（図５を参照）を用いて照明されることで、点灯表示されるようになっている。

各指針１６ａ〜ｂは、表示板１２よりも視認側において配置される針状部材である。本実施形態の指針１６ａ〜ｂは、互いに左右に並んで配置されている。表示板１２よりも背面側に設けられ、制御部６０により制御される指針用ステッピングモータ１８ａ，１８ｂ（図５を参照）の駆動により、各指針１６ａ〜ｂは、表示板１２を貫通して設けられる回転軸１７ａ，１７ｂの周りに回動するようになっている。各指針１６ａ〜ｂの先端が点灯表示された指標１２ｂを指示することにより、固定表示部１０は、視認側に向きを固定されて表示を行なうことが可能となっている。

図１〜５に示す画像パネル２０は、画像として光を射出する射出面２２を有する液晶パネルである。特に本実施形態では、画像パネル２０として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用い、射出面２２に沿った２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用されている。画像パネル２０には、光源（例えば発光ダイオード）及び導光板を有する内臓バックライトが射出面２２の裏側に内蔵されている。制御部６０により内臓バックライトからの光の透過率が液晶画素毎に制御されることで、画像パネル２０は、射出面２２を通じて、画像として光を射出することが可能となっている。

また、画像パネル２０は、特に図５に示すように、その一辺の縁部に回転軸２４を有している。回転軸２４は、固定表示部１０の上端部の近傍に配置され、両端をケーシング５０に回転可能に保持されている。そして、画像パネル２０は、回転機構３０の駆動によって回転軸２４まわりに回転可能となっている。

回転機構３０は、図５に示すように、回転用ステッピングモータ３２、伝達ギア部３４を有している。制御部６０の制御により回転用ステッピングモータ３２のモータ軸が回転すると、伝達ギア部３４を通じて画像パネル２０の回転軸２４が回転させられる。また、伝達ギア部３４は、モータ軸の回転を、画像パネル２０の回転軸２４へ伝達するよりも減速した上で、コンバイナ４０の回転軸４６にも同時に伝達するようになっている。

コンバイナ４０は、図１〜５に示すように、当該コンバイナ４０に入射する光を鏡面反射する反射部４２と、当該コンバイナ４０に入射する光の透過を規制する透過規制部４４とを積層した板状に形成されている。反射部４２は、例えば半透光性の合成樹脂ないしはガラス等により形成されている。反射部４２のうち露出する側には、滑らかな平面状の反射面４２ａが形成されている。例えば透過規制部４４は、インストルメントパネル１と質感を合わせるため、合成樹脂からなる板状基材にレザーを貼り合わせて形成されている。

また、コンバイナ４０は、特に図５に示すように、その一辺の縁部に回転軸４６を有している。コンバイナ４０の回転軸２４は、画像パネル２０の回転軸４６の近傍において、互いに実質平行に延伸するように配置され、その両端をケーシング５０に回転可能に保持されている。

図５に示す制御部６０は、ＣＰＵ及びメモリ等からなる電子回路を主体として構成されている。ＣＰＵは、メモリに記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、各種処理を実施可能となっている。

制御部６０は、車両のＥＣＵ等と通信可能となっており、車両の速度、並びにその他の車両の状態量及び各種情報を取得可能となっている。また、制御部６０は、固定表示部１０、画像パネル２０、回転機構３０と電気的に接続されている。これにより制御部６０は、固定表示部１０の表示、及び画像パネル２０の表示を制御すると共に、回転機構３０を介して、コンバイナ４０及び画像パネル２０の姿勢を制御するようになっている。ここで、コンバイナ４０及び画像パネル２０は、第１姿勢Ｐ１及び第２姿勢Ｐ２をとるようになっている。

図１，３に示すように、第１姿勢Ｐ１をとるコンバイナ４０は、開口部８を塞いでいる。コンバイナ４０のうち透過規制部４４は、上部４に向かって露出し、また反射部４２は、回転空間６側を向いている。

第１姿勢Ｐ１をとる画像パネル２０は、固定表示部１０よりも視認側において固定表示部１０と重なって位置している。これと共に、画像パネル２０は、視認側を射出面２２の向きとしている。特に図３に示すように、第１姿勢Ｐ１の画像パネル２０は、コンバイナ４０とは９０°以上異なる向きを向いている（本実施形態では９０°）。射出面２２からの光が透明板５２を透過することで、画像パネル２０は、視認側に対して画像を実像表示するようになっている。一方、固定表示部１０は、画像パネル２０にその表示面１２ａの全面を覆い隠されることで、視認されない状態となっている。

このような第１姿勢Ｐ１の画像パネル２０は、回転軸２４まわりのコンバイナ４０側に例えば９０°回転することで、第２姿勢Ｐ２をとるようになる。第１姿勢Ｐ１のコンバイナ４０は、画像パネル２０の回転と連動し、画像パネル２０の回転角度よりも小さい回転角度（本実施形態では４５°）分、回転軸４６まわりの画像パネル２０とは反対側に回転することで、第２姿勢Ｐ２をとるようになる。なお、画像パネル２０及びコンバイナ４０の回転は、可逆である。

図２，４に示すように、第２姿勢Ｐ２をとるコンバイナ４０は、反射部４２がインストルメントパネル１よりも上部４に位置する姿勢として、当該反射面４２ａが画像パネル２０と視認側との間を向いて傾斜した状態を形成する。このようなコンバイナ４０は、射出面２２からの光が投影される投影部材として利用される。

第２姿勢Ｐ２をとる画像パネル２０は、開口部８を塞いでいる。これと共に、画像パネル２０は、コンバイナ４０の反射部４２に向かう方向を射出面２２の向きとしている。より詳細には、特に図４に示すように、上述の回転によって、コンバイナ４０の反射面４２ａと画像パネル２０の射出面２２とは、９０°未満である対向角度（本実施形態では４５°）を互いになして対向する位置関係となっている。射出面２２からの光が反射面４２ａに反射されることで、画像パネル２０は、コンバイナ４０を介して視認側に対して画像を虚像表示するようになっている。ここで、透過規制部４４により、視認側への前景の透過は規制される。一方、固定表示部１０は、画像パネル２０と重ならないので、視認側に対して実像表示を行なうことができるようになる。

なお、図３において、画像パネルの表示における光の方向を、図４において、固定表示部及び画像パネルの表示における光の方向を、それぞれ破線の矢印で模式的に示した。

制御部６０は、所定の条件によって第１姿勢Ｐ１及び第２姿勢Ｐ２を切り換える。所定の条件として、例えば車両の速度が設定速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上である場合、画像パネル２０が第２姿勢Ｐ２をとり、当該設定速度未満である場合、画像パネル２０が第１姿勢Ｐ１をとるようにする。また、視認者の手動操作を所定の条件としてもよい。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作用効果を以下に説明する。

本実施形態によると、視認側を射出面２２の向きとし、視認側に対して画像を実像表示する第１姿勢Ｐ１をとる画像パネル２０は、固定表示部１０よりも視認側に重なって位置する。このような位置により、装置１００の視認側の表面積を抑制でき、搭載性を向上することができる。そして、回転軸２４が画像パネル２０を回転させることによる第２姿勢Ｐ２では、投影部材としてのコンバイナ４０に向かう方向を射出面２２の向きとする。インストルメントパネル１よりも上部４に位置するコンバイナ４０を介して、視認側に対して画像が虚像表示される。すなわち、画像パネル２０自体に方向変換機能を持たせることで実現される虚像表示により、装置１００の大型化を抑制しながら、視認者の視線移動負荷が軽減できる。したがって、搭載性と視認性とを両立する車両用表示装置１００を提供することができる。

また、本実施形態によると、車両用表示装置１００は、投影部材として、第２姿勢Ｐ２の射出面２２からの光を反射すると共に、視認側への背景の透過を規制するコンバイナ４０を備える。このようなコンバイナ４０により、背景が規制されつつ画像パネル２０からの画像が虚像表示されるので、虚像表示のコントラストが高まり、視認性が向上する。

また、本実施形態によると、インストルメントパネル１は、上部に開口する開口部８を形成し、コンバイナ４０は、画像パネル２０と連動し、第１姿勢Ｐ１において、開口部８を塞ぎ、画像パネル２０は、第２姿勢Ｐ２において、開口部８を塞ぐ。開口部８が第１姿勢Ｐ１のコンバイナ４０及び第２姿勢Ｐ２の画像パネル２０にそれぞれ塞がれることにより、装置１００内部に埃等の異物が意図せず浸入することを抑制することができる。すわなち、異物が固定表示部１０の表示や第１姿勢Ｐ１の画像パネル２０による実像表示を阻害することを抑制することができるので、視認性が向上する。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に、変形例１としては、車両用表示装置１００は、投影部材として、コンバイナ４０の代わりに車両のウインドシールド２を利用して画像を表示するものであってもよい。

変形例２としては、コンバイナ４０は、透過規制部４４を有さずに、全体を透明な反射部４２により形成されることで、視認側への前景の透過を規制しないものであってもよい。また、コンバイナ４０は、透過規制部４４を有さずに、全体をスモーク調に着色された合成樹脂ないしはガラス等により形成された反射部４２を用いて、視認側への前景の透過を規制するものであってもよい。

変形例３としては、コンバイナ４０は、第１姿勢Ｐ１において、開口部８を塞がなくてもよい。また、画像パネル２０は、第２姿勢Ｐ２において、開口部８を塞がなくてもよい。

変形例４としては、コンバイナ４０は、画像パネル２０と連動せずに、常時インストルメントパネル１よりも上部４に位置するものであってもよい。

変形例５としては、固定表示部１０として、液晶パネルないしは有機ＥＬパネル等の画像表示ユニットが採用されていてもよい。

変形例６としては、画像パネル２０として、透過型有機ＥＬパネルが採用されていてもよい。これによれば、画像パネル２０が、第１姿勢Ｐ１において、固定表示部１０よりも視認側に重なって位置していても、固定表示部１０は、画像パネル２０を透過して実像表示を行なうことができる。

１ インストルメントパネル、４ 上部、８ 開口部、１０ 固定表示部、２０ 画像パネル、２２ 射出面、４０ コンバイナ（投影部材）

Claims (3)

1. 車両のインストルメントパネル（１）に搭載され、前記インストルメントパネルよりも上部（４）に位置する投影部材（４０）を利用して画像を表示する車両用表示装置であって、
   前記インストルメントパネルに位置し、視認側に向きを固定されて表示を行なう固定表示部（１０）と、
   前記画像として光を射出する射出面（２２）を有すると共に、回転可能に形成される画像パネル（２０）とを備え、
   前記画像パネルは、
   前記固定表示部よりも視認側に重なって位置すると共に、視認側を前記射出面の向きとし、視認側に対して前記画像を実像表示する第１姿勢（Ｐ１）と、
   前記第１姿勢からの回転により、前記投影部材に向かう方向を前記射出面の向きとし、前記投影部材を介して視認側に対して前記画像を虚像表示する第２姿勢（Ｐ２）とをとることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記投影部材として、前記第２姿勢の前記射出面からの光を反射すると共に、視認側への前景の透過を規制するコンバイナを備え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. 前記インストルメントパネルは、前記上部に開口する開口部（８）を形成し、
   前記コンバイナは、前記画像パネルと連動し、前記第１姿勢において、前記開口部を塞ぎ、
   前記画像パネルは、前記第２姿勢において、前記開口部を塞ぐことを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。

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