JP2017049420A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の内装に関するデザインの自由度を向上させながらも、必要な情報の視認性を向上させることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】光を発する光源１０と、光源１０から入光した光を導く導光板１１とを備え、導光板１１は、入光した光を出射する出射面１３と、入光した光の進路を出射面１３側へ変更し、外部の収束点若しくは収束線に収束する方向、又は外部の収束点若しくは収束線から発散する方向へ出射して外部に結像させる複数の光収束部１５とを有する表示装置１を、車両２の内装部材として搭載する。そして、表示装置１は、例えば、ダッシュボード２０上に、各種警告表示等の様々な表示を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、車両等の乗り物の内装部材として像を表示する表示装置に関する。
乗用車等の車両には、車両の状態を知らせるための各種警告灯がインパネ（インストルメントパネル）に配置されている。配置された警告灯により警告される内容は、重要な情報であるにも関わらず、表示が小さい、見にくい位置に配置されている等の理由により、視認し難いという問題がある。
例えば、特許文献１は、個別に表示可能な複数の表示項目の全てが一覧状に配置された警告表示器と、複数の表示項目の詳細を表示可能なマルチ表示器とを備え、マルチ表示器に警告表示項目を表示させる際、対応する警告表示器の該当表示項目を表示させる車両用表示装置を開示している。
特開２００６−２１４７５７号公報
しかしながら、インパネに表示される警告灯等の表示内容は、種類が多いため、インパネをデザインする上で、個々の警告灯等の表示は、視認し難いような大きさ及び配置となる場合がある。このことは、視認し易いように警告灯等の大きさ及び配置を決定すると、インパネをデザインする上での制約となるという問題に繋がる。特許文献１では、詳細を表示可能なマルチ表示器を備えているものの、複数の表示項目の全てを一覧状に配置した警告表示器を用いるため、インパネをデザインする上での制約についての問題を解決し切れていない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、内装部材として、光路を変更して外部に結像させる導光部材を備えることにより、インパネ等の他の部材のデザイン上の制約を軽減しながらも、視認性を向上させることが可能な表示装置の提供を目的とする。
上述した問題を解決するため、本願記載の表示装置は、車両の内装部材として搭載され、車両内に像を表示する表示装置であって、光を発する光源と、前記光源から入光した光を導く導光部材とを備え、前記導光部材は、入光した光を出射する出射面と、入光した光の光路を出射面側へ変更し、自部材の外部の収束点若しくは収束線に収束する方向、又は自部材の外部の収束点若しくは収束線から発散する方向へ出射して自部材の外部に結像させる複数の光収束部とを有することを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記光収束部は、出射面と斜交又は直交する仮想面に沿って結像させることを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記導光部材は、出射面を上方に向けてダッシュボード上部に配設可能であり、前記光収束部は、配設されたダッシュボード上に結像させることを特徴とする。
また、本願記載のる表示装置は、前記導光部材は、出射面を車内側に向けて車両のガラス面に配設可能であることを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記導光部材は、内装部材であるグローブボックス、センターコンソール、アームレスト、ドアトリム、コンテナトリム及び前部座席のうちの少なくとも一に配設可能であることを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記光収束部は、運転席から視認可能な位置に結像させることを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記光収束部は、運転席より後方の座席から視認可能な位置に結像させることを特徴とする。
また、本願記載の表示装置は、前記光収束部は、車両の状態に関する表示、搭乗に関する表示及び車両の運転に関する表示のうちの少なくとも一を示す像が表示されるように結像させることを特徴とする。
さらに、本願記載の表示装置は、乗り物に搭載され、内部に像を表示する表示装置であって、光を発する光源と、前記光源から入光した光を導く導光部材とを備え、前記導光部材は、入光した光を出射する出射面と、入光した光の光路を出射面側へ変更し、自部材の外部の収束点若しくは収束線に収束する方向、又は自部材の外部の収束点若しくは収束線から発散する方向へ出射して自部材の外部に結像させる複数の光収束部とを有することを特徴とするる。
本願記載の表示装置は、乗用車等の乗り物内に、結像させた像を表示することが可能である。
本発明は、内装部材として搭載され、光源及び導光部材を備え、導光部材は、光源から入光した光を外部に結像させる。これにより、各種警告灯等の表示内容を装置外部、例えば、ダッシュボード上の空間に表示させることができる。従って、他の内装部材のデザイン、例えば、インパネのデザインの制約を大きく受けること無く、また他の部材のデザイン上の制約を軽減しながらも、視認し易い表示が可能となる等、優れた効果を奏する。
本発明に係る表示装置を、空間上に形成される像と共に概略的に示す説明図である。 本発明に係る表示装置の断面及び光路の概略を模式的に示す概念図である。 本発明に係る表示装置の断面及び光路の概略を模式的に示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置を内装部材として搭載した車両内の運転席付近を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置を内装部材として搭載した車両の運転席付近の断面及び運転者の概略を模式的に示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置の出射面と形成される像との関係を模式的に示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置を内装部材として搭載した車両内の運転席近傍を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置を内装部材として搭載した車両の運転席付近の断面及び運転者の概略を模式的に示す概念図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置を内装部材として搭載した車両内の後部座席近傍を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
本発明に係る表示装置は、乗り物、例えば、乗用車等の車両内の空間に光を収束させて像を形成することができる。先ず、空間上に像を形成する原理について説明する。図１は、本発明に係る表示装置を、空間上に形成される像と共に概略的に示す説明図である。なお、分かり易く説明することを目的として、説明に用いる図は、概略的、かつ模式的に示している。また、説明に用いる図は、各部材の縦横比、部材間の大きさの比等も含め実際のスケール比で描かれていない場合がある。
表示装置１は、光を発する光源１０と、光源１０から入光した光を導く導光板（導光部材）１１とを備えている。光源１０は、ＬＥＤ等の発光素子を用いて構成されており、発光により導光板１１へ光を出射する。導光板１１は、透明で屈折率が高いポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）等の樹脂材料、ガラス等の無機材料等の材料を用いて、可撓性を有する薄膜状、硬質の板状等の長方形の面状に形成されている。ここでいう面状とは、図１に例示するように、二次元に広がる面方向（ＸＹ面）に比べ、その方向に直交する厚さ方向（Ｚ軸方向）の長さ（厚み）が小さい形状を示す。即ち、導光板１１は、直方体状に形成されているが、二次元に広がる面状となる長手方向（Ｘ軸方向）及び短手方向（Ｙ軸方向）に比べて、厚み方向（Ｚ軸方向）の長さが小さい形状となっている。
導光板１１の長手方向の一端側の面、即ち、長方形の短辺及び厚み方向の辺により構成される面のうちの一方は、光源１０が取り付けられた入光端面１２となっており、光源１０から出射された光が入光する。導光板１１は、入光端面１２から導光板１１内に入光した光を、面状に広げて導く。また、面状をなす導光板１１は、光源１０から入光した光を出射する出射面１３と、出射面１３に相対する反対側の背面１４とを有する。
なお、以降の説明において、必要に応じてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の右手系の直交座標系を用いる。Ｘ軸は、導光板１１の短手方向、即ち、長方形の短辺方向である。Ｙ軸は、導光板１１の長手方向、即ち、長方形の長辺方向であり、入光端面１２側から相対する端面への方向を正方向とする。Ｚ軸は、導光板１１の厚み方向であり、背面１４から出射面１３への方向を正方向とする。なお、導光板１１を折り曲げて使用する等、平面的な使用ではない場合、出射面１３の主要部分を含む面又はその面に近似される面を基準にＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を用いるものとする。
導光板１１の背面１４には、図中、光収束部１５ａ，１５ｂ，…，１５ｇとして示す複数の光収束部１５が形成されている。各光収束部１５は、入光端面１２から入光した光の進路、即ち光路を出射面１３側へ変更する部位である。ここでは光収束部１５として、入光端面１２から入光した光を反射する反射面１５０（図２の１５０ｘ，１５０ｙ、図３の１５０ｘ１，１５０ｘ２，１５０ｘ３参照）等の光学面を導光板１１内に形成した形態を示しており、例えば、背面１４に斜交する切り欠きを形成することにより、切り欠きによる斜面が反射面１５０として機能する。光収束部１５の反射面１５０はＸ軸方向に実質的に連続して形成されている。具体的には、複数の光収束部１５ａ，１５ａ，…は、線１６ａに沿って形成され、複数の光収束部１５ｂ，１５ｂ，…は、線１６ｂに沿って形成されている。同様にして、複数の光収束部１５ｃ，１５ｄ，…，１５ｇは、線１６ｃ，１６ｄ，…，線１６ｇにそれぞれ沿って形成されている。ここで、線１６（線１６ａ，１６ｂ，…，１６ｇ）は、背面１４においてＸ軸に略平行に延びる仮想上の直線である。任意の光収束部１５，１５，…は、Ｘ軸に略平行な直線１６に沿って実質的に連続的に形成されており、導光板１１内に入光した光は、Ｘ軸方向に並ぶ各光収束部１５，１５，…へと導かれる。
光収束部１５は、光路を変更する反射面１５０等の構成を有しており、光収束部１５の反射面１５０に入光した光の進路を変更し、出射面１３から出射して各光収束部１５にそれぞれ対応する収束点Ｐに実質的に収束させる。図１では、光収束部１５の一部として、光収束部１５ａ，１５ｂ，…，１５ｇを例示しており、光収束部１５ａ，１５ｂ，…，１５ｇのそれぞれにおいて、光収束部１５ａ，１５ｂ，…，１５ｇのそれぞれにて光路を変更された複数の光線が収束点Ｐａ，Ｐｂ，…，Ｐｇにそれぞれ収束する様子が示されている。そして、各光収束部１５が各収束点Ｐに光線を収束させて結像することにより、像１７が形成される。
具体的には、線１６ａ，１６ｂ，…のうちの任意の線１６上の複数の光収束部１５は、像１７上の収束点Ｐに対応する。任意の線１６上の複数の光収束部１５の各位置からの光線は、例えば、各反射面１５０等の光学面での反射によりそれぞれ光路が変更され出射面１３から出射して収束点Ｐに収束する。従って、複数の光収束部１５からの光の波面は、収束点Ｐから発するような光の波面となる。例えば、線１６ａ上の複数の光収束部１５ａは、像１７上の収束点Ｐａに対応する。線１６ａ上の複数の光収束部１５ａへそれぞれ導かれる光線は、各光収束部１５ａにて光路が変更され出射面１３から出射して収束点Ｐａに収束する。他の線１６上の複数の光収束部１５にて反射される光も同様に収束点Ｐに収束する。これにより、任意の光収束部１５によって、対応する収束点Ｐから光が発するような光の波面を提供できる。各光収束部１５が対応する収束点Ｐは互いに異なり、光収束部１５にそれぞれ対応する複数の収束点Ｐの集まりによって、空間上に認識される像１７が形成される。このようにして、表示装置１は空間上に立体像として像１７を投影する。なお、図１に例示した像１７は、線で描かれる立体像であり、像１７を描く線は、光収束部１５にそれぞれ対応する複数の収束点Ｐの集まりによって形成される。
表示装置１は、出射面１３から出射する光を結像することにより、立体像としての像１７を形成する。像１７は、視認者によって空間上に認識される立体像である。なお、本願において説明する立体像とは、表示装置１の外部で出射面１３とは異なる位置にあるように認識される像１７をいう。立体像は、三次元像だけでなく、例えば、表示装置１の出射面１３から離れた位置に認識される二次元像をも含む。即ち、本願でいう立体像とは、立体的な形状として認識される像１７だけでなく、表示装置１の出射面１３上とは異なる位置に認識される二次元の形状の像１７も含む概念であり、表示装置１の導光板１１から飛び出した様に視認される像１７を示している。
導光板１１によって導かれている光は、導光板１１内の各位置と光源１０とを結ぶ方向に指向性を有し、導光板１１内の各位置と光源１０とを結ぶ方向に直交する広がりを有しない。光収束部１５が光源１０から離れた位置に設けられている場合、導光板１１によって導かれている光は、光収束部１５が設けられた位置において、概ねＹ軸方向に指向性を有し、Ｘ軸方向に広がりを有しない。従って、例えば収束点Ｐを含みＸＺ平面に平行な面では、光収束部１５からの光は実質的に１つの収束点Ｐに収束する。
なお、光収束部１５に入光する光にＺ軸方向に広がりがある場合、光収束部１５からの光は、空間上の収束点Ｐを含む、Ｙ軸に沿う収束線上に収束する。しかしながら、実施形態を分かり易く説明することを目的として、適宜、ＸＺ面内における光の収束に注目し、光収束部１５からの光が収束点Ｐに収束するとして説明する。
図２及び図３は、本発明に係る表示装置１の断面及び光路の概略を模式的に示す概念図である。図２は、ＹＺ面に平行な断面を示しており、図３は、ＸＺ面に平行な断面を観察者によって視認される像１７と共に示している。図２及び図３は、導光板１１の出射面１３側（Ｚ軸正方向）だけで無く、背面１４側（Ｚ軸負方向）にも広がる矢印を模した像１７を形成する例について説明する。図２及び図３に示す例では、矢印を模した像１７は、矢印の前部が出射面１３側から飛び出し、矢印の後部が背面１４側から飛び出しているように視認される。
図２に示すように、光源１０は、導光板１１の入光端面１２に取り付けられており、また、入光端面１２と、出射面１３とは略直交している。また出射面１３に相対する面は背面１４となっており、背面１４も入光端面１２と略直交している。背面１４は、出射面１３に略平行で平坦な面と、光収束部１５（１５ｘ，１５ｙ）の反射面１５０（１５０ｘ，１５０ｙ）を形成する傾斜した面とを備えている。背面１４の平坦な面は、出射面１３と共に、入光端面１２から導光板１１内に入光した光を双方で全反射させながら導き、導光板１１内の光を面状に広げる機能を有している。光収束部１５の傾斜した反射面１５０は、導光板１１内に入光した光を反射させ、出射面１３側へ光路を変更させる。
即ち、光源１０から発せられ、入光端面１２から導光板１１内に入光した光は、出射面１３及び背面１４の間で全反射を繰り返しながら、導光板１１内に閉じ込められた状態で導かれ面状に伝搬する。また、導光板１１内で伝搬する光が光収束部１５を形成する反射面１５０のいずれかに達した場合、反射面１５０で反射され、光は出射面１３から外部へ出射される。
図２及び図３に示すように、一の線１６上に位置する複数の光収束部１５ｘ（光収束部１５ｘ１，１５ｘ２，１５ｘ３，…）は、それぞれ反射面１５０ｘ１，１５０ｘ２，１５０ｘ３，…を含む。一の線１６上に位置する複数の光収束部１５ｘのそれぞれの反射面１５０ｘ１，１５０ｘ２，１５０ｘ３，…は、出射面１３側の収束点Ｐ１に収束する方向へ向けて出射面１３側へ光を反射させる。また、他の線１６上に位置する複数の光収束部１５ｙ（光収束部１５ｙ１，１５ｙ２，１５ｙ３，…）は、それぞれ反射面１５０ｙ１，１５０ｙ２，１５０ｙ３，…を含む。また、他の線１６上に位置する複数の光収束部１５ｙのそれぞれの反射面１５０ｙ１，１５０ｙ２，１５０ｙ３，…は、背面１４側の収束点Ｐ１から発散する方向となるように、出射面１３側へ光を反射させる。従って、図３のうち括弧書きで記載した光収束部１５ｙ２の反射面１５０ｙ２及び光収束部１５ｙ２の反射面１５０ｙ３の傾きは、図３とは反対となり、導光板１１の端部側に向けて傾斜している。
反射面１５０ｘ１，１５０ｘ２，１５０ｘ３，…等の反射面１５０ｘは、光源１０からの光を、各反射面１５０ｘ上の点と収束点Ｐ１とを結ぶ直線に沿う方向へそれぞれ反射させる。各反射面１５０ｘが反射した光線は、収束点Ｐ１に収束する。このように、各光収束部１５ｘがそれぞれ含む複数の反射面１５０ｘは、光源１０から入光した光を、それぞれの反射面１５０ｘ上の点と収束点Ｐ１とを結ぶ直線に沿う方向に反射させる。従って、表示装置１は、収束点Ｐ１から、位置Ｖ２から位置Ｖ１を通って位置Ｖ３までの範囲内のどの位置へも向かう光を提供することができる。このような収束点Ｐ１は、出射面１３側に飛び出したように認識される像１７を形成する。
反射面１５０ｙ１，１５０ｙ２，１５０ｙ３，…等の反射面１５０ｙは、光源１０から入光した光を、反射面１５０ｙ上の点と収束点Ｐ２とを結ぶ直線に沿う方向へそれぞれ反射させる。各反射面１５０ｙが反射した光線を、それぞれ光線の進む方向と反対の方向へ延長した場合、各光線の延長線は、収束点Ｐ２に収束する。このように、各光収束部１５ｙがそれぞれ含む複数の反射面１５０ｙは、光源１０から入光した光を、それぞれの反射面１５０上の点と収束点Ｐ２とを結ぶ直線に沿う方向に反射させる。従って、表示装置１は、収束点Ｐ２から、位置Ｖ２から位置Ｖ１を通って位置Ｖ３までの範囲内のどの位置へも向かう光を提供することができる。このような収束点Ｐ２は、出射面１３の反対側（背面１４側）に飛び出したように認識される像１７を形成する。
以上のように、導光板１１は、互いに異なる点を収束点Ｐとする光収束部１５を複数有しており、収束点Ｐ１及び収束点Ｐ２を含む複数の収束点Ｐの集まりによって、立体像として像１７を形成することができる。即ち、導光板１１は、入光した光の進路を出射面１３側へ変更し、外部の収束点Ｐ１若しくは収束線に収束する方向、又は外部の収束点Ｐ２若しくは収束線から発散する方向へ出射して外部に結像させる複数の光収束部１５を備えている。そして、表示装置１は、複数の収束点Ｐ又は収束線の集まりにより、観察者から視認可能な立体像として像１７を導光板１１の外部に結像させることができる。
換言すれば以下のように表現することができる。即ち、光源１０から発せられた光が入光する導光板１１は、出射面１３に平行な面内で光を導く。導光板１１には、出射面１３に並行な面内において導光板１１の導光方向（Ｙ軸方向）に直行する方向（Ｘ軸方向）に長さをもった複数の光収束部１５が形成されている。複数の光収束部１５のそれぞれは、出射面１３に並行な面に投影した法線の方向がそれぞれの光収束部１５の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿って連続的又は断続的に変化する光学面を有している。導光板１１によって導かれた光は、光学面で反射されることによって空間上の一つの収束点Ｐ若しくは収束線に実質的に収束する又は空間上の一つの収束点Ｐ若しくは収束線から実質的に発散する方向の出射光として出射面１３から出射される。収束点Ｐ若しくは収束線は、Ｙ軸上の位置が異なる複数の光収束部１５のそれぞれの間で互いに異なり、複数の収束点Ｐ若しくは収束線の集まりによって空間上に像１７が形成される。
なお、図２及び図３並びにこれらの図を用いた説明では、立体像を形成する基本原理を説明するため、出射面１３側及び背面１４側の双方に飛び出すように視認される立体像について説明したが、図１に例示するように一方の側の面からのみ飛び出すように視認される立体像を形成するようにしても良い。
また、ここでは、光収束部１５として、反射面１５０を形成する形態を示したが、導光板１１内に入光した光の進路を変更することが可能であれば、様々な光収束部１５を形成することが可能である。例えば、光収束部１５をシリンドリカル型等の形式のフレネルレンズにて形成し、フルネルレンズの屈折面（プリズム面）による屈折作用により、入光した光の進路を変更することも可能である。また、その場合、フルネルレンズを、それぞれ間隙を有する複数の部位にて構成するようにしても良い。また、光収束部１５を回折格子にて形成し、回折作用により、入光した光の進路を変更することも可能である。更には、プリズムの反射作用又は屈折作用により、入光した光の進路を変更することも可能である。
また、全ての収束点Ｐと出射面１３との距離が一定ではない場合、例えば、三次元に広がる像１７を形成する場合、また、出射面１３と斜交する平面に含まれる二次元の像１７を形成する場合、出射面１３からの距離が長くなるほど、収束される光の密度が高くなるように構成する。これにより、形成される像１７に生じるボケが略一定となり、視認する観察者に違和感を生じさせない像１７を形成することができる。
更に、光源１０から発せられた光が、導光板１１の長手方向の一端側の面である入光端面１２から導光板１１に入光する形態を示したが、これに限るものではない。例えば、背面１４を入光面とし、背面１４から入光する等、適宜、設計することが可能である。
＜第１の実施形態＞
以上のように構成された本発明に係る表示装置１を車両２の内装部材として搭載した実施形態について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１を内装部材として搭載した車両２内の運転席付近を示す概略図である。図４に示す車両２は、乗用車であり、車両２には本発明に係る表示装置１が搭載されており、表示装置１により形成された像１７が、運転席前方及び助手席前方のダッシュボード２０上に投影されている。投影される像１７は、車両２の状態に関する表示、搭乗に関する表示、車両２の運転に関する表示等の内容の表示であり、特に表示態様が固定された静止画としての表示である。図４では、車両２の状態に関するブレーキ警告灯、搭乗に関する助手席及び運転席のシートベルトの着用状態を示すシートベルト未装着者警告灯、並びに車両２の運転に関するシフトギアの位置（図４では「Ｎ」）を示す表示灯としての画像が表示された例を示している。このような像１７としては、図４に例示する画像だけでなく、水温表示灯、ヘッドランプ上向き表示灯、フォグランプ表示灯、４ＷＤインジケータ、エンジン警告灯、油圧警告灯、充電警告灯、燃料残量警告灯、ＡＢＳ警告灯、ＳＲＳ警告灯、方向指示灯等の内容を示す画像が表示される。また、シフトギアについても、図４に例示する「Ｎ」だけでなく、「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｄ」、「２」、「Ｌ」等の各位置、更にはオーバードライブオフを示す画像が表示される。なお、図４では、図示の都合上、細線で示す四角形枠により、表示される像１７を囲って示しているが、実際には四角形枠にて示される長方形を含む空間上に、四角形枠内に示した像１７が浮かび上がるように表示される。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１を内装部材として搭載した車両２の運転席付近の断面及び運転者の概略を模式的に示す概念図である。図５は、ＹＺ面に平行な断面を模式的に示している。表示装置１は、車両２のダッシュボード２０上部に、導光板１１の出射面１３が上方に向くようにして配設されている。表示装置１の導光板１１は、可撓性を有する材料にて形成されており、入光端面１２を有する光源１０側の端部及び相対する側の端部は折り曲げられて、ダッシュボード２０内に埋設されている。また、出射面１３となる光収束部１５が形成された中央の部位は、平面状をなし、出射面１３を上方に向けて配設されている。そして、入光端面１２に取り付けられた光源１０は、ダッシュボード２０内に埋設されており、図示しない車両２内の制御装置に接続され、制御装置からの制御に基づいて適宜発光する。
導光板１１内に形成された光収束部１５は、上方にのみ像１７を形成するように構成されており、出射面１３と斜交又は直交する仮想面に沿って、シフトギアの位置を示す画像等の各種平面画像が形成されるように、配設されたダッシュボード２０上に結像させる。図６は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１の出射面１３と形成される像７との関係を模式的に示す説明図である。図６（ａ）は、表示装置１が備える導光板１１の出射面１３と形成された像１７との関係を模式的に示す概略斜視図であり、図６（ｂ）は、概略側面図である。図６では、出射面１３と像１７が形成された仮想面とが、角度θをもって斜交している状態を示している。形成された像１７は、視認者となる運転者からの視線方向に対して略直交する平面上に結像されており、運転者は形成された像１７を容易に視認することができる。なお、導光板１１の配置位置によっては、角度θが直角をなすように、即ち出射面と仮想面とが直交するように像１７が形成される。また、全ての像１７を運転者側に向けて結像させるのではなく、例えば、助手席のシートベルト未装着者警告灯は、視認者となる助手席搭乗者からの視線方向に対して略直交する平面上に結像させるようにしてもよい。
また、表示装置１、特に導光板１１の配設場所は、前述のダッシュボード２０に限るものでは無い。例えば、図４に示した助手席前方のグローブボックスの蓋部２１及びその周辺、運転席及び助手席の間のセンターコンソール２２、更にはアームレスト（図示せず）、ドアの内装部分となるドアトリム２３の任意の部位等の様々な場所に表示装置１を配設することが可能である。そして、運転席、助手席、後部座席等の座席に搭乗した搭乗者は、配設された表示装置１にて形成された像１７を視認することが可能である。
このように構成された表示装置１は、インパネ内に警告灯を配置する必要が無いため、インパネのデザインに係る自由度を向上させることが可能であり、また、表示する警告灯の視認性を向上させるべく、適切な大きさの像１７を形成させることも可能である。また、同時に表示する必要が無い画像、例えば、シフトギアの位置を示す画像は、それぞれの導光板１１を積層することにより、同じ位置に各ギアに係る画像を切り替え表示することができるので、表示に要する空間をコンパクトにすることが可能である。
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１を内装部材として搭載した車両２内の運転席近傍を示す概略図である。第２の実施形態では、表示装置１により形成された像１７が、運転席前方のフロントガラス２４下部近傍となるダッシュボード２０上に投影されている。形成される像１７は、図４を用いて説明した第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。なお、図７においても、図示の都合上、細線で示す四角形枠により、表示される像１７を囲って示しているが、実際には四角形枠にて示される長方形を含む空間上に、四角形枠内に示した像１７が表示される。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置１を内装部材として搭載した車両２の運転席付近の断面及び運転者の概略を模式的に示す概念図である。図８は、ＹＺ面に平行な断面を模式的に示している。表示装置１は、車両２のフロントガラス２４下部に、導光板１１の出射面１３が下方に向くようにして配設されている。表示装置１の導光板１１は、可撓性を有する材料にて形成されており、入光端面１２を有する光源１０側の端部は折り曲げられて、ダッシュボード２０内に埋設されている。また、出射面１３となる光収束部１５が形成された部位は、平面状をなし、出射面１３を下方に向けて配設されている。そして、入光端面１２に取り付けられた光源１０は、ダッシュボード２０内に埋設されており、図示しない車両２内の制御装置に接続され、制御装置からの制御に基づいて適宜発光する。
導光板１１内に形成された光収束部１５は、車内側にのみ像１７を形成するように構成されており、出射面１３と斜交又は直交する仮想面に沿って、シフトギアの位置を示す画像等の各種平面画像が形成されるように、配設されたフロントガラス２４下部近傍（ダッシュボード２０上方）に結像させる。形成された像１７は、視認者となる運転者からの視線方向に対して略直交する平面上に結像されており、運転者は形成された像１７を容易に視認することができる。なお、全ての像１７を運転者側に向けて結像させるのではなく、例えば、助手席のシートベルト未装着者警告灯は、視認者となる助手席搭乗者からの視線方向に対して略直交する平面上に結像させるようにしてもよい。また、像１７を全て車内側に形成するのではなく、視認性に問題が無い限り、一部又は全部が車外に形成されるようにしても良い。
このように構成された表示装置１は、車両２の内装のデザインの自由度を高めながらも、必要な情報を運転者に提供することが可能である等、優れた効果を奏する。
＜第３の実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置１を内装部材として搭載した車両２内の後部座席近傍を示す概略図である。第３の実施形態は、表示装置１により形成された像１７が、前部座席のヘッドレスト２５後方に投影されている。形成される像１７は、例えば、後部座席のシートベルト未装着者警告灯等の像１７である。例えば、前部座席のヘッドレスト２５後部、前部座席２６背面の下部、天井等の箇所に表示装置１を取り付けることにより、図９に例示するような像１７を投影することが可能である。更には、後部座席の後方にあたるコンテナトリム（図示せず）、後部側ドアの内装部分となるドアトリム（図示せず）等の様々な場所に表示装置１を配設することが可能である。車両２の後部に像１７を形成する場合、後部座席の搭乗者が形成された像を視認可能に構成することは言うまでも無く、例えば、運転席に搭乗する運転者が後方を確認する際に、形成された像１７を視認することができるように構成することも可能である。具体的には、シフトギアが後進「Ｒ」位置にある場合、コンテナトリムに配設した表示装置１から各種警告灯等の像１７を表示することにより、車両２の状態に関する表示等の各種表示を行い、運転者に各種情報を認識させることが可能である。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。
例えば、前記実施形態では、二次元の平面状の画像を形成する形態を示したが、本発明はこれに限らず、三次元の像を形成する等、様々な形態に展開することが可能である。また、前記実施形態では、フロントガラス２４のガラス面に配設する形態を示したが、本発明はこれに限らず、フロントガラス２４以外のガラス、例えば、リアガラス、サイドガラス等の他のガラス面に配設することが可能である。
さらに、前記実施形態では、乗用車に搭載する形態を示したが、乗用車以外の車、更には電車等の様々な車両２の内部に搭載し、車内に像を形成することが可能であり、更には、航空機、船舶等の車両２以外の乗り物の内部に搭載し、内部に像を形成することが可能である。
１ 表示装置
１０ 光源
１１ 導光板（導光部材）
１２ 入光端面
１３ 出射面
１５（１５ａ，１５ｂ，…，１５ｘ１，…，１５ｙ３）
光収束部
１７ 像
Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，…，Ｐ１，Ｐ２）
収束点
２ 車両
２０ ダッシュボード
２１ グローブボックス
２２ センターコンソール
２３ ドアトリム
２４ フロントガラス
２５ ヘッドレスト
２６ 後部座席

Claims (9)

  1. 車両の内装部材として搭載され、車両内に像を表示する表示装置であって、
    光を発する光源と、
    前記光源から入光した光を導く導光部材と
    を備え、
    前記導光部材は、
    入光した光を出射する出射面と、
    入光した光の光路を出射面側へ変更し、自部材の外部の収束点若しくは収束線に収束する方向、又は自部材の外部の収束点若しくは収束線から発散する方向へ出射して自部材の外部に結像させる複数の光収束部と
    を有する
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 請求項１に記載の表示装置であって、
    前記光収束部は、
    出射面と斜交又は直交する仮想面に沿って結像させる
    ことを特徴とする表示装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置であって、
    前記導光部材は、出射面を上方に向けてダッシュボード上部に配設可能であり、
    前記光収束部は、配設されたダッシュボード上に結像させる
    ことを特徴とする表示装置。
  4. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置であって、
    前記導光部材は、出射面を車内側に向けて車両のガラス面に配設可能である
    ことを特徴とする表示装置。
  5. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置であって、
    前記導光部材は、内装部材であるグローブボックス、センターコンソール、アームレスト、ドアトリム、コンテナトリム及び前部座席のうちの少なくとも一に配設可能である
    ことを特徴とする表示装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置であって、
    前記光収束部は、運転席から視認可能な位置に結像させる
    ことを特徴とする表示装置。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の表示装置であって、
    前記光収束部は、運転席より後方の座席から視認可能な位置に結像させる
    ことを特徴とする表示装置。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の表示装置であって、
    前記光収束部は、車両の状態に関する表示、搭乗に関する表示及び車両の運転に関する表示のうちの少なくとも一を示す像が表示されるように結像させる
    ことを特徴とする表示装置。
  9. 乗り物に搭載され、内部に像を表示する表示装置であって、
    光を発する光源と、
    前記光源から入光した光を導く導光部材と
    を備え、
    前記導光部材は、
    入光した光を出射する出射面と、
    入光した光の光路を出射面側へ変更し、自部材の外部の収束点若しくは収束線に収束する方向、又は自部材の外部の収束点若しくは収束線から発散する方向へ出射して自部材の外部に結像させる複数の光収束部と
    を有する
    ことを特徴とする表示装置。
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