JP2022044855A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な表示を行うことができる車両用表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両用表示装置１は、出射部から出射された表示光Ｌ１を、当該表示光Ｌ１の光軸方向と交差する交差方向Ｙに沿ってクロスさせた後、車両に設けられた表示面で予め想定される目視位置側に反射させる光学系３と、表示光Ｌ１の光路ＯＰに面して位置し、交差方向Ｙに沿って当該表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰ側に向けて光路ＯＰを絞り込む絞り部５１を有する遮光壁５と、目視位置ＥＰが交差方向に沿って移動した際に、絞り部５１以外の部位で表示光Ｌ１による表示像の見切りを発生させる見切り調整構造６とを備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

車両に適用される従来の車両用表示装置として、例えば、特許文献１には、ヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。このヘッドアップディスプレイ装置は、表示光を出射する表示器と、この表示器で出射された表示光を反射する第１ミラーと、この第１ミラーで反射された表示光を反射する第２ミラーと、表示器、第１、第２ミラーを収納するケースとを備える。そして、第１ミラーは、反射された表示光を第２ミラーに到達する前に上下でクロスさせる曲率を有した第１凹面鏡である。第２ミラーは、受けた表示光を反射する第２凹面鏡である。ケースは、第１、第２凹面鏡間の光路を挟むように、且つクロスするクロス点の近傍まで延びる第１遮蔽部及び第２遮蔽部と、第１遮光部と第２遮光部との間における光路となる開口部に可視光を透過させ赤外線を反射する透過部材を備える。

特開２０１７－１７３５５７号公報

ところで、上述のようなヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、表示光による表示像の見切れ方の改善等の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正な表示を行うことができる車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に搭載され表示光を出射する出射部と、前記出射部から出射された前記表示光を、当該表示光の光軸方向と交差する交差方向に沿ってクロスさせた後、前記車両に設けられた表示面で予め想定される目視位置側に反射させる光学系と、前記表示光の光路に面して位置し、前記交差方向に沿って当該表示光のクロスポイント側に向けて前記光路を絞り込む絞り部を有する遮光壁と、前記目視位置が前記交差方向に沿って移動した際に、前記絞り部以外の部位で前記表示光による表示像の見切りを発生させる見切り調整構造とを備えることを特徴とする。

また、上記車両用表示装置では、前記見切り調整構造は、前記遮光壁に設けられた見切り壁部を含むものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記光学系は、前記出射部から出射された前記表示光を反射する反射ミラーを含み、前記見切り調整構造は、前記反射ミラーに設けられた見切り壁部を含むものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記光学系は、前記出射部から出射された前記表示光を反射する反射ミラーを含み、前記見切り調整構造は、前記反射ミラーの前記交差方向の端である見切り端を含むものとすることができる。

また、上記車両用表示装置では、前記見切り調整構造は、前記出射部から出射され前記交差方向にクロスした前記表示光を前記表示面に向けて反射する最終の前記反射ミラーに設けられるものとすることができる。

本発明に係る車両用表示装置は、出射部から出射された表示光を、光学系によって、光軸方向と交差する交差方向にクロスさせた後、表示面で目視位置側に反射させることで、当該表示面に対して表示光による表示を行うことができる。この場合に、車両用表示装置は、表示光の光路に面して位置した遮光壁の絞り部によって、交差方向に沿って表示光のクロスポイント側に向けて光路を絞り込むことで装置の小型化を図ることができる。このような構成にあって、車両用表示装置は、目視位置が交差方向に沿って移動した際に、クロスポイントに向けて絞り込まれた絞り部によって表示光による表示像が見切られる前に、見切り調整構造によって当該表示像の見切りを発生させることができる。この構成により、車両用表示装置は、意図した適正な位置で表示像の見切りを発生させることができる。この結果、車両用表示装置は、適正な表示を行うことができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両用表示装置の概略構成を表す模式的な断面図である。 図２は、実施形態１に係る車両用表示装置の光学系の概略構成を表す模式的な平面図である。 図３は、実施形態１に係る車両用表示装置における表示像の見切りについて説明する模式図である。 図４は、比較例に係る車両用表示装置の光学系の概略構成を表す模式的な平面図である。 図５は、比較例に係る車両用表示装置における表示像の見切れについて説明する模式図である。 図６は、実施形態２に係る車両用表示装置の光学系の概略構成を表す模式的な平面図である。 図７は、実施形態３に係る車両用表示装置の光学系の概略構成を表す模式的な平面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１に示す本実施形態に係る車両用表示装置１は、車両Ｖに適用され、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）を構成するものである。車両用表示装置１は、例えば、車両Ｖのダッシュボードに設けられたインストルメントパネル内に搭載される。車両用表示装置１は、車両ＶのウインドシールドＷＳ等に向けて表示光Ｌ１を出射し当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に向けて反射する表示像ＶＩによって運転者ＤＲ等に種々の可視情報を提示するものである。車両用表示装置１は、ウインドシールドＷＳに映る表示像ＶＩによって車両Ｖに関する車両情報を目視位置ＥＰで目視可能に表示する。

ここで、目視位置（アイポイント）ＥＰは、典型的には、車両ＶにおけるいわゆるアイレンジＥＲ内に設定されるアイボックスＥＢ内に位置するものとして予め想定される。アイレンジＥＲとは、「自動車の運転者アイレンジ」であり、車両Ｖに応じて予め定まる運転者ＤＲの視点が位置する領域に相当する。アイレンジＥＲは、典型的には、車両Ｖにおいて運転者ＤＲの目の位置の分布を統計的に表したものであり、例えば、運転者ＤＲが運転席に座った状態で所定割合（例えば、９５％）の運転者ＤＲの目の位置が含まれる領域に相当する。アイボックスＥＢは、アイレンジＥＲ内に位置し、かつ、運転者ＤＲが運転席に座った状態で運転しながら表示像ＶＩを適正に視認可能である空間領域として予め想定される。

また、ウインドシールドＷＳは、車両Ｖにおいて、車両用表示装置１から出射された表示光Ｌ１を上記目視位置ＥＰ側に反射させる表示面を構成するものである。ウインドシールドＷＳは、少なくとも可視光域成分の光（可視光線）を透過する光透過性の透過部材である。ここで、可視光域成分の光とは、人が視認できる可視光領域の波長成分の光であり、例えば、波長が３６０～８３０ｎｍの範囲の成分の光である。

本実施形態の車両用表示装置１は、表示光Ｌ１の光路ＯＰにおいて、表示光Ｌ１を光軸ＡＸに沿った光軸方向と交差する方向にクロスさせることで装置のコンパクト化を図っている。そして、このような構成にあって、本実施形態の車両用表示装置１は、見切り調整構造６（図２参照）によって表示像ＶＩの見切りの乱れを抑制することで、上記のように表示光Ｌ１をクロスさせることで生じうる背反を解消し適正な表示を図ったものである。以下、各図を参照して車両用表示装置１の構成について詳細に説明する。

なお、以下の説明では、車両用表示装置１が適用される車両Ｖにおいて、「車両前後方向Ｘ」とは、典型的には、車両Ｖの全長方向に相当し、さらに言えば、車両Ｖの前後直進方向に沿った方向に相当する。「車両幅方向Ｙ」とは、典型的には、車両Ｖの全幅方向に相当し、車両Ｖの車両左右方向に相当する。「車両高さ方向Ｚ」とは、典型的には、車両Ｖの車高方向に相当する。第１方向である車両前後方向Ｘと第２方向である車両幅方向Ｙと第３方向である車両高さ方向Ｚとは、相互に直交し、車両Ｖが水平面に位置する状態で、車両前後方向Ｘ、車両幅方向Ｙが水平方向に沿い、車両高さ方向Ｚが鉛直方向に沿う。また、以下の説明では、車両前後方向Ｘにおいて、車両Ｖが前進する側を「前側」、車両Ｖが後進する側を「後側」という場合がある。車両幅方向Ｙにおいて、車両前後方向Ｘの前側に向かって左側を「左側」、車両前後方向Ｘの前側に向かって右側を「右側」という場合がある。車両高さ方向Ｚにおいて、鉛直方向上側を「上側」、鉛直方向下側を「下側」という場合がある。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。

具体的には、本実施形態の車両用表示装置１は、車両前後方向Ｘに対してウインドシールドＷＳと目視位置ＥＰとの間で、かつ、ウインドシールドＷＳの鉛直方向下側に位置して配置される。車両用表示装置１は、表示面を構成するウインドシールドＷＳに表示光Ｌ１を出射し当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射した表示光Ｌ１による表示像ＶＩをウインドシールドＷＳに表示することで、車両Ｖに関する車両情報を表示する。車両用表示装置１が表示する車両情報は、例えば、車両の速度、走行用動力源の出力回転数、積算走行距離、冷却水温、燃料残量、バッテリ蓄電量、各種の警告灯、シフトポジション、方向指示方向、ナビゲーション情報等を含んでいてもよい。加えて、車両用表示装置１が表示する車両情報は、目視位置ＥＰからウインドシールドＷＳ越しに目視される背景に重畳させて表示する車両Ｖの周辺の注意対象情報（例えば、歩行者、周辺車両、障害物、荷物等に関する情報）等を含んでいてもよい。

より具体的には、車両用表示装置１は、出射部２と、光学系３と、筐体４とを備える。車両用表示装置１は、出射部２、光学系３等の各部が筐体４の内部に収容されてユニット化され、上述のようにウインドシールドＷＳの鉛直方向下側に配置される。そして、車両用表示装置１は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を、光学系３を介してウインドシールドＷＳに向けて出射し当該ウインドシールドＷＳで表示光Ｌ１を目視位置ＥＰ側に反射させることで、ウインドシールドＷＳに表示像ＶＩを表示させる。

出射部２は、車両Ｖに搭載され表示光Ｌ１を出射可能な表示デバイスである。出射部２は、筐体４の内部に設けられる。出射部２が出射する表示光Ｌ１は、ウインドシールドＷＳに表示させる表示像ＶＩを表す光であり、少なくとも可視光域成分の光を含む。出射部２は、表示光Ｌ１を出射するデバイスとして、例えば、レーザプロジェクタ、薄型の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、光インジケータ、蛍光表示管等を用いることができる。ここでは、出射部２は、筐体４の内部において、車両前後方向Ｘの略中央で、かつ、車両高さ方向Ｚの下側の位置に設けられる。そして、出射部２は、出射する表示光Ｌ１の光軸方向（光軸ＡＸに沿った方向）が車両前後方向Ｘの後側でかつ車両高さ方向Ｚの上側を向くように筐体４の内部に支持され、表示光Ｌ１を車両前後方向Ｘの後側でかつ車両高さ方向Ｚの上側に向けて出射（投射）する。

光学系３は、出射部２から目視位置ＥＰまでの表示光Ｌ１の光路ＯＰを形成する光路光学系を構成するものである。本実施形態の光学系３は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を、当該表示光Ｌ１の光軸方向と交差する交差方向に沿ってクロスさせた後、表示面を構成するウインドシールドＷＳで予め想定される目視位置ＥＰ側に反射させる光路ＯＰを形成する。本実施形態の光学系３は、第１反射ミラー３１、及び、第２反射ミラー３２を含んで構成され、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２とによって光路ＯＰを形成する。

第１反射ミラー３１、及び、第２反射ミラー３２は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を反射することで表示光Ｌ１の光路ＯＰを変更する光路変更光学系を構成する光学素子である。第１反射ミラー３１は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を第２反射ミラー３２に向けて反射する中間の反射ミラーに相当する。第２反射ミラー３２は、第１反射ミラー３１で反射した後、交差方向にクロスした表示光Ｌ１を、ウインドシールドＷＳに向けて反射する最終の反射ミラーに相当する。すなわち、第１反射ミラー３１は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を第２反射ミラー３２に向けて全反射し、当該第２反射ミラー３２でウインドシールドＷＳ側に反射させる。第２反射ミラー３２は、第１反射ミラー３１によって反射された表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて全反射し、当該ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射させる。

第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２は、いわゆる平面ミラーであってもよいし、拡大ミラーであってもよいし、自由曲面ミラーであってもよい。拡大ミラーは、凹面、又は、凸面のミラーとして形成され、反射する前の表示光Ｌ１が表す像と比較して反射した後の表示光Ｌ１が表す像が相対的に大きくなるように当該像を拡大して反射するものである。また、自由曲面ミラーは、球面、放物面と異なり、光軸ＡＸに対して非対称な形状のミラーとして形成され、非球面ミラーとも呼ばれる。つまり、自由曲面ミラーは、凹面、又は、凸面で、かつ、光軸ＡＸに対して非対称な形状のミラーとして形成される。自由曲面ミラーは、ウインドシールドＷＳの表面形状や第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２、ウインドシールドＷＳ等の各光学反射系の幾何学的な位置関係等に応じた形状に形成される。そして、自由曲面ミラーは、表示光Ｌ１を反射する際に、最終的にウインドシールドＷＳに映る表示光Ｌ１が表す表示像ＶＩが所望の形状となるように光学的に歪みを補正して反射する。ここでは一例として、第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２は、自由曲面ミラー（非球面ミラー）を構成するものとして図示しているがこれに限らない。

光学系３は、筐体４の内部に設けられる。ここでは、第１反射ミラー３１は、筐体４の内部において、車両前後方向Ｘの後側、かつ、車両高さ方向Ｚの上側の位置に設けられる。一方、第２反射ミラー３２は、筐体４の内部において、車両前後方向Ｘの前側、かつ、車両高さ方向Ｚの上側の位置に設けられる。そして、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２とは、筐体４の内部において、互いの反射面が車両前後方向Ｘに沿って相互に対向して位置する。第１反射ミラー３１は、反射する表示光（反射光）Ｌ１の光軸方向が車両前後方向Ｘの前側でかつ車両高さ方向Ｚのやや下側を向くように筐体４の内部に支持され、表示光Ｌ１を車両前後方向Ｘの前側でかつ車両高さ方向Ｚのやや下側に向けて反射する。第２反射ミラー３２は、反射する表示光（反射光）Ｌ１の光軸方向が車両前後方向Ｘのやや後側でかつ車両高さ方向Ｚの略直上側を向くように筐体４の内部に支持され、表示光Ｌ１を車両前後方向Ｘのやや後側でかつ車両高さ方向Ｚの略直上側に向けて反射する。

そして、本実施形態の第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２とは、上述したように、出射部２から出射され光軸方向（光軸ＡＸに沿った方向）と交差する方向にクロスした表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて反射する光路ＯＰを形成する。本実施形態の車両用表示装置１は、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２との間の光路ＯＰにおいて、表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰが存在し、当該クロスポイントＣＰにおいて表示光Ｌ１が光軸方向と交差する方向にクロスしている。

本実施形態の車両用表示装置１は、出射部２から出射され第１反射ミラー３１で反射された表示光Ｌ１が第２反射ミラー３２に至る前に、光車両幅方向Ｙ、及び、車両高さ方向Ｚの双方に対して当該表示光Ｌ１をクロスさせている。この表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰは、出射部２から出射された表示光Ｌ１が集束した焦点に相当する。表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰの位置は、光学系３を含む各光学系の光学設計に応じて定まる。車両用表示装置１は、例えば、第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２や出射部２を構成するデバイス内部のレンズ等が調整されることで第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２との間で表示光Ｌ１をクロスさせる。また、車両用表示装置１は、例えば、出射部２を構成するデバイスの外部に別途レンズ、ミラー等の光学系を介在させることで、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２との間で表示光Ｌ１をクロスさせてもよい。

筐体４は、出射部２、光学系３等を内部に収容するものである。筐体４は、例えば、絶縁性の合成樹脂等によって形成される。筐体４は、例えば、複数の部材が組み合わせられることで中空箱状に形成され、この中空状の内部空間部に出射部２、光学系３等を収容する。筐体４は、この他、車両用表示装置１の各部の動作を制御する制御回路基板等も内部に収容する。

そして、筐体４は、車両高さ方向Ｚの上側の面に、開口部４ａが形成される。開口部４ａは、筐体４の内外を連通する。開口部４ａは、出射部２が出射した表示光Ｌ１を筐体４の外部に導出するための光路開口である。開口部４ａは、筐体４の内部からウインドシールドＷＳに向かう表示光Ｌ１を当該筐体４の外部に導出する。ここでは、筐体４は、開口部４ａが車両高さ方向Ｚの上側を向いており、かつ、当該開口部４ａが透明カバー部材４ｂによって覆われている。透明カバー部材４ｂは、少なくとも出射部２が出射した表示光Ｌ１を透過する光透過性の部材によって構成される。筐体４は、開口部４ａが車両高さ方向Ｚの上側を向く位置関係でインストルメントパネル内に据え付けられる。

上記のように構成される車両用表示装置１は、出射部２から出射された表示すべき情報に応じた表示光Ｌ１が第１反射ミラー３１、及び、クロスポイントＣＰを経て第２反射ミラー３２に向けて投射される。そして、車両用表示装置１は、当該表示光Ｌ１が第２反射ミラー３２によって、表示面を構成するウインドシールドＷＳに向けて反射される。車両用表示装置１は、第２反射ミラー３２でウインドシールドＷＳに向けて反射された当該表示光Ｌ１が開口部４ａ、及び、透明カバー部材４ｂを介して当該ウインドシールドＷＳに至る。そして、車両用表示装置１は、当該ウインドシールドＷＳに至った表示光Ｌ１が当該ウインドシールドＷＳによって目視位置ＥＰ側に反射される。この構成により、車両用表示装置１は、表示光Ｌ１による表示像ＶＩが当該ウインドシールドＷＳに表示される。この表示像ＶＩは、ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射した表示光Ｌ１による反射像であり、目視位置ＥＰから視認可能ないわゆる虚像である。このようにして、車両用表示装置１は、ウインドシールドＷＳに表示光Ｌ１によって車両情報に関する表示像ＶＩを虚像表示することができる。

このような構成にあって、本実施形態の車両用表示装置１は、図２に示すように、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２との間の光路ＯＰにおいて表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰが形成されることで、当該クロスポイントＣＰの近傍において光路ＯＰの幅を相対的に狭く抑制することができる。この結果、車両用表示装置１は、コンパクト化を図ることができる。

本実施形態の車両用表示装置１は、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２と間の表示光Ｌ１の光路ＯＰに面して位置する遮光壁５を備え、この遮光壁５にクロスポイントＣＰに対応して絞り部５１が設けられることで装置全体のコンパクト化を図ることができる。

遮光壁５は、例えば、筐体４の内部に設けられるインナケースの一部を構成する。遮光壁５は、表示光Ｌ１の交差方向、図２の例では車両幅方向Ｙに対して、光路ＯＰを挟んで対向して一対で設けられる。一対の遮光壁５は、それぞれ、板厚方向が車両幅方向Ｙに沿い、かつ、車両前後方向Ｘに沿って第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２との間に延在する。各遮光壁５の車両前後方向Ｘの各端部は、それぞれ第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２に近接して位置する。一対の遮光壁５は、第１反射ミラー３１と第２反射ミラー３２と間の光路ＯＰに面して位置する。車両用表示装置１は、車両幅方向Ｙに対してこの一対の遮光壁５の間に光路ＯＰが位置すると共に当該光路ＯＰにおける表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰも位置することとなる。

そして、各遮光壁５は、それぞれ、表示光Ｌ１の交差方向、図２の例では車両幅方向Ｙに沿って表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰ側に向けて光路ＯＰを絞り込む絞り部５１を有している。

絞り部５１は、遮光壁５において、車両幅方向Ｙに沿ってクロスポイントＣＰに向かって突出するように形成された部位である。絞り部５１は、遮光壁５において、車両前後方向Ｘの略中央部に形成されている。絞り部５１は、遮光壁５において、車両前後方向Ｘの端部側から中央部側に向かうのにしたがって、車両幅方向Ｙに沿って徐々にクロスポイントＣＰ側に近づき、車両幅方向Ｙに沿った一対の絞り部５１の間隔が徐々に狭くなるように絞り込まれた形状となっている。この構成により、車両用表示装置１は、各遮光壁５の絞り部５１によって、車両幅方向Ｙに沿ってクロスポイントＣＰ側に向けて光路ＯＰを絞り込んだ構成とすることができる。

なおここでは、第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２、及び、一対の遮光壁５は、車両Ｖにおける車両用表示装置１の設置環境等に応じて車両幅方向Ｙに対して左右非対称の形状となっているがこれに限らず、左右対称の形状であってもよい。

また、図２の例では、遮光壁５は、表示光Ｌ１の交差方向のうち車両幅方向Ｙに沿って対向して一対で設けられるものとして図示しているが、表示光Ｌ１の交差方向のうち車両高さ方向Ｚに対しても同様に一対の遮光壁が対向して設けられる。

そして、以下の説明では、表示光Ｌ１の交差方向のうち車両幅方向Ｙに沿って目視位置ＥＰが移動した場合の表示像ＶＩの見切りを例に挙げて見切り調整構造６を説明する。表示光Ｌ１の交差方向のうち車両高さ方向Ｚに沿って目視位置ＥＰが移動した場合の表示像ＶＩの見切りについては、車両幅方向Ｙに対するものと略同等であるので、ここではできる限りその説明を省略する。

ここで、表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰは、表示光Ｌ１を構成する光線（例えば、図２に示す光線Ｌ１１～Ｌ１５）が厳密に一点で交わっているわけではなく、実際には表示面を構成するウインドシールドＷＳや光学系３の収差や公差等の影響でクロスポイントＣＰの近傍において所定の範囲をもって交差している。そして、車両用表示装置１は、このクロスポイントＣＰ近傍において、表示光Ｌ１の光線のクロスポイントＣＰからの乱れが顕れ易い傾向にあり、例えば、表示光Ｌ１における中央側の光線がクロスポイントＣＰから外側にはずれ易い傾向にある。このことに起因して、車両用表示装置１は、意図しない位置で表示像ＶＩの見切りが発生するおそれがある。

これに対して、本実施形態の車両用表示装置１は、絞り部５１と共に見切り調整構造６を備えることで、上記のようなクロスポイントＣＰ近傍における表示光Ｌ１の光線の乱れに起因した表示像ＶＩの見切りの乱れを抑制している。

具体的には、本実施形態の見切り調整構造６は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、絞り部５１以外の部位で表示光Ｌ１による表示像ＶＩの見切りを発生させる構造である。

本実施形態の絞り部５１は、車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿ったクロスポイントＣＰ側への突出量（言い換えれば絞り量）が光学系３等において許容される収差や公差等に応じて規定される。さらに言えば、絞り部５１は、クロスポイントＣＰ近傍において発生し得る最大の光線の乱れに対しても当該絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生しない突出量となるように形成される。当該絞り部５１のクロスポイントＣＰ側への突出量は、表示面を構成するウインドシールドＷＳや光学系３等の光学設計、アイボックスＥＢ等に応じて定まる目視位置ＥＰの視点保証領域、これらの幾何学的位置関係等に応じて、例えば、実機評価やシミュレーション等を踏まえて設定される。

その上で、本実施形態の見切り調整構造６は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、絞り部５１以外の部位で表示光Ｌ１による表示像ＶＩの見切りを発生させる構造として、遮光壁５に設けられた見切り壁部６１を含んで構成される。

ここでは、見切り壁部６１は、遮光壁５において、絞り部５１より第１反射ミラー３１側に位置する部位、より詳細には第１反射ミラー３１に近接した端部によって構成される。遮光壁５において見切り壁部６１が設けられる部位は、表示面を構成するウインドシールドＷＳや光学系３等の光学設計、アイボックスＥＢ等に応じて定まる目視位置ＥＰの視点保証領域、これらの幾何学的位置関係等に応じて、例えば、実機評価やシミュレーション等を踏まえて設定される。

車両用表示装置１は、図２、図３に示すように、例えば、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って図３中の右側に移動しアイボックスＥＢ等に応じて定まる視点保証領域Ｔから外れていくと、表示像ＶＩに見切れが発生し始める。この場合、表示光Ｌ１は、例えば、図２中に囲み線Ａで示すように、表示光Ｌ１において車両幅方向Ｙの端側に位置する光線Ｌ１５側から順に見切り壁部６１等によって遮られていくこととなる。この結果、目視位置ＥＰで目視される表示像ＶＩの見切り線は、図３に示すように、光線Ｌ１５側から光線Ｌ１４、光線Ｌ１３、光線Ｌ１２、光線Ｌ１１の順番で右側から左側に向かって移動していくことになる。

一方、図４、図５は、比較例に係る車両用表示装置１００１を表している。車両用表示装置１００１は、絞り部１０５１の突出量（絞り量）が絞り部５１よりも大きく設定され、上述の見切り調整構造６を備えていない点で本実施形態の車両用表示装置１００１と異なる。

車両用表示装置１００１は、図４、図５に示すように、例えば、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って図５中の右側に移動しアイボックスＥＢ等に応じて定まる視点保証領域Ｔから外れていくと、表示像ＶＩに見切れが発生し始める。この場合、表示光Ｌ１は、表示光Ｌ１において車両幅方向Ｙの端側に位置する光線Ｌ１５側から遮光壁１００５等によって遮られていくが、例えば、図４中に囲み線Ｂで示すように、途中で絞り部１０５１において光線Ｌ１３よりも先に光線Ｌ１２、Ｌ１１が遮られてしまう。この結果、目視位置ＥＰで目視される表示像ＶＩの見切り線は、光線Ｌ１５側から光線Ｌ１４と移動した後、光線Ｌ１２、光線Ｌ１１側に飛んで最後に光線Ｌ１３が見切られることとなり、意図しない位置で表示像ＶＩの見切りに乱れが発生することとなる。

これに対して、本実施形態の車両用表示装置１は、見切り調整構造６を備えることで、上記のように絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造６を構成する見切り壁部６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、本実施形態の車両用表示装置１は、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを一方の端側から他方の端側に向かって違和感なく発生させることができる。言い換えれば、見切り壁部６１は、遮光壁５において、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを交差方向の一方の端側から他方の端側に向かって順に違和感なく発生させることができる部位に設けられる。

なお、車両用表示装置１は、表示光Ｌ１の交差方向のうち車両高さ方向Ｚに対しても上記の見切り調整構造６と略同様の見切り調整構造が設けられることで、車両高さ方向Ｚに対する表示像ＶＩの見切りの乱れが発生することも抑制することができる。

以上で説明した車両用表示装置１は、出射部２から出射された表示光Ｌ１を、光学系３によって、光軸方向と交差する交差方向（車両幅方向Ｙ、車両高さ方向Ｚ）にクロスさせた後、ウインドシールドＷＳで目視位置ＥＰ側に反射させることで、当該ウインドシールドＷＳに対して表示光Ｌ１による表示を行うことができる。この場合に、車両用表示装置１は、表示光Ｌ１の光路ＯＰに面して位置した遮光壁５の絞り部５１によって、交差方向に沿って表示光Ｌ１のクロスポイントＣＰ側に向けて光路ＯＰを絞り込むことで装置の小型化を図ることができる。

このような構成にあって、車両用表示装置１は、目視位置ＥＰが交差方向に沿って移動した際に、クロスポイントＣＰに向けて絞り込まれた絞り部５１によって表示光Ｌ１による表示像ＶＩが見切られる前に、見切り調整構造６によって当該表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この構成により、車両用表示装置１は、意図した適正な位置で表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。すなわち、車両用表示装置１は、表示光Ｌ１をクロスさせることで装置の小型化を図った上で、見切り調整構造６によって表示像ＶＩの見切りの乱れを抑制し表示光Ｌ１をクロスさせることで生じうる背反を解消することができる。この結果、車両用表示装置１は、適正な表示を行うことができる。

ここでは、車両用表示装置１は、見切り調整構造６が遮光壁５に設けられた見切り壁部６１を含んで構成される。この場合、車両用表示装置１は、絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造６を構成する見切り壁部６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、車両用表示装置１は、遮光壁５の一部を利用した見切り壁部６１によって、見切り調整構造６を実現することができるので、構成部品点数の増加を抑制することができ、例えば、製造コストの増加を抑制した上で適正な表示を行うことができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る車両用表示装置は、見切り調整構造の構成が実施形態１とは異なる。以下では、上述した実施形態と同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する（以下同様。）。

図６に示す本実施形態の車両用表示装置２０１は、見切り調整構造６にかえて見切り調整構造２０６を備える点で上述した車両用表示装置１と異なる。車両用表示装置２０１のその他の構成は、上述の車両用表示装置１と略同様の構成である。

本実施形態の見切り調整構造２０６は、反射ミラーとしての第１反射ミラー３１、又は、第２反射ミラー３２に設けられる点で上述した見切り調整構造６と異なる。見切り調整構造２０６のその他の構成は、上述の見切り調整構造６と略同様の構成である。

本実施形態の見切り調整構造２０６は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、絞り部５１以外の部位で表示光Ｌ１による表示像ＶＩの見切りを発生させる構造として、第１反射ミラー３１、又は、第２反射ミラー３２の一方に設けられた見切り壁部２６１を含んで構成される。本実施形態の見切り壁部２６１は、出射部２から出射され車両幅方向Ｙ（交差方向）にクロスした表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて反射する最終の第２反射ミラー３２に設けられる。すなわち、本実施形態の見切り調整構造２０６は、第２反射ミラー３２に設けられた見切り壁部２６１を含んで構成される。

ここでは、見切り壁部２６１は、第２反射ミラー３２の反射面（車両前後方向Ｘに沿って第１反射ミラー３１と対向する面）において、車両幅方向Ｙ（交差方向）の両端部にそれぞれ設けられる。見切り壁部２６１は、板厚方向が車両前後方向Ｘとなる壁体として形成され、車両高さ方向Ｚに沿って延在する。第２反射ミラー３２の反射面において見切り壁部２６１が設けられる部位は、表示面を構成するウインドシールドＷＳや光学系３等の光学設計、アイボックスＥＢ等に応じて定まる目視位置ＥＰの視点保証領域、これらの幾何学的位置関係等に応じて、例えば、実機評価やシミュレーション等を踏まえて設定される。なおここでは、見切り壁部２６１は、遮光壁５と連続して一体で形成されるものとして図示しているがこれに限らず、遮光壁５とは別体で形成されてもよい。

この場合も、車両用表示装置２０１は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、車両用表示装置１と同様に、見切り調整構造２０６を備えることで、絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造２０６を構成する見切り壁部２６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、本実施形態の車両用表示装置２０１は、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを一方の端側から他方の端側に向かって違和感なく発生させることができる。言い換えれば、見切り壁部２６１は、第２反射ミラー３２の反射面において、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを交差方向の一方の端側から他方の端側に向かって順に違和感なく発生させることができる部位に設けられる。

以上で説明した車両用表示装置２０１は、車両用表示装置１と同様に、適正な表示を行うことができる。

ここでは、車両用表示装置２０１は、見切り調整構造２０６が第２反射ミラー３２に設けられた見切り壁部２６１を含んで構成される。この場合、車両用表示装置１は、絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造２０６を構成する見切り壁部２６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、車両用表示装置２０１は、第２反射ミラー３２に設けられた見切り壁部２６１によって、見切り調整構造６を実現することができる。

またこの場合、車両用表示装置２０１は、見切り調整構造２０６を構成する見切り壁部２６１が出射部２から出射され交差方向にクロスした表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて反射する最終の反射ミラーである第２反射ミラー３２に設けられる。すなわち、見切り壁部２６１は、光路ＯＰにおいて、クロスポイントＣＰより開口部４ａ（図１参照）側の位置に設けられる。この構成により、車両用表示装置２０１は、図６に例示するように、第２反射ミラー３２に設けられた見切り壁部２６１によって、筐体４の外部から開口部４ａを介して第２反射ミラー３２に入射した外光Ｌ２の一部を遮断することができる。この結果、車両用表示装置２０１は、第２反射ミラー３２において外光Ｌ２が反射する領域を相対的に小さくすることができるので、筐体４内において外光Ｌ２による集光エネルギーを低減することができる。これにより、車両用表示装置２０１は、上記のように適正な表示を行った上で、外光Ｌ２による集光エネルギーを低減し筐体４の温度上昇を抑制することができ、熱による劣化を抑制することができる。

［実施形態３］
実施形態３に係る車両用表示装置は、見切り調整構造の構成が実施形態２とは異なる。

図７に示す本実施形態の車両用表示装置３０１は、見切り調整構造２０６にかえて見切り調整構造３０６を備える点で上述した車両用表示装置２０１と異なる。車両用表示装置３０１のその他の構成は、上述の車両用表示装置２０１と略同様の構成である。

本実施形態の見切り調整構造３０６は、第２反射ミラー３２に設けられた構造が見切り調整構造２０６と異なる。見切り調整構造３０６のその他の構成は、上述の見切り調整構造２０６と略同様の構成である。

本実施形態の見切り調整構造３０６は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、絞り部５１以外の部位で表示光Ｌ１による表示像ＶＩの見切りを発生させる構造として、第１反射ミラー３１、又は、第２反射ミラー３２の一方に設けられた見切り端３６１を含んで構成される。本実施形態の見切り端３６１は、出射部２から出射され車両幅方向Ｙ（交差方向）にクロスした表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて反射する最終の第２反射ミラー３２に設けられる。すなわち、本実施形態の見切り調整構造３０６は、第２反射ミラー３２に設けられた見切り端３６１を含んで構成される。

ここでは、見切り端３６１は、第２反射ミラー３２の反射面（車両前後方向Ｘに沿って第１反射ミラー３１と対向する面）において、車両幅方向Ｙ（交差方向）の両端にそれぞれ設けられる。より詳細には、見切り端３６１は、第２反射ミラー３２の反射面の車両幅方向Ｙ（交差方向）の端である。第２反射ミラー３２の反射面における見切り端３６１の位置は、表示面を構成するウインドシールドＷＳや光学系３等の光学設計、アイボックスＥＢ等に応じて定まる目視位置ＥＰの視点保証領域、これらの幾何学的位置関係等に応じて、例えば、実機評価やシミュレーション等を踏まえて設定される。

この場合も、車両用表示装置３０１は、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際に、車両用表示装置２０１と同様に、見切り調整構造３０６を備えることで、絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造３０６を構成する見切り端３６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、本実施形態の車両用表示装置３０１は、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを一方の端側から他方の端側に向かって違和感なく発生させることができる。言い換えれば、見切り端３６１は、第２反射ミラー３２の反射面において、絞り部５１で表示像ＶＩの見切りが発生することを抑制することができ、目視位置ＥＰが車両幅方向Ｙ（交差方向）に沿って移動した際の表示像ＶＩの見切りを交差方向の一方の端側から他方の端側に向かって順に違和感なく発生させることができる位置に設定される。

以上で説明した車両用表示装置３０１は、車両用表示装置２０１と同様に、適正な表示を行うことができる。

ここでは、車両用表示装置３０１は、見切り調整構造３０６が第２反射ミラー３２の交差方向の端である見切り端３６１を含んで構成される。この場合、車両用表示装置３０１は、絞り部５１による見切りよりも先に、見切り調整構造３０６を構成する見切り端３６１によって表示像ＶＩの見切りを発生させることができる。この結果、車両用表示装置３０１は、第２反射ミラー３２の一部を利用した見切り端３６１によって、見切り調整構造３０６を実現することができるので、構成部品点数の増加を抑制することができ、例えば、製造コストの増加を抑制した上で適正な表示を行うことができる。

またこの場合、車両用表示装置３０１は、切り調整構造３０６を構成する見切り端３６１が出射部２から出射され交差方向にクロスした表示光Ｌ１をウインドシールドＷＳに向けて反射する最終の反射ミラーである第２反射ミラー３２に設けられる。この結果、車両用表示装置３０１は、車両用表示装置２０１と同様に、適正な表示を行った上で、外光Ｌ２による集光エネルギーを低減し筐体４の温度上昇を抑制することができ、熱による劣化を抑制することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用表示装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、車両用表示装置１、２０１、３０１は、光軸方向と交差する交差方向として、車両幅方向Ｙ、及び、車両高さ方向Ｚの双方に当該表示光Ｌ１をクロスさせるものとして説明したがいずれか一方のみであってもよい。

以上の説明では、表示光Ｌ１を目視位置ＥＰ側に向けて反射する表示面は、ウインドシールドＷＳであるものとして説明したがこれに限らず、例えば、ウインドシールドＷＳとは別体に設けられたコンバイナ等であってもよい。

以上の説明では、見切り壁部２６１は、最終の反射ミラーである第２反射ミラー３２に設けられるものとして説明したがこれに限らず、中間の反射ミラーである第１反射ミラー３１に設けられてもよい。同様に、見切り端３６１は、中間の反射ミラーである第１反射ミラー３１に設けられてもよい。

以上の説明では、光学系３は、第１反射ミラー３１、及び、第２反射ミラー３２を含んで構成されるものとして説明したが、例えば、１つの自由曲面ミラーによって構成されていてもよい。

本実施形態に係る車両用表示装置は、以上で説明した実施形態、変形例の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

１、２０１、３０１ 車両用表示装置
２ 出射部
３ 光学系
４ 筐体
４ａ 開口部
４ｂ 透明カバー部材
５ 遮光壁
６、２０６、３０６ 見切り調整構造
３１ 第１反射ミラー
３２ 第２反射ミラー
５１ 絞り部
６１、２６１ 見切り壁部
３６１ 見切り端
ＡＸ 光軸
ＣＰ クロスポイント
ＤＲ 運転者
ＥＢ アイボックス
ＥＰ 目視位置
ＥＲ アイレンジ
Ｌ１ 表示光
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５ 光線
Ｌ２ 外光
ＯＰ 光路
Ｔ 視点保証領域
Ｖ 車両
ＶＩ 表示像
ＷＳ ウインドシールド
Ｘ 車両前後方向
Ｙ 車両幅方向（交差方向）
Ｚ 車両高さ方向（交差方向）

Claims (5)

1. 車両に搭載され表示光を出射する出射部と、
   前記出射部から出射された前記表示光を、当該表示光の光軸方向と交差する交差方向に沿ってクロスさせた後、前記車両に設けられた表示面で予め想定される目視位置側に反射させる光学系と、
   前記表示光の光路に面して位置し、前記交差方向に沿って当該表示光のクロスポイント側に向けて前記光路を絞り込む絞り部を有する遮光壁と、
   前記目視位置が前記交差方向に沿って移動した際に、前記絞り部以外の部位で前記表示光による表示像の見切りを発生させる見切り調整構造とを備えることを特徴とする、
   車両用表示装置。
2. 前記見切り調整構造は、前記遮光壁に設けられた見切り壁部を含む、
   請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記光学系は、前記出射部から出射された前記表示光を反射する反射ミラーを含み、
   前記見切り調整構造は、前記反射ミラーに設けられた見切り壁部を含む、
   請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記光学系は、前記出射部から出射された前記表示光を反射する反射ミラーを含み、
   前記見切り調整構造は、前記反射ミラーの前記交差方向の端である見切り端を含む、
   請求項１に記載の車両用表示装置。
5. 前記見切り調整構造は、前記出射部から出射され前記交差方向にクロスした前記表示光を前記表示面に向けて反射する最終の前記反射ミラーに設けられる、
   請求項３又は請求項４に記載の車両用表示装置。

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