JP6996287B2 - 車室内照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車室内照明装置に関する。
インストルメントパネルの車両前方側の先端部に縦壁面状のディスプレイ部が設けられるとともに、ディスプレイ部に映し出される情報のフロントウインドシールドガラスへの映り込みを防止するために、ディスプレイ部の上部に車室内側へ向かって延びる張出部が形成された構造は、従来に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、車室内に設けられた液晶ディスプレイから出射された光がＰ偏光のみになるようにするとともに、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射されるようにして、その光が、フロントウインドシールドガラスへ映り込むことを防止するようにした構造も、従来に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１７－６１２２０号公報 特開２００２－１８２１９６号公報
しかしながら、インストルメントパネルの車両前方側の先端部に設けられたディスプレイ部の上部に、車室内側へ向かって延びる張出部が形成されていると、その張出部がデザイン上の制約になる。また、出射される光がフロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射されるように、液晶ディスプレイを車室内に設けることも、デザイン上の制約となる。
そこで、本発明は、デザイン上の制約を低減させつつ、フロントウインドシールドガラスへの光の映り込みを抑制できる車室内照明装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車室内照明装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光をＰ偏光に変換する偏光部材と、インストルメントパネルの上部に設けられ、Ｐ偏光に変換された前記光が投影されるとともに、投影された前記光の偏光特性を変えずに車両上方側へ反射し、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射させる投影部と、を備え、前記投影部は、前記インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部とされている。
請求項１に記載の発明によれば、光源から出射された光が偏光部材によってＰ偏光に変換され、そのＰ偏光に変換された光が、インストルメントパネルの上部に設けられた投影部に投影される。そして、その投影部は、投影された光の偏光特性を変えずに（Ｐ偏光のまま）反射し、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射させる。
したがって、インストルメントパネルに設けられたディスプレイ部の上部に車室内側へ向かって延びる張出部を形成したり、出射される光がフロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射されるように、液晶ディスプレイが車室内に設けられたりする構成に比べて、デザイン上の制約が低減されるとともにフロントウインドシールドガラスへの光の映り込みが抑制される。なお、本発明における「ブリュースター角」には、正確なブリュースター角だけではなく、多少の誤差を有する略ブリュースター角も含まれる。
また、投影部が、インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部とされている。したがって、投影部が、インストルメントパネルの縦壁部の壁面の一部とされていない場合に比べて、車室内照明装置の構成が簡略化される。
また、本発明に係る請求項２に記載の車室内照明装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光をＰ偏光に変換する偏光部材と、インストルメントパネルの上部に設けられ、Ｐ偏光に変換された前記光が投影されるとともに、投影された前記光の偏光特性を変えずに車両上方側へ反射し、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射させる投影部と、を備え、前記投影部は、前記インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部に設けられたスクリーンとされている。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、インストルメントパネルに設けられたディスプレイ部の上部に車室内側へ向かって延びる張出部を形成したり、出射される光がフロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射されるように、液晶ディスプレイが車室内に設けられたりする構成に比べて、デザイン上の制約が低減されるとともにフロントウインドシールドガラスへの光の映り込みが抑制される。
また、投影部が、インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部に設けられたスクリーンとされている。したがって、投影部が、インストルメントパネルの縦壁部の壁面の一部に設けられたスクリーンとされていない場合に比べて、投影された光がより鮮明に映し出される。
また、請求項３に記載の車室内照明装置は、請求項１又は請求項２に記載の車室内照明装置であって、前記偏光部材は、前記光源に近接して配置されている。
請求項３に記載の発明によれば、偏光部材が光源に近接して配置されている。したがって、偏光部材が光源から離間して配置されている構成に比べて、偏光部材の面積が低減され、車室内照明装置の小型化が図れる。
請求項１及び請求項２に係る発明によれば、デザイン上の制約を低減させつつ、フロントウインドシールドガラスへの光の映り込みを抑制することができる。
また、請求項１に係る発明によれば、車室内照明装置の構成を簡略化することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、投影された光をより鮮明に映し出すことができる。
請求項３に係る発明によれば、偏光部材の面積を低減させることができ、車室内照明装置の小型化を図ることができる。
本実施形態に係る車室内照明装置を備えた車両のインストルメントパネルを示す斜視図である。 本実施形態に係る車室内照明装置の構成を車幅方向から見て示す模式図である。 本実施形態に係る車室内照明装置の偏光フィルムを示す模式図である。 本実施形態に係る車室内照明装置におけるブリュースター角を示すグラフである。 本実施形態に係る車室内照明装置の変形例を備えた車両のインストルメントパネルを示す斜視図である。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＲＨを車両右方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右を示すものとする。
図１に示されるように、本実施形態に係る車室内照明装置１０は、車両１２のフロントウインドシールドガラス（以下「フロントガラス」という）１４と車両上下方向で対向する樹脂製のインストルメントパネル（以下「インパネ」という）１５の上部（以下「インパネアッパー１６」という）に設けられている。
詳細に説明すると、図１、図２に示されるように、インパネアッパー１６には、車幅方向に延在する縦壁部１８が一体に形成されており、その車室内側を向く壁面１８Ａが平坦面とされている。そして、車室内照明装置１０は、光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源２２を備えており、その光源２２は、縦壁部１８よりも車室内側で、かつ下方側に配置されている。
つまり、光源２２は、縦壁部１８の壁面１８Ａの一部とされた後述する投影部２０に対して光を照射するように、縦壁部１８よりも車室内側のインパネアッパー１６に配置されている。なお、図２に示されるように、インパネアッパー１６には、車両１２の外部からフロントガラス１４を通して光源２２が見え難いように、その光源２２を覆うカバー部材２６が設けられている。カバー部材２６には開口部２８が形成されており、光源２２から出射された光は、その開口部２８を通って照射されるようになっている。
また、車室内照明装置１０は、光源２２から出射された光をＰ偏光に変換する偏光部材としての偏光フィルム（Ｐ偏光板）２４を備えている。図３に示されるように、偏光フィルム２４は、光源２２から出射された光のうち、Ｐ偏光のみを透過させるようになっており、開口部２８を塞ぐように、カバー部材２６（インパネアッパー１６）に取り付けられている（図２参照）。つまり、偏光フィルム２４は、光源２２の出射面２２Ａに対して近接して配置されている。
また、図１、図２に示されるように、車室内照明装置１０は、Ｐ偏光に変換された光が投影されるとともに、投影された光の偏光特性を変えずに（Ｐ偏光のまま）反射して、フロントガラス１４に略ブリュースター角θで入射させる投影部２０を備えている。投影部２０は、縦壁部１８の壁面１８Ａの一部（所定の領域）とされており、例えば夜間におけるアンビエント照明（１色又は複数色の照明）として機能する構成になっている。
なお、投影部２０は、アンビエント照明として機能する構成に限定されるものではなく、例えば光源２２をプロジェクター等にすることで、運転者（自動運転中における乗員も含む）に対して注意喚起となる文字や画像（映像）の情報を表示したり、ウインカーと連動して矢印等の模様を表示したりする構成とされてもよい。
また、少なくともインパネアッパー１６が、投影された光の偏光特性を変えずに反射可能な（後述するスクリーン３０と同等の）樹脂材料で成形されるか、又は、少なくとも縦壁部１８の壁面１８Ａに、その樹脂材料が塗布されることにより、投影部２０が構成されるようになっている。また、投影部２０に対する光源２２の照射角度を適宜設定することにより、投影部２０で反射されたＰ偏光の光がフロントガラス１４に略ブリュースター角θで入射されるようになっている。
ここで、図４に示されるように、Ｓ偏光の光は、フロントガラス１４に対する入射角が大きくなるに従って、その反射率が大きくなる。一方、Ｐ偏光の光は、フロントガラス１４に対する入射角が大きくなるに従って、その反射率が小さくなり、反射界面の屈折率によって決まる一定の入射角で入射したときに、その反射率が最小値の０（ゼロ）になる。
この一定の入射角がブリュースター角（偏光角）であり、フロントガラス１４の屈折率をＮとしたとき、ａｒｃｔａｎＮで求められる角度である。本実施形態では、フロントガラス１４の屈折率Ｎが１．５とされているため、ブリュースター角が５６．３度とされている。なお、Ｐ偏光の光は、フロントガラス１４に対する入射角が、ブリュースター角よりも大きくなると、その反射率が再び大きくなる（図４参照）。
以上のような構成とされた車室内照明装置１０において、次にその作用について説明する。
図２に示されるように、光源２２から出射された光は、その出射面２２Ａに対して近接して配置されている偏光フィルム２４を透過することにより、Ｐ偏光のみの光とされる。このように、偏光フィルム２４が光源２２の出射面２２Ａに対して近接して配置されていると、偏光フィルム２４が光源２２から離間して配置されている構成に比べて、偏光フィルム２４の面積を低減させることができ、車室内照明装置１０の小型化を図ることができる。
そして、その偏光フィルム２４によりＰ偏光のみとされた光が、インパネアッパー１６に形成された縦壁部１８の壁面１８Ａの一部とされた投影部２０に照射される。これにより、投影部２０が、夜間におけるアンビエント照明として利用されるか、運転者に対する情報表示手段として利用される。なお、投影部２０が、縦壁部１８の壁面１８Ａの一部とされていると、その壁面１８Ａの一部とされていない場合に比べて、車室内照明装置１０の構成を簡略化することができる。
また、投影部２０に照射されたＰ偏光の光は、その偏光特性が変わらずに（Ｐ偏光のまま）、その投影部２０によって反射される。そして、その反射されたＰ偏光の光は、フロントガラス１４に入射されるが、そのときの入射角が、略ブリュースター角θとされている。したがって、フロントガラス１４に入射されたＰ偏光の光は、その殆どがフロントガラス１４を透過し、フロントガラス１４による反射が抑制又は防止される。
つまり、投影部２０に投影された光が、フロントガラス１４に映り込むことが抑制又は防止される。したがって、運転者において、フロントガラス１４越しに見ることで得られる外部情報が、その投影部２０の映り込みによって低減されてしまうことを抑制又は防止することができる。
また、投影部２０の上端部に車室内側へ向かって延びる張出部（図示省略）を形成したり、出射される光がフロントガラス１４に略ブリュースター角θで入射されるように、液晶ディスプレイ（図示省略）等が車室内に設けられたりする構成に比べて、デザイン上の制約を低減させることができる。
なお、投影部２０は、インパネアッパー１６に形成された縦壁部１８の壁面１８Ａの一部で構成されるものに限定されるものではなく、その壁面１８Ａに一体的に設けられた加飾部やメッキ部（共に図示省略）で構成されていてもよい。特に加飾部は、投影された光の偏光特性を変えずに反射可能な（後述するスクリーン３０と同等の）樹脂材料やファブリック等で成形されるか、或いは、その樹脂材料がフィルム状に形成されて一体成形又は貼付されるなどして構成されていればよい。
更に、投影部２０は、図５に示されるように、縦壁部１８の壁面１８Ａの一部に、偏光特性を変えずに反射する、白色で平坦面状のスクリーン３０を設けることで構成されていてもよい。スクリーン３０としては、特に限定されるものではないが、映画館などで使用される拡散型が適用可能である。このように、投影部２０が、スクリーン３０とされていると、スクリーン３０とされていない場合に比べて、投影された光や情報をより鮮明に映し出すことができる。
以上、本実施形態に係る車室内照明装置１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車室内照明装置１０は、図示のもの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において、適宜設計変更可能なものである。例えば、光源２２は、ＬＥＤやプロジェクターに限定されるものではなく、導光棒（図示省略）などであってもよい。
また、図１、図４では、光源２２（偏光フィルム２４）及び投影部２０を１つだけ示しているが、光源２２及び投影部２０の数量は、図示の１つに限定されるものではない。光源２２及び投影部２０は、車幅方向に延在する縦壁部１８の壁面１８Ａに対して、車幅方向に所定の間隔を空けて複数設けられていてもよい。
１０ 車室内照明装置
１４ フロントガラス（フロントウインドシールドガラス）
１５ インパネ（インストルメントパネル）
１６ インパネアッパー
１８ 縦壁部
２０ 投影部
２２ 光源
２４ 偏光フィルム（偏光部材）
３０ スクリーン

Claims (3)

  1. 光を出射する光源と、
    前記光源から出射された前記光をＰ偏光に変換する偏光部材と、
    インストルメントパネルの上部に設けられ、Ｐ偏光に変換された前記光が投影されるとともに、投影された前記光の偏光特性を変えずに車両上方側へ反射し、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射させる投影部と、
    を備え、
    前記投影部は、前記インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部とされている車室内照明装置。
  2. 光を出射する光源と、
    前記光源から出射された前記光をＰ偏光に変換する偏光部材と、
    インストルメントパネルの上部に設けられ、Ｐ偏光に変換された前記光が投影されるとともに、投影された前記光の偏光特性を変えずに車両上方側へ反射し、フロントウインドシールドガラスにブリュースター角で入射させる投影部と、
    を備え、
    前記投影部は、前記インストルメントパネルの上部に車幅方向に延在するように形成された縦壁部の壁面の一部に設けられたスクリーンとされている車室内照明装置。
  3. 前記偏光部材は、前記光源に近接して配置されている請求項１又は請求項２に記載の車室内照明装置。
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