JP7086022B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示部を有する表示装置に関する。

自動車車両には、スピードメータ等の計器が組み付けられたインストルメントパネルが搭載される。近時、この種の計器に重なるように、様々な情報を画像として表示することが広汎に行われている。例えば、特許文献１には、スピードメータを含むコンビネーションメータの前側（視認者に近接する側）に、該コンビネーションメータに重畳されるようにして様々な情報を虚像として表示させることが記載されている。虚像としての情報を、所定の条件が成立するときにのみ表示させることにより、視認者（特に運転者）が直感的に情報を認識することが可能となる。

特許第５９０４１３７号公報（特に図１及び図５参照）

特許文献１記載の技術では、その図１に示されるように、コンビネーションメータの前側に虚像を表示するべく、該コンビネーションメータの上方に、虚像として提供される画像を生成する画像生成部を設けるようにしている。この構成では、画像生成部を設けるための広大なスペースが必要となるので、インストルメントパネルが大型化してしまうという不都合を招く。しかも、スピードメータの配置レイアウトが制約を受ける。

そこで、画像生成部で生成した画像を実像として提供することが想起される。しかしながら、表示装置をインストルメントパネルに組み込む場合、画像生成部の一部に、インストルメントパネルに設けられたメータフードが覆い被さる。視認者は、この部分を視認することはできない。すなわち、画像生成部の全体に画像を生成しても、視認者が、生成された画像（換言すれば、情報）の一部を認識することは困難である。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、簡素な構成でありながら、視認者が、一部の画像生成部に生成された画像を虚像として視認することが容易な表示装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、所定の画像を表示する画像表示部を備える表示装置において、
前記画像表示部からの光を反射するミラーと、
前記画像表示部と前記ミラーとの間に介装され、前記画像表示部からの光を透過する一方で前記ミラーが反射した光を視認者側に反射するハーフミラーと、
を備え、
前記画像表示部は、同一面に、実像として提供される第１画像を生成する第１領域と、虚像として提供される第２画像を生成する第２領域とを含み、
前記第２領域に生成された第２画像は、前記ミラーによって前記ハーフミラー側に反射され、さらに、前記ハーフミラーによって前記視認者側に反射される表示装置が提供される。

本発明においては、画像表示部の第１領域で第１画像が生成され、且つ第２領域で第２画像が生成される。すなわち画像表示部が画像生成部を兼ねる。その上で、画像表示部の第２領域に生成された第２画像を、ミラー及びハーフミラーによって、第１領域の所定箇所に表示される虚像として視認者に提供するようにしている。

このため、虚像を表示するための画像生成部（光源）を別途設ける必要がない。この分、表示装置の構成の簡素化を図ることができる。しかも、第２領域を、視認者に視認され得る第２画像を生成する部位として、有効に活用することができる。

本発明の実施の形態に係る表示装置の要部概略斜視図である。 図１の表示装置の要部側面断面図である。 図１の表示装置の要部概略正面図である。

以下、本発明に係る表示装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る表示装置１０の要部概略斜視図、要部側面断面図である。この表示装置１０は、自動車車両のインストルメントパネル１１に組み付けられる自動車搭載用のものである。インストルメントパネル１１には、メータバイザ１２が設けられる。図１に示すように、メータバイザ１２は、下方壁部１４と、視認者である乗員Ｐ（図２参照）から視認して左方に位置する左方壁部１６と、右方に位置する右方壁部１８と、上方壁部２０とを有し、左方壁部１６及び右方壁部１８に下方壁部１４及び上方壁部２０が個別に連なることで、略長穴形状の視認可能領域２２を形成している。

メータバイザ１２は、日光等の外部光を遮り、乗員Ｐが視認可能領域２２内を視認することを容易にする。すなわち、メータバイザ１２は遮光手段として機能する。

表示装置１０は、画像生成部を兼ねる画像表示部２６（いわゆるディスプレイ）を有する。画像表示部２６の、乗員Ｐに臨む正面には画像表示面が設けられる。また、正面の裏面、換言すれば、乗員Ｐから視認し得ない背面には、制御部２８が設けられる。

図１及び図２に示すように、画像表示部２６の大部分は、メータバイザ１２の下方壁部１４と上方壁部２０の間に位置するとともに、その上端は、上方壁部２０よりも上方となる。換言すれば、メータバイザ１２の上方壁部２０は、画像表示部２６の上端に覆い被さる。この覆い被さりにより、画像表示部２６は、下方壁部１４と上方壁部２０の間に位置する第１領域３０と、上方壁部２０によって隠される第２領域３２とに区画される。

乗員Ｐは、第１領域３０で生成された画像を直接視認することが可能である。すなわち、第１領域３０で生成された第１画像３４（図３参照）は実像として提供される。一方、第２領域３２で生成された第２画像３６は、第１領域３０内の、図３に示す位置に虚像として提供される。この点については後述する。なお、第１画像３４と第２画像３６の表示内容は、互いに相違する。

図３に示すように、メータバイザ１２の下方壁部１４、左方壁部１６、右方壁部１８は、それぞれ、画像表示部２６の下端、左端、右端に覆い被さる。このため、乗員Ｐは、メータバイザ１２の下方壁部１４、左方壁部１６、右方壁部１８、上方壁部２０で囲繞される視認可能領域２２内に表示された第１画像３４（情報）を実像として視認することができる。なお、図３では、第１領域３０において、自動車車両が所定の道路を走行していること、及び走行速度（進行速度）が１００ｋｍ／時であることを表示する場合を例示している。また、参照符号３８は、第２領域３２内で所定の画像を生成する部位である。

メータバイザ１２の内部には、メータバイザ１２とともに外部光を遮る遮光手段であるサブバイザ４０（図２参照）が設けられる。サブバイザ４０の、第２領域３２に臨む部位には開口４２が形成されている。サブバイザ４０の内部には、この開口４２に臨むようにしてミラー４４が設けられている。さらに、ミラー４４にはモータ４６（反射角度変更手段）が付設されている。ミラー４４とモータ４６の間には図示しないワイヤが張設されており、モータ４６は、前記ワイヤを送り出すか、又は巻き取る。その結果として、ミラー４４の傾斜角度が変化する。

ミラー４４は第２領域３２から所定間隔で離間しており、このため、ミラー４４と画像表示部２６の間にクリアランスが形成される。このクリアランスに、傾斜姿勢で位置決め固定されたハーフミラー４８の上部が挿入される。換言すれば、ハーフミラー４８は、ミラー４４と画像表示部２６の間に介装される。ハーフミラー４８は、後面側（乗員Ｐから離間する側）からの光を透過する一方、前面側（乗員Ｐに近接する側）からの光を反射する。

図１に示すように、サブバイザ４０には、光を通過させるための光通過孔５０が形成される。すなわち、ミラー４４によって反射された光は、光通過孔５０を通過してハーフミラー４８に到達することが可能である。なお、図１においては、理解を容易にするべく図面を簡素化している。例えば、モータ４６等は図示していない。

なお、サブバイザ４０には、ハーフミラー４８の前面に位置するレンズ５２が嵌め込まれる。従って、乗員Ｐは、表示装置１０からの情報を、レンズ５２を介して視認する。

以上の構成において、図２に示すように、サブバイザ４０の下方壁部５４の前端は、好ましくは乗員Ｐ（典型的には運転者）の視線となると想定される高さ位置Ｈから視認したときにミラー４４を遮蔽する位置に設定される。また、メータバイザ１２の下方壁部１４の前端は、好ましくは高さ位置Ｈから視認したときにサブバイザ４０の下方壁部５４を遮蔽する位置に設定される。

本実施の形態に係る表示装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

運転者（例えば、乗員Ｐ）によって自動車車両が始動されると、表示装置１０が起動される。その後、表示装置１０を構成する画像表示部２６は、第１領域３０に所定の第１画像３４を生成する。図３に示す一例では、自動車車両が所定の道路を走行していることと、その走行速度とが第１領域３０に第１画像３４として生成される。第１画像３４は、図２に示すようにハーフミラー４８の後面側から照射されるので、ハーフミラー４８を透過し、実像として乗員Ｐに提供される。自動車車両の走行中、画像表示部２６は、制御部２８の制御作用下に、この実像提供を継続して行う。

この場合、自動車の走行速度が所定の閾値を超過すると、制御部２８は、第２領域３２の、図３に示す部位３８に、「所定の警告画像を生成する」との指令を発する。この指令を受けた画像表示部２６は、部位３８に、赤色の長方形を第２画像３６として生成する。なお、図３では、部位３８内にハッチングを付すことで、赤色を呈していることを表している。

部位３８に生成された第２画像３６は、図２に示すようにハーフミラー４８の後面側から照射されるので、上記と同様にハーフミラー４８を透過する。ここで、ハーフミラー４８の前面側にはミラー４４が配設されている。従って、第２画像３６はミラー４４によって反射される。反射された第２画像３６は、光通過孔５０を通過し、ハーフミラー４８の第１領域３０の前面に入射する。このように、サブバイザ４０に光通過孔５０を形成することにより、第２画像３６がサブバイザ４０に遮られることなくハーフミラー４８に入射させることが容易となる。

また、ミラー４４がサブバイザ４０の内部に設けられているので、乗員Ｐがミラー４４を視認すること、換言すれば、ミラー４４の存在を認識することは困難である。このため、ミラー４４が乗員Ｐに視認されることを防止するべくメータ等の計器の配置レイアウトを工夫する必要がない。すなわち、計器の配置レイアウトに制約を受けることが回避される。

上記したように、ハーフミラー４８は、前面から入射された光としての第２画像３６を乗員Ｐ側に反射する。従って、乗員Ｐは、第１領域３０から反射された第２画像３６を間接的に、換言すれば、虚像として視認することができる。本実施の形態では、第２画像３６は、第１画像３４中の走行速度表示領域に重なる。すなわち、赤色の長方形が、第１領域３０内に表示された走行速度に重畳される。その結果、乗員Ｐは、「走行速度が赤色の長方形内に収まっている」と認識し、これにより、走行速度が所定の閾値を超過して警告が表示されたことを速やかに知覚することができる。

このように、本実施の形態によれば、画像生成部が画像表示部２６を兼ねている。また、画像表示部２６の第２領域３２に生成された第２画像３６を、ミラー４４及びハーフミラー４８によって、第１領域３０の所定箇所に表示される虚像として乗員Ｐに提供するようにしている。このため、虚像を表示するための画像生成部（光源）を設ける必要がない。この分、表示装置１０の構成の簡素化を図ることができる。

しかも、第２領域３２を、乗員Ｐに視認される第２画像３６を生成する部位として有効に活用することができる。従って、画像表示部２６の表示領域を拡張することなく、換言すれば、表示装置１０を大型化することなく、多種多様な情報を乗員Ｐに提供することが可能となる。換言すれば、多種多様な情報を表示する表示装置１０の小型化を図ることができる。

また、第２画像３６を、所定の条件が成立したときに第１画像３４の所定箇所に重畳されるように表示することにより、実像（第１画像３４）のみを表示したときと、実像及び虚像（第１画像３４及び第２画像３６）の組み合わせを表示したときとで、例えば、自動車車両の走行速度が如何に変化したのかを乗員Ｐが認識することが容易となる。

さらに、乗員Ｐが高さ位置Ｈから画像表示部２６を視認したとき、サブバイザ４０の下方壁部５４によってミラー４４が遮蔽されるとともに、メータバイザ１２の下方壁部１４によってサブバイザ４０の下方壁部５４が遮蔽される（図２参照）。従って、乗員Ｐがミラー４４やサブバイザ４０の下方壁部５４の存在を認識することが回避される。このため、画像表示部２６が美観に優れたものとなる。

なお、第２画像３６の、第１領域３０における表示箇所を変更することを希望する場合、モータ４６を駆動させればよい。上記したように、これに伴って前記ワイヤが送り出され又は巻き取られることにより、図２に示すように、ミラー４４の傾斜角度が変化する。その結果として、ハーフミラー４８を透過した第２画像３６に対する反射角度が変更され、第１領域３０内での第２画像３６の表示箇所が変更される。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、第２領域３２を、種々の画像を生成することが可能な部位としてもよい。この場合、制御部２８が、所定の条件が成立したときには所定の第２画像３６が生成され、別の条件が成立したときには別の第２画像３６が生成されるような制御を行うようにすればよい。

また、第２画像３６を、第１領域３０内の特定箇所に表示する必要は特になく、所定の条件が成立したときと別の条件が成立したときとで第１領域３０内の第２画像３６の表示位置を変更するようにしてもよい。このためには、制御部２８の制御作用下にモータ４６を駆動させればよい。

さらに、この実施の形態では車載用の表示装置１０を例示しているが、本発明に係る表示装置１０は特に車載用に限定されるものではなく、いわゆる定置用であってもよい。

１０…表示装置 １２…メータバイザ
１４…下方壁部 ２０…上方壁部
２２…視認可能領域 ２６…画像表示部
２８…制御部 ３０…第１領域
３２…第２領域 ３４…第１画像
３６…第２画像 ４０…サブバイザ
４４…ミラー ４６…モータ
４８…ハーフミラー ５０…光通過孔

Claims (5)

1. 所定の画像を表示する画像表示部を備える表示装置において、
   前記画像表示部からの光を反射するミラーと、
   前記画像表示部と前記ミラーとの間に介装され、前記画像表示部からの光を視認者側に透過する一方で前記ミラーが反射した光を前記視認者側に反射するハーフミラーと、
   を備え、
   前記画像表示部は、同一面に、実像として提供される第１画像を生成する第１領域と、虚像として提供される第２画像を生成する第２領域とを含み、
   前記第１領域に生成された前記第１画像は、前記ハーフミラーを透過して前記視認者側に実像として提供され、
   前記第２領域に生成された前記第２画像は、前記ハーフミラーを透過して前記ミラーに入射した後、前記ミラーによって前記ハーフミラー側に反射され、さらに、前記ハーフミラーによって前記視認者側に反射され、
   前記ミラーに、該ミラーによる前記第２画像の反射角度を変更するための反射角度変更手段が設けられ、
   前記ハーフミラーによって前記視認者側に反射された前記第２画像は、前記反射角度変更手段により、表示箇所が変更される表示装置。
2. 請求項１記載の表示装置において、前記ハーフミラーによって前記視認者側に反射された前記第２画像を前記第１領域に虚像として表示する表示装置。
3. 請求項１又は２記載の表示装置において、前記画像表示部の近傍に光が入射することを遮る遮光手段が設けられるとともに、前記画像表示部が前記遮光手段によって前記第１領域と前記第２領域に区画される表示装置。
4. 請求項３記載の表示装置において、前記ミラーが前記遮光手段の内部に配設されるとともに、前記遮光手段に、前記ミラーから前記ハーフミラーへの光路となる光通過孔が形成されている表示装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の表示装置において、当該表示装置は自動車車両に搭載されるとともに、前記第１画像として車両の進行速度を生成し、且つ前記進行速度が予め設定された所定の閾値を超過したときに、前記進行速度に重なる警告表示を前記第２画像として生成する表示装置。
   
   

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