JPH07101268A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ないスペースで多くの情報を高級感を持た
せて表示する。 【構成】 光源１６の光が液晶パネル１８を介して投影
レンズ２０により投影される。第１パネル２２及び第２
パネル２４は加えた電界に応じて透過率が変化し、液晶
パネル１８による画像が結像可能になる。この液晶パネ
ル１８による画像の切り換わりに同期して第１パネル２
２及び第２パネル２４に加える電界を切り換えられ、第
１パネル２２、第２パネル２４及び第３パネル２６に順
に結像される。この結像画像はミラー２８により反射さ
れ、ドライバーへ至る。これにより、ドライバーは光軸
４０Ａ、４２Ａ、４４Ａの延長上の共役光路長（ミラー
２８から各パネルまでの共役長）の位置の虚像２２Ａ、
２４Ａ、２６Ａを、奥行きを感じるように立体的に目視
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用表示装置にかか
り、特に、ドライバーが運転時に必要な情報である車両
の速度、エンジン回転速度及び燃料の残量等を表示する
ためのスピードメータ、タコメータ及び残量計等の画像
を虚像を含む画像として表示する車両に搭載された車両
用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のインストルメントパネルには、車
両の速度、エンジン回転速度及び燃料の残量等を表示す
るためのスピードメータ、タコメータ及び残量計等のド
ライバーが運転時に必要な情報を報知する車載メータが
配設されている。この車載メータには、水温計や距離計
等の車両の状態を示すものもある。

【０００３】最近では、操縦安定性や快適な走行性能を
向上させるために、ＧＰＳ（グローバルポジショニング
システム）等の測位システムを用いたナビゲーションシ
ステム、及びエンジンをコンピュータ制御するときのシ
ステム異常を監視する自己診断装置（ダイアグノーシス
装置）等の装置による多種類の情報を、ドライバーに報
知可能になってきている。このように、ドライバーに対
して多種類の情報を報知可能になってきている。

【０００４】このような、多種類の情報を表示する表示
装置として、奥行きのある立体的な表示によって高級感
を持たせることができる車両用表示装置が開示されてい
る（特開昭６４−５２５３３号公報）。この車両用表示
装置では、インストルメントパネル内の同一平面上に配
置された第１及び第２の表示器を有し、第１の表示器の
前面に配置されたハーフミラーに第２の表示器の画像を
反射板を介して投影し、第１の表示器と第２の表示器と
の画像を重畳表示する。この車両用表示装置を用いれ
ば、複数の情報をドライバーが目視する同一の領域に報
知でき、効率よくかつ多種類の情報を報知することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような第１の表示器と第２の表示器との画像を重畳表示
する従来の車両用表示装置では、第１の表示器と第２の
表示器とを並べて配置するため、情報毎に表示器が必要
であると共に、これらの表示器を配置するために装置が
大型になり、多くのスペースが必要になるという問題が
ある。

【０００６】本発明は、上記事実を考慮して、少ないス
ペースで、より多くの情報を表示して高級感のある車両
用表示装置を得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の車両用表示装置は、各々略平行に配設された
透過率が可変可能な複数の被投影手段と、前記複数の被
投影手段に向けて複数の画像を時系列的に投影する投影
手段と、前記投影手段から投影された画像に同期して該
画像に対応する被投影手段に該画像が投影されるように
各被投影手段の透過率を可変させる制御手段と、を有し
ている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、投影手段により時系列的に投
影された複数の画像が、各々略平行に配設された透過率
が可変可能な複数の被投影手段へ向けて投影される。こ
の複数の被投影手段の各々は、制御手段により、投影手
段から投影された画像に同期して該画像に対応する被投
影手段に該画像が投影されるように透過率が可変され
る。

【０００９】これにより、投影される複数画像の各々
は、各画像に対応する被投影手段に投影され、ドライバ
ーには複数の被投影手段の各々に投影される画像が認知
される。従って、複数の情報を表示することができ、効
率よく多種類の情報を報知することができる。また、各
々略平行に配設され光路長が異なるため、複数の画像は
ドライバーに奥行きを感ずるように立体的に投影でき
る。

【００１０】なお、被投影手段の１つについて透過率を
常時一定にして、他の被投影手段の透過率を可変するよ
うにすれば、透過率が一定の被投影手段には反射ミラー
やスクリーン等の拡散板を用いることができ、被投影手
段の構成を簡略化することができると共に制御が簡略化
する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。本実施例はインストルメントパネルに配
設されたスピードメータ等による多数の車両の状態をま
とめて表示する車両用表示装置に本発明を適用したもの
である。

【００１２】図１に示すように、車両用表示装置１０
は、外光を遮光するための架台１２を備えており、架台
１２はインストルメントパネル１４に取り付けられてい
る。この架台１２の内部は中空とされ、架台１２の高さ
方向（図１の矢印ＵＰ方向）の最上部位置には反射鏡を
有する光源１６が配設されている。光源１６の光線射出
側には、制御回路３２に接続され入力信号に応じた画像
を形成するための液晶パネル１８及び投影レンズ２０が
順に配設されている。この液晶パネル１８には、後述す
るように高速応答性が要求されるため、ＴＦＴ（薄膜ト
ランジスタ）を表示単位（画素）として設けてネマチッ
ク液晶等の液晶に加える電界強度を制御するアクティブ
マトリクス型ＬＣＤ等の液晶パネルを用いることが好ま
しい。また、本実施例では、この投影レンズ２０は、後
述する第１パネル２２、第２パネル２４及び第３パネル
２６が配設された位置の範囲内で液晶パネル１８に形成
された画像を結像できるように焦点深度が深いレンズが
用いられている。これら光源１６、液晶パネル１８及び
投影レンズ２０によって投影手段としての画像投影部１
５を構成している。

【００１３】投影レンズ２０の射出側には、被投影手段
としての画像形成部２１を構成する第１パネル２２、第
２パネル２４及び第３パネル２６が順に配設されてい
る。この第１パネル２２及び第２パネル２４は、制御回
路３２に接続されている。本実施例では、この第１パネ
ル２２及び第２パネル２４は、加えた電界に応じて透過
率が変化するエレクトロクロミック効果を有するエレク
トロクロミック素子により形成されている。従って、透
過率が最小となる予め定めた電界を供給することにより
第１パネル２２は第１のスクリーンとして機能し、同様
に第２パネル２４は第２のスクリーンとして機能する。
第３パネル２６は、所定の反射率で光を拡散するスクリ
ーンにより構成されている。

【００１４】第１パネル２２、第２パネル２４及び第３
パネル２６の反射側には、ミラー２８が所定角度で傾倒
されて配設されている。このミラー２８は、第１パネル
２２、第２パネル２４及び第３パネル２６に投影された
画像をドライバーに向けて反射するためのものである。

【００１５】ミラー２８の反射側の架台１２には透過性
が高い保護パネル３０が取付けられている。保護パネル
３０は、ドライバーが後述する虚像を目視できるに十分
な範囲を形成できる大きさに形成されている。この保護
パネル３０及び架台１２により車両用表示装置１０は密
封され、内部へのほこり等の混入を防止すると共に、架
台１２の被覆により外乱光の入射を防止している。

【００１６】次に、本実施例の作用を説明する。先ず、
ドライバーが目視する虚像について説明する。図示しな
いイグニッションスイッチをオンすると、光源１６が点
灯し光を射出する。制御回路３２からの入力信号に応じ
て液晶パネル１８には画像が形成される。この画像は、
投影レンズ２０により投影されて、第１パネル２２、第
２パネル２４及び第３パネル２６の何れかに結像され
る。

【００１７】第１パネル２２に電界を加えると、加えた
電界に応じて透過率が変化し、第１のスクリーンとして
機能し、液晶パネル１８に形成された画像は第１パネル
２２上に形成される。この光（光軸Ｌ）は第１パネル２
２で反射され、ミラー２８へ向かう光軸４４の光とな
り、ミラー２８により反射され、光軸４４Ａの光ととし
て、ドライバーへ至る。これにより、ドライバーは光軸
４４Ａの延長上の共役光路長、すなわちミラー２８から
第１パネル２２までの共役長の位置の虚像２２Ａを目視
することになる。

【００１８】第２パネル２４のみに電界を加えると、加
えた電界に応じて透過率が変化し、第２のスクリーンと
して機能し、光（光軸Ｌ）は第１パネル２２を透過して
第２パネル２４上に画像を形成する。この光軸Ｌの光は
第２パネル２４で反射され、ミラー２８へ向かう光軸４
２の光となり、ミラー２８により反射され、光軸４２Ａ
の光ととして、ドライバーへ至る。これにより、ドライ
バーは光軸４２Ａの延長上の共役光路長、すなわちミラ
ー２８から第２パネル２４までの共役長の位置の虚像２
４Ａを目視することになる。このとき、第１パネル２２
と第２パネル２４とは間隔Ｓ１を隔てて配置されている
ので、ドライバーには虚像２４Ａが第１パネル２２によ
る虚像２２Ａから間隔Ｓ１に応じた長さだけ奥行きを以
て認知されることになる。

【００１９】第１パネル２２及び第２パネル２４に電界
を加えない場合には、光源１６からの光の光軸Ｌは第１
パネル２２及び第２パネル２４を透過して第３パネル２
６へ至り、第３パネル２６上に画像を形成する。投影レ
ンズから射出された光軸Ｌの光は第３パネル２６で反射
され、ミラー２８へ向かう光軸４０の光となる。この光
は、ミラー２８により反射され、光軸４０Ａの光ととし
て、ドライバーへ至る。これにより、ドライバーは光軸
４０Ａの延長上の共役光路長、すなわちミラー２８から
第３パネル２６までの共役長の位置の虚像２６Ａを目視
することとなる。このとき、第２パネル２４と第３パネ
ル２６とは間隔Ｓ２を隔てて配置されているので、ドラ
イバーには虚像２６Ａが第２パネル２４による虚像２４
Ａから間隔Ｓ２に応じた長さだけ奥行きを以て認知され
ることになる。

【００２０】ここで、本実施例では、液晶パネル１８に
形成される画像に同期して第１パネル２２及び第２パネ
ル２４に加える電界を切り換えている。

【００２１】液晶パネル１８には、図２（４）に示す画
像形成信号Ｊが供給される。この画像形成信号Ｊは、第
１パネル２２に結像すべき画像を表す画像信号Ｊ１、第
２パネル２４に結像すべき画像を表す画像信号Ｊ２、第
３パネル２６に結像すべき画像を表す画像信号Ｊ３から
構成されている。本実施例では、この画像信号Ｊ１には
車速やナビゲーションシステムによる現在車両の位置等
の車両状態を表すための（例えば、図３の第１パネル２
２に形成された画像に相当する）画像を形成する信号を
用い、画像信号Ｊ２には地図上のマークやタコメータ上
のレッドゾーン等の予め定められた形状の（例えば、図
３の第２パネル２４に形成された画像に相当する）画像
を形成する信号を用いている。また、画像信号Ｊ３に
は、地図上で変動する枠、線及び数字等の（例えば、図
３の第３パネル２６に形成された画像に相当する）画像
を形成するための信号が用いられる。

【００２２】この画像信号Ｊ１、画像信号Ｊ２及び画像
信号Ｊ３の３つの供給時間ｔａからなる周期Ｔは、ドラ
イバーがフリッカ（ちらつき）を感じない時間、例えば
１／３０秒に設定されている。この画像信号Ｊ１、画像
信号Ｊ２及び画像信号Ｊ３の切り換わりに同期して第１
パネル２２及び第２パネル２４に加える電界を切り換え
る。

【００２３】すなわち、第１パネル２２には、第１パネ
ル２２の透過率が図２（１）に示す特性になるように、
周期Ｔにおいて時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は略零の電界
でかつ時刻ｔ１から時刻ｔ３の間は所定の電界が加えら
れる。このため、第１パネル２２は、時刻ｔ０から時刻
ｔ１の間は第１のスクリーンとして機能すべき小さな透
過率Ｒｓでかつ時刻ｔ１から時刻ｔ３の間は略全ての光
を透過する大きな透過率Ｒｍになる。この周期Ｔによる
特性の電界を繰り返し第１パネル２２へ加える。

【００２４】同様に、第２パネル２４には、第２パネル
２４の透過率が図２（２）に示す特性になるように、周
期Ｔにおいて時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は略零でかつ時
刻ｔ０から時刻ｔ１及び時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は所
定の電界が加えられる。このため、第２パネル２４は、
時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は第２のスクリーンとして機
能すべき小さな透過率Ｒｓでかつ時刻ｔ０から時刻ｔ１
及び時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は略全ての光を透過する
大きな透過率Ｒｍになる。この周期Ｔによる特性の電界
を繰り返し第２パネル２４へ加える。なお、第３パネル
２６は、図２（３）に示すように、一定の反射率ａであ
る。

【００２５】従って、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、第
１パネル２２が略零の透過率Ｒｓになり、第１パネル２
２が第１のスクリーンとして機能して画像信号Ｊ１によ
る画像が結像される。これにより、第１パネル２２に結
像された画像による虚像２２Ａがドライバーに認知され
る（図３）。

【００２６】時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、第１パネル
２２が大きな透過率Ｒｍであるとと共に第２パネル２４
が略零の透過率Ｒｓになる。これにより、第２パネル２
４が第２のスクリーンとして機能して、第１パネル２２
を透過した画像信号Ｊ２による画像が第２パネル２４に
結像される。このため、第２パネル２４に結像された画
像による虚像２４Ａがドライバーに認知される（図
３）。

【００２７】時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、第１パネル
２２及び第２パネル２４が共に大きな透過率Ｒｍであ
り、第１パネル２２及び第２パネル２４を光が透過す
る。これにより、第１パネル２２及び第２パネル２４を
透過した画像信号Ｊ３による画像は第３パネル２６に結
像される。このため、第３パネル２６に結像された画像
による虚像２６Ａがドライバーに認知される（図３）。

【００２８】このように、周期Ｔ毎に、第１パネル２２
に結像された画像信号Ｊ１の画像による虚像２２Ａ、第
２パネル２４に結像された画像信号Ｊ２の画像による虚
像２４Ａ、及び第３パネル２６に結像された画像信号Ｊ
３の画像による虚像２６Ａがドライバーに順に認知され
る。この各パネルは所定間隔で配設されているためにド
ライバーへ至るまでの光路長が異なり、虚像２２Ａ、２
４Ａ、２６Ａは、高級感のある奥行きを感じるように立
体的にドライバーに認知される。

【００２９】また、周期Ｔは、フリッカを感じることが
ない短い間隔に設定されているため、ドライバーには各
々の虚像２２Ａ、２４Ａ、２６Ａが、ちらつくことなく
同時に現れたように認知されるので、違和感が生じるこ
とがない。

【００３０】なお、上記実施例では、第１、第２及び第
３のパネルがスクリーンとして機能する場合を説明した
が、反射率が可変のミラーを用いてもよい。この場合、
スクリーン等による実像形成はないが、光路の途中に空
中像（実像）が形成されて該空中像の虚像をドライバー
が認知することになるため、上記実施例と同様の効果を
得ることができる。また、この場合、上記のミラー２８
を配設した位置に反射率が可変のミラーを配設し、上記
第１、第２及び第３のパネルの位置の何れか１つの位置
に全反射型のミラーまたは一定で反射するスクリーンを
配置するようにしてもよい。

【００３１】また、上記実施例では、虚像を形成するた
めに３つのパネルを用いた場合を説明したが、本発明は
被投影手段の個数を３つに限定するものではなく、２つ
または４つ以上のパネルを用いてもよい。

【００３２】また、上記実施例では、光源及び液晶パネ
ルにより画像を形成したが、小型のＣＲＴを用いてもよ
い。

【００３３】上記実施例では、画像が投影される被投影
材料として、エレクトロクロミック効果を有するパネル
を用いた場合を説明したが、ゲストホスト型液晶パネル
や分散型液晶パネルを用いてもよい。この分散型液晶パ
ネルの例としては、ポリマー分散型の液晶があり、この
ポリマー分散型の液晶は光硬化性の樹脂（ポリマー）と
ネマチック液晶を加熱混合後に冷却し、樹脂硬化して液
晶分子を含んだ樹脂を形成し、無電界時には散乱し有電
界時には液晶分子内の光学的方向が同一方向に向くよう
にするものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、透
過率が可変の複数の被投影手段を略平行に配設して該被
投影手段に投影される画像に同期して虚像を形成するよ
うにしたため、少ないスペースで多くの情報を高級感を
持たせて表示することができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる車両用表示装置の要部
縦断面図である。

【図２】（１）は第１パネル、（１）は第２パネル、
（３）は第３パネルの時系列的な透過率変動を示す線図
であり、（４）は液晶パネルに供給される信号を示す線
図である。

【図３】本発明の実施例にかかる車両用表示装置をドラ
イバー側から見たイメージ図である。

【符号の説明】 １０ 車両用表示装置 １５ 画像投影部（投影手段） １６ 光源 １８ 液晶パネル ２０ 投影レンズ ２１ 画像形成部（被投影手段） ２２ 第１パネル ２４ 第２パネル ２６ 第３パネル ３２ 制御回路（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々略平行に配設された透過率が可変可
   能な複数の被投影手段と、 前記複数の被投影手段に向けて複数の画像を時系列的に
   投影する投影手段と、 前記投影手段から投影された画像に同期して該画像に対
   応する被投影手段に該画像が投影されるように各被投影
   手段の透過率を可変させる制御手段と、 を有する車両用表示装置。