JPS60124532A - 自動車用投影式メ−タ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は自動車用投影式メータ表示装置に関し、詳しく
は自動車のフロントガラスまたはフロントガラス近傍に
メータ表示を立体表示する自動車用投影式メータ表示装
置に関する。

〔従来技術〕

自動車に用いられているメータ表示方式として、透過照
明方式、透過型液晶表示方式、発光ダイオード表示方式
等が知られているが、いずれも自動車の運転席前方に設
けられたインストルメントパネル（計器板）内に組み込
まれて使用される。この場合、運転中の視界とメータの
位置が異なるため、運転中に運転者が速度メータを見る
場合、運転視界から視線をずらず必要が生しる。

そこで、最近では運転者が視線を動かさなくてもメータ
を見れるように、メータの一部を運転者の運転時の視界
中に置く投影式メータ表示装置（ヘッド　アップ　ディ
スプレイ）が試みられている。かかる投影式メータ表示
装置は、インストルメントパネルの上部に陰極線管（Ｃ
ＲＴ）、螢光表示管等の発光体を設け、フロントガラス
近傍に反射板を設ける構成をとり、反射板としてはガラ
スの内側に金属膜を薄くコーティングしたハーフミラ−
を用いている。

ところで、かかる投影式メータ表示装置においては、発
光体のメータ表示を見やすくするためにハーフミラ−の
反射率を上げるとハーフミラ−の透過率が下がり、前方
の視界を妨げる。このため、ハーフミラ−の反射率を一
定以上にあげることができず（通常、反射率２０〜３０
％）、その結果発光体のメータ表示が見づらいという問
題がある。

また、反射率２０％のハーフミラ−を用いた場合、反射
板表面の反射像と反射板の裏面で反射された反射像の明
るさの比は６：１程度であり、このため反射板の表面と
裏面で反射された像が重なり２重映りが生じる。これに
より、発光体のメータ表示を更に見づらいものにしてい
る。

従って、運転者の前方視界を妨げることな（、発光体の
メータ表示を容易に視認することができる自動車用投影
式メータ表示装置の開発が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされた
もので、運転者の運転時の前方視界を妨げず、発光体の
反射像であるメータ表示を２重映りなく明瞭に視認する
ことができる自動車用投影式メータ表示装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

かかる目的は、本発明によれば、自動車の車室内におい
て、運転席の前方に設けられた反射板と、この反射板に
メータ表示を投影すべ（インストルメントパネルの上部
に設、けられた発光体とを有する自動車用投影式メータ
表示装置であって、前記反射板は透明基板と、この透明
基板の表面に積層された光学干渉膜とからなり、この光
学干渉膜は前記発光体の発光スペクトルに類似した反射
スペクトルを有することを特徴とする自動車用投影式メ
ータ表示装置によって達成される。

本発明において、反射板としては透明基板に光学子ｅ膜
が積層されたものが用いられる。

透明基板としては、一般のガラスの他、ポリメチルメタ
アクリレートやポリカーボネート等の透明樹脂を用いる
ことができる。

また、光学干渉膜としては、光学薄膜が用いられる。

光学薄膜とは、ガラス等の基板表面」二にこの基板表面
における反射防止、反射増加等を目的として形成された
薄膜であり、光の干渉効果を利用するものである。光学
薄膜は１層のみで形成されることもあるが、高屈折率物
質と低屈折率物質とを交互に積層したいわゆる多Ｎ膜と
して形成されるコトモある。高屈折率物質としては、酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（Ｔ　ｉＯ２
）等が用いられ、また低屈折率物質としては、二酸化珪
素（ｓ＋ｏｉ）、弗化マグネシウム（Ｍ　ｇ　Ｆ　２）
等が用いられる。

光学薄膜を多層膜として形成した場合は、反射防止効果
、反射増加効果を一層高めることができる。また、反射
防止、反射増加を生しさせる光の波長域を広げたり、薄
膜を形成する物質の屈折率との関係において、この物質
の選択の自由度を増すことができる。

本発明においては、光学干渉膜として、酸化チタン（Ｔ
　ｉＯ２）と二酸化珪素（Ｓｉｎ２）の積層体、酸化ジ
ルコニウム（Ｚ　ｒ　Ｏ２）と弗化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ２）の積層体等を用いることができる。また、光学干
渉膜を形成する光学薄膜の膜厚は、発光体の発光スペク
トルに類似する反射スペクトルを現出できるように決め
られる。

この光学干渉膜は、真空蒸着法、イオンブレーティング
、スパツタリング等の真空成膜法により形成することが
できる。

上記反射板は、フロントガラス自体を反射板として利用
してもよいし、インストルメントパネルの上方にフロン
トガラスとは別に設けてもよい。

この反射板は、インストルメントパネルに対し４０〜５
０度傾斜して設けるのが望ましい。

本発明において、発光体としては、螢光表示管や陰極線
管等を用いることができる。この発光体は、インストル
メントパネルの上部に取り付けられ、反射板に対し約４
５度の角度に光を放射できるようにするのが望ましい。

〔発明の作用〕

本発明においては、発光体から放射された光は反射板に
より一部が反射され、抹射板に対し発光体と線対称の位
置に、発光体から放射された像が浮いて見える。このと
き、反射板の反射スペクトルは発光体の発光スペクトル
に類似しているため、例えば発光体から発する色を青緑
系とすれば、青緑系以外の光は反射板を透過するため明
るく見える。従って、反射板の反射率を５０〜７０％と
従来より大きくしても、前記特定の色の光以外は透過す
るため十分明るく、前方の視界を妨げることはない。ま
た、反射率を５０〜７０％と高くできるため、発光体の
反射像であるメータ表示を明瞭に視認することができる
。また、反射板の裏面で反射される光は、表面で反射さ
れる光に比べてがなり暗いため、実質的に２重像は見え
なくなる。

〔発明の効果〕

本発明に係る自動車用立体式メータ表示装置は以上の如
く構成されるため、以下の効果を奏する。

（イ）２Ｍ映りがなくなり視認性が向上する。

（ロ）発光体の反射像であるメータ表示が明瞭に見える
。

（ハ）反射板により運転者の前方の視界を妨げることが
ない。

〔実施例〕

次に、本発明の望ましい実施例を図面を参考にして説明
する。

（第１実施例） 第１実施例は反射板としてフロントガラスを利用した例
である。

ここで、第１図は本発明の第１実施例に係る自動車用投
影式メータ表示装置を自動車に適用した例を示す概略構
成図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は第２
図のｌ−１１１線断面図、第４図は本発明の第１実施例
に用いた螢光表示式メータの発光スペクトルと光学干渉
膜の反射スペクＩ・ルを示すグラフ、第５図は第１図を
運転席から見た概略構成図である。

第１図において、１は自動車のフロントガラスであり、
このフロントガラス１のうちハツチングの施しである部
分を反射板として利用した。即ち、第２図に示すように
、フロントガラス１の車室内側に光学干渉膜２が所定の
範囲形成され、このフロントガラス１と光学干渉膜２に
より反射板３が形成される。この反射板３の下側で、イ
ンストルメントパネル４の上部には、発光体としての螢
光表示管５が設けられている。

上記光学干渉膜２は、螢光表示式メータ６として青緑系
の色を発するものを用いたため、青緑系の色を反射する
よう構成した。即ち、第３図に示す如く、ガラス１の上
に、高屈折率物質である酸化チタン（ｎ”２．３）の光
学Ｎ膜２ａと低屈折率物質である二酸化珪素（ｎ＝１．
４５）の光学′ｔ＃膜２ｂを交互に６層積層した。この
とき、酸化チタンの光学薄膜２ａの膜厚は１６２ｎｒｎ
、二酸化珪素の光学薄膜２ｂの膜厚は３２５ｎｍとした
。また、最外層の二酸化珪素の光学Ｗ９膜２ｂの膜厚の
み、可視光域の主反射波長以外の反射を抑止するために
４２０ｎｍとした。なお、上記膜厚は、青緑色の螢光表
示管の発光最大強度波長５０５ｎｍの３／４λ膜より、
６０度方向から光が入射することを考慮して２割程厚く
しである。

この結果、第４図に示すように、発光体の発光スペクト
ルａに非常に類似した反射スペクトルｂが得られた。

この立体式メータ表示をエンジンスイッチを入れて見た
ところ、青緑色を呈する螢光表示式メータから発した光
は、反射板で約５０％が反射され、恰も４ａの位置にメ
ータがあるように見えた。このときの見え方を模式的に
示したのが第５図であり、螢光表示式メータの表示が、
例えば６０ｋｍ／ｈのときには、第５図においてｇｏｋ
ｍ／ｈが浮いて見える。

このメータ表示の像は、可視光領域（３８０ｎｍ〜７８
０ｎｍ）の平均反射率は２０％であるが、螢光表示管に
対しては反射率が約５０％であるため明るく明瞭に見え
た。

また、太陽光は、反射板が青緑色のみを反射するため、
青緑色以外の色は反射されることなくそのまま透過し、
運転席からは明るく見えた。

更に、本実施例の立体式メータ表示では、従来の如き２
重像が見られなくなった。これは従来の如く、反射板に
反射率２０％のハーフミラ−を用いた場合には、ハーフ
ミラ−の表面で反射された像と裏面で反射された像の明
るさの比が、表：裏−〇、２　：　０．８　ｘｏ、０９
４　ｘＯ，８＝３．３　：　１であるのに対し、本実施
例の場合には、表：裏−０，５：０．５ｘ０．０９４ｘ
Ｏ，５＝２１　；　１となり、裏面で反射された像の明
るさが相対的にかなり小さくなり、はとんど見えなくな
るためと解される。

（第２実施例） 第２実施例は反射板をフロントガラスの手前（運転席側
）に設けた例である。

ここで、第一６図は本発明の第２実施例に係る自動車用
投影式メータ表示装置の概要を示す概略構成図、第７図
は第６図の■−■線断面図、第８図は本発明の第２実施
例に用いた螢光表示式メータの発光スペクトルと光学干
渉膜の反射スペクトルを示すグラフである。

第６図に示す如く、フロントガラス１と平行に運転席側
に反射板３を設けた。また、この反射板３にメータ表示
の像を投影する発光体として螢光表示管５を用い、イン
ストルメントパネル４の上部に取り付けた。この反射板
３ば、透明基板としてのガラス６と光学干渉膜２からな
り、この光学干渉１５ｉｉ２は酸化ジルコニウムの光学
薄膜２Ｃと弗化マグネシウムの光学薄膜２ｄを積層した
６層膜からなる。この光学干渉膜２はスパッタリングに
よりガラス６上に形成した。なお、この光学干渉膜２の
膜厚は、螢光表示管５の赤色の発光スペクトルに合わせ
て、同じ色調の光を反射するように設定した。即ち、赤
色の螢光表示管の発光最大強度波長の３／４λ膜として
、第７図に示す酸化ジルコニウムの光学薄膜２ｃの膜厚
を２５３ｎｍ、弗化マグネシウムの光学薄膜２ｄの膜厚
を３６６ｎｍとした。但し、最外層の弗化マグネシウム
の光学薄膜２ｄのみ、可視光域の主反射波長以外の反射
を抑止するため９４．　ｎ　ｍとした。このとき、螢光
表示管５の光が、反射板３に４５度の角度で入射するこ
とを考慮し、膜厚を１割厚く設定しである。

この結果（与られた自動車用投影式メータ表示装置は、
第１実施例と同様、反射像としてのメータ表示は明るく
明瞭に見えると共に、２重映りがなく、また前方の視界
を妨げることもなかった。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る自動車用投影式メー
タ表示装置を自動車に適用した例を示す概略構成図、 第２図は第１図のＩＩ　−ｍ線断面図、第３図は第２図
のｎ＋−ｍ線断面図、 第４図は本発明の第１実施例に用いた螢光表示式メータ
の発光スペクトルと光学子５ｔｉｆｆの反射スペクトル
を示すグラフ、 第５図は第１図を運転席から見た概略構成図、第６図は
本発明の第２実施例に係る自動車用投影式メータ表示装
置の概要を示す概略構成図、第７図は第６図の■−■線
断面図、 第８図は本考案の第２実施例に用いた螢光表示式メータ
からの発光スペクトルと光学子／３−膜の反射スペクト
ルを示すグラフである。 １−−−−フロントガラス ２−−−−一光学干渉膜 ２ａ　−−−−−−酸化チタン膜（光学薄膜）２ｂ−−
−−ｍ＝酸化珪素膜（光学薄膜）２ｃｍ・−酸化ジルコ
ニウム膜（光学薄膜）２ｄ−−−−−一弗化マグネシウ
ム膜（光学薄膜）３−−−一−−反射板 ４−−−−インストルメントパネル ５−−−−螢光表示管（発光体） ６−−−−−ガラス 出願人　トヨタ自動車材式会社 第１図　第２図 ４ 第３図 第４図 ；皮表（ＪＪｍ） 第５図 第６図 第７図 第８図 波長　（Ｊ、１ｍ） 手続補正書　（方式） １．事件の表示 昭和５８年特許願第２３１８２６号 ２、発明の名称 自動車用投影式メータ表示装置 ３、補正をすると 事件との関係　特許出願人 住所　愛知県豊田市トヨタ町１番地　〒４７１昭和５９
年　２月２８日 ５、補正の対象 明細書 ６、補正の内容 量感 −７／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の車室内において、運転席の前方に設ムノ
   られた反射板と、この反射板にメータ表示を投影すべく
   インストルメントパネルの上部に設けられた発光体とを
   有する自動車用投影式メータ表示装置であって、 前記反射板は透明基板と、この透明基板の表面に積層さ
   れた光学干渉膜とからなり、この光学干渉膜は前記発光
   体の発光スペクトルに類似した反射スペクトルを有する
   ことを特徴とする自動車用投影式メータ表示装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記透明基板は
   ウィンドシールドガラスであることを特徴とする自動車
   用投影式メータ表示装置。