WO2016163316A1 - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

　高価な機械式の計器装置（アナログメータ）などを不要化すると共に、立体感に優れた多様で多目的な表示を行うことができるようにする。　運転席の前方に情報を表示可能な車両用表示装置（１）に関する。 運転席の前方に立体物（２）が設置されている。 この立体物（２）の手前側に透過反射部材(３)が配設されている。 この透過反射部材（３）に画像を投影して、透過反射部材（３）に投影された画像の虚像を上記立体物（２）に重ねて表示可能な表示パネル（５）が設けられている。 上記立体物が、手前側から奥側へ向かって延びると共に、少なくとも一部に手前側から奥側へ向けて縮径する縮径部（２１）を有する筒状体（２２）とされている。 上筒状体（２２）が、内部に指針回動領域を形成する計器構成部材（５２）とされている。 上記表示パネル（５）が、計器構成部材（５２）の内側に指針（５３）の虚像を表示可能とされている。

Description

車両用表示装置

　本件は、車両用表示装置に関するものである。

　自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルには、運転に必要な情報を表示するための計器装置が設けられている。このような計器装置には、通常、機械式のアナログメータなどが用いられている。この機械式の計器装置（アナログメータ）は、ステッピングモータなどの指針駆動装置や、指針制御回路などの各種の構成を備えているため、高価なものとなっている。

　そして、この計器装置の内部や外部などに対して液晶パネルなどの表示パネルを設置することも行われている。

　これに対し、運転席の前方に上記した機械式の計器装置を設置し、この計器装置の手前側にハーフミラーなどの透過反射部材を配設すると共に、この透過反射部材に画像を投影して、透過反射部材に投影された画像の虚像を計器装置に重ねて表示させる表示パネルを設けるようにしたものも開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００９－２３６６４４号公報 特開２００９－７５０２６号公報 特開２０１４－２４０２１３号公報

　しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に記載された車両用表示装置は、既存の機械式の計器装置と、表示パネルとの両方を用いていたため、コストが高くなっていた。
　しかも、特許文献１のものは、平面的な文字板を有する計器装置に対して表示パネルの画像を重ねるようにしているので、十分な立体感を得ることが難しく、立体的な表示効果が低かった。
　また、特許文献２のものは、立体的な文字板を有する計器装置に対して表示パネルの画像を単純に重ねるようにしているので、立体感を得ることはできるものの、立体的な文字板の狭い範囲に対して表示パネルによる小さな画像を重ねるようにしているため、画像の表示効果が単調で単純なものとなっていた。
　なお、特許文献３のように、機械式の計器装置ではなく、道路を模した先細りの傾斜面を有する立体的なオブジェ（造形物）を配置するようにしたものも提案されているが、先細りの傾斜面を有する立体的なオブジェは、形状があまりにも特化され過ぎているため、経路案内などの単一の用途にしか使用することができなかった。

　そこで、本件は、上記した問題点を解決することを、主な目的としている。

　上記課題を解決するために、本件は、
  運転席の前方に情報を表示可能な車両用表示装置において、
  運転席の前方に立体物が設置されており、
  該立体物の手前側に透過反射部材が配設されており、
  該透過反射部材に画像を投影して、透過反射部材に投影された画像の虚像を前記立体物に重ねて表示可能な表示パネルが設けられていると共に、
  前記立体物が、手前側から奥側へ向かって延びると共に、少なくとも一部に手前側から奥側へ向けて縮径する縮径部を有する筒状体とされており、
  該筒状体が、内部に指針回動領域を形成する計器構成部材とされていると共に、
  前記表示パネルが、計器構成部材の内側に指針の虚像を表示可能とされていることを特徴とする。

　本件によれば、上記構成によって、筒状体を有する上記立体物と透過反射部材と表示パネルとを有する構成によって、高価な機械式の計器装置（アナログメータ）などを不要化すると共に、立体感に優れた多様で多目的な表示を行うことができる。

本実施の形態にかかる車両用表示装置の表示状態を示す斜視図である。 第１の表示例を示す図１の正面図である。 図１の非表示状態の斜視図である。 図３の側面図である。 図３の立体物の斜視図である。 図５の立体物を別の方向から見た斜視図（単品図）である。 図２の左側部分の表示を拡大した図である。 図４の変形例である。 第２の表示例を示す正面図である。 第３の表示例を示す正面図である。 第４の表示例を示す正面図である。

　以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
  図１～図１１は、この実施の形態を説明するためのものである。なお、奥側および手前側は、車両用表示装置を見る者を基準としている。よって、奥側は車両前方側となり、手前側は車両後方側となる。

　＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

　自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの運転席の前方に対し、図１、図２に示すように、情報を表示させるようにした車両用表示装置１を設ける。ここで、運転席の前方は、インストルメントパネルの、運転席側の部分や幅方向の中央部などのことである。

　この実施例では、車両用表示装置１を以下のようなものとする。

　（１）図３、図４に示すように、運転席の前方に立体物２が設置される。
  この立体物２の手前側に透過反射部材３が配設される。
  この透過反射部材３に画像を投影して、透過反射部材３に投影された画像の虚像を上記立体物２に重ねて表示可能な表示パネル５が設けられる。

　ここで、上記した立体物２は、少なくとも指針駆動装置（例えば、ステッピングモータ）などの機械部品を有さない、金属製や樹脂製のオブジェ（造形物）のことである。立体物２の詳細については後述する。透過反射部材３は、例えば、ハーフミラーなどとされる。表示パネル５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬパネルやその他のものなどとされる。透過反射部材３は、表示パネル５の表示を手前側から見て立体物２と重なって見えるように反射させる角度に傾斜配置される。

　（２）図５、図６に示すように、上記立体物２が、手前側から奥側へ向かって延びる筒状体２２を有するものとされる。
  この筒状体２２が、少なくとも一部に手前側から奥側へ向けて縮径する縮径部２１を有するものとされる。

　ここで、筒状体２２は、例えば、円筒状や角筒状のものとされる。この場合には、筒状体２２は、円筒状を基本形状としている。縮径部２１は、例えば、ほぼ円錐状（或いは、角錐状）またはほぼ部分円錐状（或いは、部分角錐状）の部分などとされる。この場合、筒状体２２は、円筒状の外筒部分と、その内側の内筒部分とを有する内外二重筒構造のものとなっている。内外二重筒構造の筒状体２２は、外筒部分と内筒部分とが、手前側でつながっている。そして、主に、内筒部分が表示に利用されるようになっている。この筒状体２２（の内筒部分）は、ほぼ全体が縮径部２１とされている。
　このような筒状体２２は、１個または複数個設けることができる。この場合、筒状体２２は、横に２個並設されている。２個の筒状体２２は、奥側が取付板２５に取付けられて一体化されている。そして、２個の筒状体２２は、取付板２５ごと、枠状のハウジング２６（図３、図４参照）の内部に収容されている。上記した透過反射部材３は、このハウジング２６の開口部２７を覆うように取付けられている。また、上記した表示パネル５は、開口部２７の縁部からハウジング２６の手前側へ突出する（またはハウジング２６の外に出る）ように設置されている。表示パネル５は、開口部２７または取付板２５の全域に及ぶ大きさのものとされている。

　（３）上記筒状体２２が、その軸心位置に、奥側から手前側へ向かって延びる突起部３１を有するものとされる。

　ここで、突起部３１は、細い円柱形状や角柱形状やその他の形状などとすることができる。突起部３１は、先端に平らな面を設けることにより、平らな面を表示領域などに使用することができる。

　（４）上記筒状体２２が、軸線方向の中間部における、表示パネル５の画像が表示される位置またはその周辺に、段差部４１を有するものとされる。

　ここで、表示パネル５の画像が表示される位置とは、透過反射部材３に投影された表示パネル５の画像（虚像）が結像される位置のことである。段差部４１は、縮径部２１の中間部の位置に設けられている。縮径部２１は、段差部４１の手前側と奥側とで、傾斜角度を同じにしても良い。または、傾斜角度は、異ならせても良い。なお、上記した突起部３１の先端の平らな面は、段差部４１とほぼ同じ位置、または、若干手前側の位置などに形成されるようにするのが、表示領域として使用するには好ましい。

　（５）上記筒状体２２が、内部に指針回動領域を形成する計器構成部材５２とされる。
  そして、上記表示パネル５が、図７に示すように、計器構成部材５２の内側に指針５３の虚像を表示するものとされる。

　ここで、指針回動領域は、文字通り、機械式の計器装置（アナログメータ）において、指針５３が回動するほぼ円形状の領域のことである。指針回動領域には、例えば、速度計となるものや、回転計となるものや、その他のものなどが存在する。計器構成部材５２は、内側を指針回動領域とし、外側をその他の表示領域とするための区画部材である。よって、計器構成部材５２は、円形断面を有するものとするのが好ましい。なお、例えば、表示による指針５３の先端部に対し、指針５３や、後述する筒状体２２の照明色とは異なる色の光（部分発光部５５）などを表示させるようにしても良い。このような、部分発光部５５は、表示による指針５３であることによって、創り出すことが可能なものである。更に、表示パネル５は、指針回動領域の内側に、（速度計や回転計などのための）目盛部（小目盛）や数値表示部を表示させるようにしても良い。なお、指針５３や目盛部（小目盛）や数値表示部は、上記した段差部４１の位置に表示させるようにするのが好ましい。

　（６）この際、上記指針５３の虚像が、上記突起部３１の先端よりも奥側に表示可能とされるようにするのが好ましい。

　（７）上記立体物２が照明部６１を有するものとされる。
  そして、上記透過反射部材３が、上記照明部６１の非照明時に上記立体物２を透けて見えなくする透過率を有するものとされる。

　この場合、照明部６１は、立体物２の内部または裏面側に設けられたＬＥＤなどの光源と、この光源からの光を立体物２の表面側へ透過させるための窓部とを有するものなどとされる。窓部には、透明または半透明（有色または無色）の樹脂による光透過部材を設けることができる。光源や光透過部材は、任意の色に着色することができる、また、光源は、色を変えられるようにすることができる。なお、照明部６１は、表示パネル５の表示によって構成することも可能である。
　立体物２は、照明部６１として、少なくとも、手前側照明部６５と、奥側照明部６６とを有するものとされる。更に、立体物２は、照明部６１として、中間照明部６７と、突起先端照明部６８とを有するようにしても良い。このうち、手前側照明部６５は、指針回動領域の外側の境界を示す円とされている。奥側照明部６６は、目盛部（小目盛）や数値表示部の内側の境界を示す円とされている。中間照明部６７は、手前側照明部６５と奥側照明部６６との間に位置して、目盛（例えば、大目盛）を示す複数本の放射状の線とされている。この中間照明部６７は、上記した段差部４１の位置を通るように形成される。突起先端照明部６８は円形のものなどとされる。
　透過反射部材３は、暗色系のものや、スモーク調のものなどが使用される。

　（８）上記照明部６１が、上記立体物２に対して車両前後方向の異なる位置に複数設けられている。
  そして、車両前後方向に位置の異なる照明部６１は、手前側が明るくなり、奥側が暗くなるように照明可能とされている。

　この場合には、手前側照明部６５を明るく照明し、奥側照明部６６を手前側照明部６５よりも暗く照明させるようにしている。更に、突起先端照明部６８を、最も明るいハイライト照明としている。明るさの違いは、光源の違いや光源に印加する電流の違いなどによって実施することができる。

　（９）図４に示すように、上記表示パネル５が、上側に下向きで配置されるようにする。
  そして、上記透過反射部材３が、前傾状態で配置されるようにする。

　ここで、表示パネル５は、ハウジング２６の開口部２７の上縁部の位置にほぼ水平状態で取付けられている。表示パネル５は、透過反射部材３の上側に位置されている。

　（１０）または、図８に示すように、上記表示パネル５が、下側に上向きで配置されるようにする。
  そして、上記透過反射部材３が、後傾状態で配置されるようにする。

　ここで、表示パネル５は、ハウジング２６の開口部２７の下縁部の位置にほぼ水平状態で取付けられている。表示パネル５は、透過反射部材３の下側に位置されている。

　＜作用効果＞この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
　（作用効果１）立体物２と透過反射部材３と表示パネル５とで車両用表示装置１を構成した。そして、表示パネル５の画像を透過反射部材３に投影することにより、図２などに示すように（図９～図１１の別の表示例も併せて参照）、透過反射部材３に投影された画像の虚像を、運転席の前方に設置された立体物２に重ね合わせて、プロジェクトマッピングのように表示させることができる。これにより、表示パネル５の画像を立体的な表示に見せることができ、新たな表示効果を有する車両用表示装置１を得ることができる。

　（作用効果２）立体物２が筒状体２２を有するようにした。これにより、筒状体２２によって区画された内側の領域や外側の領域をそれぞれ利用して、様々な画像を表示することができる。筒状体２２は、形状が特異なものではないため、多彩な用途に使用することが可能である。しかも、筒状体２２を複数設けることで、表示パネル５の表示領域を複数に分けて多様で多目的な表示を行わせることもできる。

　そして、筒状体２２が、少なくとも一部に縮径部２１を有することにより、筒状体２２の内側に表示された画像に、縮径部２１による遠近感のある立体的な表示効果を与えることができる。

　（作用効果３）筒状体２２の軸心位置に突起部３１を設けた。この突起部３１があることで、筒状体２２の内側に表示された画像に、対比効果による、より遠近感のある立体的な表示効果を与えることができる。しかも、突起部３１は、縮径部２１との協働作用によって、その立体的な表示効果を一層強調することができる。例えば、突起部３１の先端部を指針キャップに見立てることで、後述するように、筒状体２２の内部に画像による指針５３を表示した場合に、指針５３を本物のように見せることができる。また、例えば、突起部３１の先端の平らな面を独立した表示領域として使用することも可能となる。

　（作用効果４）筒状体２２の画像が表示される位置またはその周辺に段差部４１を設けた。これにより、車両用表示装置１の製造時に、表示パネル５の画像を表示させる位置を、段差部４１に合わせて調整することが可能となり、表示位置にバラ付きのない高精度な車両用表示装置１を製造することが可能になる。また、段差部４１と表示パネル５の表示とを関連付けることによって、立体的表示効果を高めることができる。例えば、後述するように、筒状体２２の段差部４１の位置に画像による指針５３を表示すれば、筒状体２２に照明部６１の照明によって形成される目盛と表示による指針５３との視差をなくすことなどができる。

　この際、更に、表示による指針５３の先端部に、指針５３や筒状体２２の照明色とは異なる色の光を表示させるようにすれば、表示による指針５３が指している位置を一層明瞭化することができる。

　（作用効果５）筒状体２２を計器構成部材５２とすると共に、図２に示すように、表示パネル５が計器構成部材５２の内側に指針５３（や数値や小目盛など）を表示することにより、筒状体２２と表示パネル５の表示とによって立体感のある架空の計器部を造り出すことができ、しかも、この架空の計器部を本物の計器部であるかのように見せることができる。加えて、この（架空の）計器部は、ステッピングモータなどの高価な指針駆動装置が不要であるため、その分コストを下げることができると共に、指針駆動装置の設置スペースや指針駆動装置のための制御回路（または制御基板）などを無くすことができる。更に、筒状体２２を複数設けて、複数の架空の計器部を造り出すこともできる。

　なお、既に上記したように、筒状体２２の軸心位置に突起部３１を設けることにより、突起部３１を指針キャップに見せることができる。また、筒状体２２に段差部４１を設けることにより、段差部４１を指針５３の現示位置にして、表示による指針５３が示す位置を明確に認識させることができる。
　反対に、図９の右側に示すように、計器構成部材５２の内側に指針５３を表示しないことにより、筒状体２２の内側を、計器部以外のものを表示する領域にすることも可能となる。

　（作用効果６）上記したように、指針５３の虚像を、突起部３１の先端よりも奥側に表示させるようにした。これにより、突起部３１の先端にある指針キャップの奥側から指針５３が横へ延びているように見せることができ、指針５３周辺の立体感を向上させて、指針５３をより本物のように見せることができる。特に、上記したように指針５３を段差部４１の位置に現示させると効果的である。

　（作用効果７）立体物２が照明部６１を有すると共に、透過反射部材３が立体物２を透けて見えなくする透過率を有するものとされた。これにより、照明部６１の非照明時には、立体物２が見えなくなるため、図１０（図中右側の立体物２のみを消灯した場合）や図１１（両方の立体物２を消灯した場合）に示すように、表示パネル５の画像がそのまま透過反射部材３に投影して見えることになる。その結果、立体物２に妨げられることなく、表示パネル５の画像を広げて表示したりフル表示したりすることができる。なお、具体的な透過率については、トライアンドエラーなどによって設定および調整することができる。

　そして、照明部６１の照明時には、立体物２が透けて見えるようになるため、図２や図９に示すように、表示パネル５の画像を立体物２と組み合わせて投影させることができる。これにより、立体的な表示効果を得ることができる。

　このように、照明部６１の照明と非照明とを使い分けることで、多彩な表示を創り出すことができる。例えば、上記したように、架空の計器部を造り出すようにした場合には、図２に示すような、計器部が２個以上存在してこれらの間が表示パネル５の平面的な画像（例えば、経路表示画面など）となる表示とすることができる。また、図９に示すような、計器部が１個存在し、別の円形の表示領域が１個存在し、これらの間が表示パネル５の平面的な画像（例えば、経路表示画面など）となる表示とすることができる。更に、図１０に示すような、計器部が１個存在して、その外側全体が表示パネル５の平面的な画像（例えば、カーナビ画面など）となる表示とすることができる。また、計器部をなくす場合には、図１１に示すように、計器部がなく全面が表示パネル５の平面的なフル画像（例えば、カーナビ画面など）となる表示を行わせることができる。

　（作用効果８）図７に示すように、車両前後方向に位置の異なる照明部６１を、手前側が明るく、奥側が暗くなるように照明できるようにした。これにより、照明の明暗の差によって手前側がより近く、奥側がより遠くにあるように感じさせて、表示の立体感を更に強調することができる。また、奥側が暗くなるように照明することにより、画像の表示とのコントラストを保ちながら、立体感を生じさせることができる。

　更に、立体物２を計器部とした場合に、突起先端照明部６８に最も明るいハイライト照明を行って画像による指針５３と合成することにより、画像による指針５３を、実際の指針キャップを有する現実の指針５３であるかのように見せることができ、質感を向上させることができる。

　また、複数の照明部６１の照明（の明るさ）を、表示パネル５の表示内容に合わせて個別にコントロールすることにより、立体物２と表示との間に一体感を持たせることができる。

　更に、例えば、照明を行っている立体物２の内側部分に、表示パネル５の表示でマーカーを表示させておき、このマーカーの明るさを表示パネル５の表面に設置したセンサーで検知することにより、立体物２の照明の明るさをコントロールして表示パネル５の表示と一体感を持たせるように制御することなども可能となる。

　（作用効果９）表示パネル５と透過反射部材３とを、図４に示すように配置することで、表示パネル５と透過反射部材３との具体的に実施可能な配置を得ることができる。

　（作用効果１０）表示パネル５と透過反射部材３とを、図８に示すように配置することで、表示パネル５と透過反射部材３との上記とは別の具体的に実施可能な配置を得ることができる。

　以上、実施例を図面により詳述してきたが、実施例は例示にしか過ぎないものである。よって、実施例の構成にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本件に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが本件に含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が本件のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが本件に含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、本件に含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

　１　　車両用表示装置
　２　　立体物
　３　　透過反射部材
　５　　表示パネル
　２１　縮径部
　２２　筒状体
　３１　突起部
　４１　段差部
　５２　計器構成部材
　５３　指針
　６１　照明部

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１５年４月６日に、日本国特許庁に出願された特願２０１５－０７７５５８に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は、完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (8)

1.   運転席の前方に情報を表示可能な車両用表示装置において、
     運転席の前方に立体物が設置されており、
     該立体物の手前側に透過反射部材が配設されており、
     該透過反射部材に画像を投影して、透過反射部材に投影された画像の虚像を前記立体物に重ねて表示可能な表示パネルが設けられていると共に、
     前記立体物が、手前側から奥側へ向かって延びると共に、少なくとも一部に手前側から奥側へ向けて縮径する縮径部を有する筒状体とされており、
     該筒状体が、内部に指針回動領域を形成する計器構成部材とされていると共に、
     前記表示パネルが、計器構成部材の内側に指針の虚像を表示可能とされていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 　請求項１に記載の車両用表示装置であって、
     前記筒状体が、その軸心位置に、奥側から手前側へ向かって延びる突起部を有していることを特徴とする車両用表示装置。
3. 　請求項２に記載の車両用表示装置であって、
     前記指針の虚像が、前記突起部の先端よりも奥側に表示可能とされていることを特徴とする車両用表示装置。
4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用表示装置において、
     前記筒状体が、軸線方向の中間部における、表示パネルの画像が表示される位置またはその周辺に、段差部を有していることを特徴とする車両用表示装置。
5. 　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用表示装置において、
     前記立体物が照明部を有していると共に、
     前記透過反射部材が、前記照明部の非照明時に前記立体物を透けて見えなくする透過率を有するものとされていることを特徴とする車両用表示装置。
6. 　請求項５に記載の車両用表示装置において、
     前記照明部が、前記立体物に対して車両前後方向の異なる位置に複数設けられており、
     車両前後方向に位置の異なる照明部は、手前側が明るく、奥側が暗くなるような照明が可能であることを特徴とする車両用表示装置。
7. 　請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用表示装置において、
     前記表示パネルが、上側に下向きで配置されており、
     前記透過反射部材が、前傾状態で配置されていることを特徴とする車両用表示装置。
8. 　請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用表示装置であって、
     前記表示パネルが、下側に上向きで配置されており、
     前記透過反射部材が、後傾状態で配置されていることを特徴とする車両用表示装置。

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