JP5689657B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用表示装置に関し、特に、発光表示源が発する表示光を透光性の反射板で反射させることにより虚像を形成して乗員に視認させる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、各種メータなどの車両用表示装置が搭載されている。このような車両用表示装置は、例えば、走行速度やエンジン回転数などの車両の運転に際して必要な情報を運転者等の乗員に表示するためのものであるところ、近年では、差別化・高付加価値化のために、情報を単に表示するだけではなく、高級感などを演出するような新規な視覚効果を付加して表示することが求められている。

例えば、特許文献１に示されている車両用表示装置としてのコンビネーションメータ９０１は、図１１に示すように、文字板９０２及び指針９０３の実像と、ハーフミラー９１０上に結像される背景板９１２上に形成された背景パタン９１３の虚像９９９と、を重ねて乗員に視認させるものである。このようなコンビネーションメータ９０１によれば、図１２に示すように、虚像９９９が、文字板９０２（即ち、目盛９２１、数値９２２、文字９２３）及び指針９０３の実像の背後に視認されるので、これら実像が虚像９９９上に浮いているような視覚効果を得ることができた。

特開２００５−３０８４８８号公報

しかしながら、上述したようなコンビネーションメータでは、そのケースの閉じた空間内の暗色等の背景上に虚像を表示するものであるので、乗員は、その表示が虚像であるのか実像であるのか判別しづらく、単に虚像の位置に表示器があるものと認識するだけとなってしまい、そのため、表示の浮遊感に乏しく、それ以前の車両用表示装置による表示の域を超えるような新規な視覚効果を得られるものではなかった。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、浮遊感を高めた斬新な視覚効果を得ることができる車両用表示装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、前記空間内には、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられ、前記構造物が、前記虚像より前記フロントウインドウシールド側に前記虚像と並設された板状部を有する背景部材であり、前記背景部材が、光源をさらに有しており、前記板状部が、前記光源の光を導いて前記車両の室内側に向けて出光する透明な導光板であることを特徴とする車両用表示装置である。
請求項２に記載された発明は、車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、前記上面における、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像を前記アイポイントから視認したときに該虚像と重なる部分には、断面がくさび状で先端が前記車両の室内側を向くように形成された、前記車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられていることを特徴とすることを特徴とする車両用表示装置である。

請求項３に記載された発明は、車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、前記空間内には、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像が上方に視認されるように当該虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられていることを特徴とする車両用表示装置である。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記構造物が、前記上面における前記反射板より前記フロントウインドウシールド側の部分に突設された突出部材であることを特徴とするものである。
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、前記突出部材が、前記上面に設けられた凸条であることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載された発明において、前記反射板が、光の透過率を変更可能な透過率可変反射板であり、前記車両用表示装置が、前記上面における前記アイポイントから前記空間を通じて視認される部分によって前記車両外からの外光が照り返されることにより生じる照り返し光の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段によって検出された前記照度に応じて、前記透過率可変反射板の透過率を変更する透過率変更手段と、をさらに有していることを特徴とするものである。

請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載された発明において、前記発光表示源には、一方向に振動する光成分のみ通過させる表示源側偏光フィルタが設けられており、前記反射板には、前記一方向と直交する他方向に振動する光成分のみ通過させる反射板側偏光フィルタが設けられていることを特徴とするものである。

請求項８に記載された発明は、請求項１、３〜７のいずれか一項に記載された発明において、前記上面における、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像を前記アイポイントから視認したときに該虚像と重なる、部分には、断面がくさび状で先端が前記車両の室内側を向くように形成された、前記車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、メータフードの天井部分にインストルメントパネルの上面と相対して設けられた発光表示源と、車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通するメータフードの空間内に、この発光表示源から発光された表示光を該室内のアイポイントに向けて反射するように設けられた透光性の反射板と、を有しているので、乗員において、メータフードが陰となって反射板が視認しづらく、上記空間内には何も存在しないように見え、そして、発光表示源の表示光が反射板で反射されることによって上記空間内に表示光の虚像が形成される。そのため、アイポイントから上記空間を通じて視認されるインストルメントパネルの上面などを背景として、上記空間内に虚像が視認されて、何も存在しない開放感ある上記空間内に虚像が浮かび上がるような浮遊感ある斬新な視覚効果を得ることができる。また、メータフードが備える空間内には、発光表示源の表示光が反射板で反射されることによって上記空間内に形成される虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられているので、乗員がこの構造物と虚像とを同時に視認することによりそれぞれの位置を比較して、虚像に対する距離感を容易に把握することができ、視認性を向上させることができる。また、構造物が、虚像よりフロントウインドウシールド側に該虚像と並設された板状部を有する背景部材であるので、この背景部材の板状部は、乗員から見て虚像の背面側に位置し、そのため、乗員は、虚像がこの背景部材より手前にあるように視認して虚像に対する距離感を容易に把握することができる。また、背景部材が、光源をさらに有しており、そして、背景部材の板状部が、光源の光を導いて車両の室内側に向けて出光する透明な導光板であるので、虚像をその背面側から照らすことができ、虚像に対する距離感を容易に把握することができるとともに、より斬新な視覚効果を得ることができる。
請求項２に記載された発明によれば、メータフードの天井部分にインストルメントパネルの上面と相対して設けられた発光表示源と、車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通するメータフードの空間内に、この発光表示源から発光された表示光を該室内のアイポイントに向けて反射するように設けられた透光性の反射板と、を有しているので、乗員において、メータフードが陰となって反射板が視認しづらく、上記空間内には何も存在しないように見え、そして、発光表示源の表示光が反射板で反射されることによって上記空間内に表示光の虚像が形成される。そのため、アイポイントから上記空間を通じて視認されるインストルメントパネルの上面などを背景として、上記空間内に虚像が視認されて、何も存在しない開放感ある上記空間内に虚像が浮かび上がるような浮遊感ある斬新な視覚効果を得ることができる。また、インストルメントパネルの上面における、メータフードの空間内に形成される虚像をアイポイントから視認したときに該虚像と重なる部分には、断面がくさび状で先端が車両の室内側を向くように形成された、車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられているので、照り返し光が上記空間を通じてアイポイントに向かうことのないように、複数の凸条の先端の向きを適宜調整して照り返し防止部を設けることで、アイポイントに向かう照り返し光を防ぐことができ、虚像の視認性を向上させることができる。

請求項３に記載された発明によれば、メータフードの天井部分にインストルメントパネルの上面と相対して設けられた発光表示源と、車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通するメータフードの空間内に、この発光表示源から発光された表示光を該室内のアイポイントに向けて反射するように設けられた透光性の反射板と、を有しているので、乗員において、メータフードが陰となって反射板が視認しづらく、上記空間内には何も存在しないように見え、そして、発光表示源の表示光が反射板で反射されることによって上記空間内に表示光の虚像が形成される。そのため、アイポイントから上記空間を通じて視認されるインストルメントパネルの上面などを背景として、上記空間内に虚像が視認されて、何も存在しない開放感ある上記空間内に虚像が浮かび上がるような浮遊感ある斬新な視覚効果を得ることができる。また、メータフードが備える空間内には、発光表示源の表示光が反射板で反射されることによって上記空間内に形成される虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられているので、乗員がこの構造物と虚像とを同時に視認することによりそれぞれの位置を比較して、虚像に対する距離感を容易に把握することができ、視認性を向上させることができる。

請求項４に記載された発明によれば、構造物が、インストルメントパネルの上面における反射板よりフロントウインドウシールド側の部分に突設された突出部材であるので、この突出部材は虚像の下方又は概ね下方に位置し、そのため、乗員は、虚像がこの突出部材の上方に浮かび上がっているように視認して、虚像に対する距離感を容易に把握することができるとともに、さらに浮遊感ある視覚効果を得ることができる。

請求項６に記載された発明によれば、反射板が、光の透過率を変更可能な透過率可変反射板であり、車両用表示装置が、インストルメントパネルの上面におけるアイポイントからメータフードの空間を通じて視認される部分によって車両外からの外光が照り返されることにより生じる照り返し光の照度を検出する照度検出手段と、この照度検出手段によって検出された照り返し光の照度に応じて、透過率可変反射板の透過率を変更する透過率変更手段と、をさらに有しているので、インストルメントパネルの上面におけるアイポイントから上記空間を通じて視認される部分、つまり、虚像の背景となる部分によって照り返された光の照度を検出して、この照度に応じて反射板の透過率を変更することにより、虚像とその背景との輝度の差（コントラスト）を適切に調整することができ、そのため、虚像の視認性を向上させることができる。

請求項７に記載された発明によれば、発光表示源には、一方向に振動する光成分のみ通過させる表示源側偏光フィルタが設けられており、反射板には、上記一方向と直交する他方向に振動する光成分のみ通過させる反射板側偏光フィルタが設けられているので、表示源側偏光フィルタを通過した表示光は、一方向に振動する光成分のみとなり、そして、この光成分は、該一方向と直交する他方向に振動する光成分を含まないので反射板側偏光フィルタを通過することができず、そのため、表示光が反射板を直線的に抜けることにより生じる漏れ光を防止でき、インストルメントパネルの上面で反射された漏れ光によるハレーション、及び、車両用表示装置がフロントウインドウシールドに写り込んだ像からの漏れ光によるハレーションを防止することができる。

請求項８に記載された発明によれば、インストルメントパネルの上面における、メータフードの空間内に形成される虚像をアイポイントから視認したときに該虚像と重なる、部分には、断面がくさび状で先端が車両の室内側を向くように形成された、車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられているので、照り返し光が上記空間を通じてアイポイントに向かうことのないように、複数の凸条の先端の向きを適宜調整して照り返し防止部を設けることで、アイポイントに向かう照り返し光を防ぐことができ、虚像の視認性を向上させることができる。

本発明の一実施形態である車両用表示装置を備えた車両の室内の斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１の車両用表示装置の斜視図である。 図１の車両用表示装置が備える表示装置の液晶セルの動作を説明する図である。 図１の車両用表示装置が備える制御基板の構成を示す機能ブロック図である。 図１の車両用表示装置のインストルメントパネルへの組み付けを説明する図である。 図１の車両用表示装置の表示例を説明する図であって、（ａ）は、虚像が表示されていない状態を示し、（ｂ）は、走行速度を示す虚像が表示された状態を示し、（ｃ）は、エンジン回転数を示す虚像が表示された状態を示す。 車両用表示装置のコンバイナユニット（反射板）が偏光フィルタ層を有しない場合に生じる漏れ光によるハレーションを説明するための図である。 図１の車両用表示装置の変形例（背景部材）の構成を示す断面図である。 図１の車両用表示装置の他の変形例（照り返し防止部）の構成を示す断面図である。 従来の車両用表示装置を説明する断面図である。 図１１の車両用表示装置の正面図である。

以下、本発明に係る車両用表示装置の一実施形態を、図１〜図１０を参照して説明する。

図１に示すように、車両１には、その室内２における車両１前方にフロントウインドウシールド３が設けられており、このフロントウインドウシールド３の下方には、インストルメントパネル４が設けられている。

インストルメントパネル４（以下、インパネ４という）は、黒色の合成樹脂などを用いて構成されており、後述する車両用表示装置１１や図示しない各種操作スイッチなどが設けられている。このインパネ４の上面５は、つや消し加工が施されているとともに、図２に示すように、車両１の前後方向（図２の左右方向）における中央部付近に緩やかな凹曲面部５ａが形成されている。そして、この凹曲面部５ａの運転席正面の部分には、車両用表示装置１１が組み付けられる長方形状の開口５ｂと、該開口５ｂに覆い被さるメータフード６が設けられている。

メータフード６は、車両１の幅方向（図２の手前−奥方向）に間隔をあけて互いに相対するように凹曲面部５ａに立設された、開口５ｂを間に挟む、略台形板状の一対の側壁部分６ａ、６ｂと、これら一対の側壁部分６ａ、６ｂの先端に長手方向両端部が連接されるとともに、上面５と平行に且つ間隔をあけて相対するように配設された長方形板状の天井部分６ｃと、を有しており、略コ字状に構成されている。

また、メータフード６は、一対の側壁部分６ａ、６ｂと天井部分６ｃとによって囲われた、室内２側とフロントウインドウシールド３側とを連通する、空間６ｄを有している。なお、メータフード６は、このような形状に限らず、例えば、インパネ４の上面５と滑らかに連続するように形成された円弧状の天井部分のみからなるアーチ形状など、少なくとも室内２側とフロントウインドウシールド３側とを連通する空間を備えているものであればよい。

車両用表示装置１１は、図２、図３に示すように、ケース２０と、発光表示源としての表示装置３０と、反射板としてのコンバイナユニット４０と、制御基板５０と、を備えている。車両用表示装置１１は、上述したメータフード６、空間６ｄ、及び、インパネ４の開口５ｂにまたがって配設される。

ケース２０は、床板部２１と、一対の側板部２２、２３と、収容部２４と、を有している。

床板部２１は、インパネ４の開口５ｂと略同一の長方形板状に形成されており、この開口５ｂ内に配設される。また、床板部２１の上面２１ａは、インパネ４の上面５と連続する面となるように形成されている。つまり、本実施形態においては、インストルメントパネル４の上面５と床板部２１の上面２１ａとが、請求項中の上面に相当する。

一対の側板部２２、２３は、略直角三角形板状に形成されており、一の鋭角部２２ａ、２３ａが床板部の一方の面２１ａと同方向（図２の上方）を向くようにして、床板部２１の長手方向両端部に垂直に立設されている。一対の側板部２２、２３は、それぞれメータフード６の一対の側壁部分６ａ、６ｂの内側（即ち、空間６ｄ側）の面に設けられた凹部（図示なし）内に配設される。

収容部２４は、全長（即ち、長手方向の長さ）が床板部２１の全長と略同一で、且つ、幅（即ち、短手方向の長さ）が床板部２１の幅より大きい平面視長方形状の平たい中空箱状に形成されている。収容部２４は、床板部２１と平行で且つ下面２４ａが床板部２１の上面２１ａと間隔をあけて相対するように、下面２４ａが一対の側板部２２、２３の一の鋭角部２２ａ、２３ａに連接されている。収容部２４の下面２４ａには、長手方向が収容部２４の全長方向に沿う長方形状の開口２４ｂが形成されている。収容部２４は、メータフード６の天井部分６ｃの内側の面に設けられた凹部６ｅ内に配設される。

また、床板部２１の上面２１ａには、突出部材２５が一体に設けられている。突出部材２５は、断面が半円形状の凸条であって、上面２１ａにおける短手方向両端部のうち一対の側板部２２、２３の直角部２２ｂ、２３ｂ側（図２の左側、つまり、フロントウインドウシールド３側）の端部に、床板部２１の長手方向に沿って配置されている。この突出部材２５は、後述する虚像Ｋが表示されたときに、該虚像Ｋとの間に間隔があくように設けられている。なお、車両用表示装置１１は、突出部材２５を設けない構成であってもよい。

表示装置３０は、周知の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である。表示装置３０は、後述の制御基板５０から制御信号を受けることにより、複数の液晶セルからなる液晶ディスプレイ上に該制御信号に応じた文字や図形などの表示情報を形成し、そして、この表示情報がバックライトによって背面から照らされることによって、該表示情報に対応する表示光Ｌが表示面３０ａから発光される。表示装置３０は、表示面３０ａが収容部２４の開口２４ｂから露出するようにして、収容部２４に収容されている。即ち、表示装置３０は、メータフード６の天井部分６ｃに床板部２１の上面２１ａと相対して設けられている。

図４に、表示装置３０の液晶セル３００の１セル部分の一例を模式的に示す。液晶セル３００は、対向配置された一対の電極基板３０１、３０２と、これら一対の電極基板３０１、３０２の間に保持された液晶層３０３と、一方の電極基板３０１に重ねて配置される入光偏光フィルタ３０４と、他方の電極基板３０２に重ねて配置される出光偏光フィルタ３０５と、で構成される。また、出光偏光フィルタ３０５における電極基板３０２と反対側の面が、表示光Ｌが発光される表示面３０ａとなる。

一対の電極基板３０１、３０２の間に保持された液晶層３０３は、電圧が印加されていない通常時（電圧ＯＦＦ時）には電極基板３０１、３０２の表面の配向膜（図示省略）に対してほぼ垂直に起立した状態に配向している。このため、入光偏光フィルタ３０４側から入光されるバックライトによる照明光３０６は、液晶分子の旋光性の影響を殆ど受けること無く液晶セル３００を素通りし、光吸収軸（即ち、通過させる光成分の振動方向）が互いに直交するように配置された入光偏光フィルタ３０４及び出光偏光フィルタ３０５の両方によって吸収（即ち、遮断）されてしまい、表示面３０ａ側へは透過しない。これにより、液晶セル３００の非選択時の画素は暗表示の部分として視認される。一方、電圧が印加されると約９０度の捩れ配向処理が施された両電極基板３０１、３０２上の配向膜に従って両電極基板３０１、３０２間で約９０度捩れた状態で液晶層３０３の液晶分子は配向されるので、その旋光性により照明光３０６は約９０度旋光する。こうして入光偏光フィルタ３０４及び出光偏光フィルタ３０５の両方を透過した光が明表示の部分として視認される。そして、複数の液晶セル３００を別個独立に制御することによって、暗表示の部分と明表示の部分とを組み合わせて表示情報を形成する。本実施形態において、出光偏光フィルタ３０５は、車両１の幅方向（即ち、請求項中の一方向）に振動する光成分のみ通過させるように設けられている。なお、出光偏光フィルタ３０５が、請求項中の表示源側偏光フィルタに相当する。

コンバイナユニット４０は、後述する制御基板５０からの制御信号によって光の透過率を変更できる（即ち、透光性の）長方形板状の透過率可変反射板である。コンバイナユニット４０は、順次積層されたハーフミラー層４１と、エレクトロクロミック層４２と、反射板側偏光フィルタとしての偏光フィルタ層４３と、を有している。

ハーフミラー層４１は、板ガラスと、該板ガラスの一方の面に蒸着された錫や銀などの光半透過膜と、を有する、周知のハーフミラーである。エレクトロクロミック層４２は、例えば、薄膜状のエレクトロクロミック素子を一対の透明導電膜で狭持して構成されており、一対の透明導電膜に印加する電圧に応じて光の透過率が変化するものである。偏光フィルタ層４３は、一つの方向に振動する光成分のみ通過させる、周知の偏光フィルタである。偏光フィルタ層４３は、車両１の前後方向（即ち、請求項中の他方向）に振動する光成分のみ通過させるように設けられている。つまり、上述した出光偏光フィルタ３０５が一方向に振動する光成分のみ通過させるところ、偏光フィルタ層４３は、この一方向と直交する他方向に振動する光成分のみ通過させる。

コンバイナユニット４０は、その長手方向両端部が、一対の側板部２２、２３の斜辺部２２ｃ、２３ｃによって、床板部２１に対し傾斜して支持されている。これにより、コンバイナユニット４０は、空間６ｄ内に、ハーフミラー層４１が室内２側を向き且つ偏光フィルタ層４３がフロントウインドウシールド３側を向くように配設されている。また、コンバイナユニット４０の傾斜角度は、表示装置３０の表示面３０ａから発光された表示光Ｌが、車両１の室内２のアイポイントＥＰに向けて反射されるように調整されている。即ち、コンバイナユニット４０は、表示装置３０から発光された表示光Ｌを車両１の室内２のアイポイントＥＰに向けて反射するように空間６ｄ内に設けられている。

本実施形態において、コンバイナユニット４０は、ハーフミラー層４１、エレクトロクロミック層４２、偏光フィルタ層４３からなる三層構造であったが、少なくともハーフミラー層４１を備えていればよく、エレクトロクロミック層４２及び偏光フィルタ層４３については備えることが好ましいが、これら一方又は両方を含まない構成でもよい。

また、本実施形態においては、一定の方向に振動する光成分のみ通過させる吸収型の偏光フィルタを偏光フィルタ層４３に用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、反射型の偏光フィルタ（即ち、偏光ビームスプリッタ）からなる偏光フィルタ層とハーフミラー層とを兼ねる偏光反射層を設けて、この偏光反射層のフロントウインドウシールド３側にエレクトロクロミック層４２を重ねてコンバイナユニット４０を構成しても良い。このようにすることで、上述した本実施形態では、表示光Ｌが、コンバイナユニット４０のハーフミラー層４１を構成する板ガラスの一方の面に設けられた半透過膜によって反射され、この半透過膜を通過した表示光Ｌの一部の光成分が、上記板ガラスの他方の面によって反射されて、虚像Ｋが二重に視認されてしまう場合があるが、コンバイナユニット４０の室内２側に（即ち、表示装置３０と相対するように）偏光反射層を設けることで、このような虚像Ｋが二重に視認されることを防止できる。

制御基板５０は、各種電子部品が実装された周知のプリント基板である。制御基板５０には、図５に示すように、マイクロコンピュータ５１（以下、ＣＰＵ５１という）と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、インタフェース部５１ｉ（以下、Ｉ／Ｆ５１ｉという）と、ＬＣＤドライバ５７と、照度センサ５８と、が設けられている。

ＣＰＵ５１は、車両用表示装置１１全体の制御を司り、ＲＯＭ５２に記憶されているプログラムに従った制御を行う。ＣＰＵ５１は、図示しない電源回路を介して車両のバッテリから供給される電力によって動作する。ＣＰＵ５１は、Ｉ／Ｆ５１ｉを介して車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ＋）のＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化（即ち、電源投入）に応じて起動し、ＩＧＮ＋のＯＮ状態からＯＦＦ状態への変化に応じて動作を終了する。

ＣＰＵ５１は、Ｉ／Ｆ５１ｉを介して、車両が単位距離走行する毎に走行パルスを出力する走行センサ（不図示）からの走行パルス信号（速度信号）と、エンジン点火系の一構成要素として構成されるイグニッションコイル（不図示）からのエンジン回転数に比例したパルス信号（エンジン回転数信号）と、が入力される。ＣＰＵ５１は、速度信号が入力されると、その信号が示す走行速度を走行速度情報として取得する。また、ＣＰＵ５１は、エンジン回転数信号が入力されると、その信号が示すエンジン回転数をエンジン回転数情報として取得する。

ＲＯＭ５２は、照度検出手段、透過率変更手段、及び、走行速度やエンジン回転数等を表示する情報表示制御手段等の各種手段としてＣＰＵ５１を機能させるための制御プログラム等を記憶している。ＣＰＵ５１は、この制御プログラムを実行することで、上記各種手段等として機能することになる。ＲＡＭ５３は、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ５１の処理作業に必要なエリアを有している。

ＣＰＵ５１には、ＬＣＤドライバ５７が接続されている。ＬＣＤドライバ５７には、表示装置３０が電気的に接続されており、ＣＰＵ５１からの制御信号により表示装置３０を駆動させる。表示装置３０は、ＣＰＵ５１からの要求に応じた各種情報を表示（即ち、表示情報に対応する表示光を発光）することが可能な構成となっている。そして、本実施形態において、ＬＣＤドライバ５７は、ＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて、表示要求された各種情報（車両の走行速度、及び、エンジン回転数）を、表示装置３０に表示させる。

ＣＰＵ５１には、インパネ４に設けられた操作スイッチ７が接続されている。そして、ＣＰＵ５１は、操作スイッチ７の押下を検出して、この押下毎に、表示装置３０に表示される情報を、走行速度又はエンジン回転数に交互に切り替える。

ＣＰＵ５１には、Ｉ／Ｆ５１ｉを介して、照度センサ５８からの照度信号が入力される。照度センサ５８は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの光検知素子を備えており、検知した照度（光量）に応じた照度信号を出力する周知の電子部品である。照度センサ５８は、制御基板５０の下面５０ａに、収容部２４の下面２４ａに設けられた貫通孔２４ｃを通じて、インパネ４の上面５におけるアイポイントＥＰからメータフード６の空間６ｄを通じて視認される部分（即ち、凹曲面部５ａ）に向くように実装されている。そして、照度センサ５８は、該凹曲面部５ａによって車両１外からの外光Ｅが照り返されることにより生じる照り返し光Ｅ’の照度を検知する。

ＣＰＵ５１には、Ｉ／Ｆ５１ｉを介してコンバイナユニット４０が接続されている。ＣＰＵ５１は、照度センサ５８からの照度信号を受信すると、該照度信号が示す照度を検出して、検出した照度に応じた制御信号をコンバイナユニット４０に出力する。具体的には、照度が高いときは、コンバイナユニット４０の透過率を下げる制御信号を出力し、照度が低いときは、コンバイナユニット４０の透過率を上げる制御信号を出力する。

次に、上述した車両用表示装置１１のインパネ４への組み付けの一例について、図６を参照して説明する。

車両用表示装置１１のケース２０には、図６に示すように、ケース２０をインパネ４に固定するための爪付ボス２６と、ブラケット２７と、が設けられている。爪付ボス２６は、太さの異なる２つの円柱が同軸に重ねられて構成されており、床板部２１の下面２１ｂにおけるフロントウインドウシールド３側の端部近傍に垂直に立設されている。爪付ボス２６の先端には、弾性変形可能な爪部２６ａが設けられている。ブラケット２７は、矩形板状に形成されており、床板部２１の下面２１ｂにおける室内２側の端部近傍に、コンバイナユニット４０と平行になるように傾斜されて、室内２側に向けて突設されている。ブラケット２７には、ねじ孔２７ａが設けられている。

以下、組み付け手順を説明する。（１）まず、車両用表示装置１１を、そのケース２０の床板部２１をインパネ４の開口５ｂに向けて上方から近づけて、床板部２１を開口５ｂ内に収容する。すると、爪付ボス２６の先端が、開口５ｂ内のフロントウインドウシールド３側に設けられたリブ８の爪受孔８ａに挿入されて、爪部２６ａが該爪受孔８ａに係止され、これと同時に、ブラケット２７が、開口５ｂ内の室内２側に設けられたリブ９に重ねられる。

（２）それから、ブラケット２７のねじ孔２７ａにタッピングネジＴを挿入して、該タッピングネジＴをリブ９と螺合させることにより、ブラケット２７とリブ９とを固定する。

（３）そして、リブ９及びブラケット２７を覆うカバー部材としてのメータクラスタ１０をインパネ４に取り付けたのち、メータフード６の一対の側壁部分６ａ、６ｂ及び天井部分６ｃに設けられた各凹部内に、ケース２０の一つの側板部２２、２３及び収容部２４が配設されるように、車両用表示装置１１にメータフード６を被せて固定することにより、組み付けが完了する。このように、インパネ４の上面５に車両用表示装置１１を組み付けるので、車両用表示装置１１の組み付け作業及び取り外し作業を容易に行うことができる。なお、図６の爪付ボス２６、ブラケット２７、リブ８、９、及び、メータクラスタ１０については、車両用表示装置１１の組み付けに関するものであるので、他図での記載を省略している。

次に、上述した車両用表示装置１１の本発明に係る動作例（作用）について説明する。

コンバイナユニット４０は、メータフード６の空間６ｄに配設されているので、メータフード６が陰となって乗員から視認されづらい。そして、コンバイナユニット４０は、フロントウインドウシールド３側から空間６ｄ内に入射した光を室内２側に向けて透過させるので、空間６ｄを通じてインパネ４の上面５（凹曲面部５ａ）が視認される。そのため、空間６ｄは、図７（ａ）に示すように、筒抜けの開放された空間として認識される。

そして、イグニッションスイッチがＯＮ状態になり、車両用表示装置１１が動作を開始すると、表示装置３０が、表示情報を示す表示光Ｌを発光して、コンバイナユニット４０が、この表示光ＬをアイポイントＥＰに向けて反射する。これにより、図７（ｂ）に示すように、凹曲面部５ａを背景として、空間６ｄ内に浮かび上がる虚像Ｋ（走行速度）が視認される。

また、虚像Ｋは、乗員から見て空間６ｄの奥側、即ち、コンバイナユニット４０のフロントウインドウシールド３側に浮かび上がるように視認され、そして、ケース２０の床板部２１におけるフロントウインドウシールド３側の端部には突出部材２５が設けられているので、虚像Ｋは、この突出部材２５の上方に間隔をあけて浮かび上がるように視認される。そして、操作スイッチ７が押下されると、図７（ｃ）に示すように、虚像Ｋ（走行速度）が他の情報を示す虚像Ｋ’（エンジン回転数）に切り替わる。

また、ＣＰＵ５１が、照度検出手段及び透過率変更手段として機能して、照度センサ５８が検知した凹曲面部５ａによる照り返し光Ｅ’の照度を検出して、この検出した照度に応じてコンバイナユニット４０の透過率を変更する。

また、表示装置３０の出光偏光フィルタ３０５が、車両１の幅方向に振動する光成分のみ通過させるように設けられており、コンバイナユニット４０の偏光フィルタ層４３が、車両１の前後方向に振動する光成分のみ通過させるように設けられているので、表示光Ｌには、車両１の幅方向に振動する光成分のみ含まれ、そして、この光成分には、車両１の前後方向に振動する光成分は含まれないので、偏光フィルタ層４３を通過できず、そのため、表示光Ｌがコンバイナユニット４０を直線的に通過して生じる漏れ光Ｍ（図８）を防止できる。

以上より、本発明によれば、メータフード６の天井部分６ｃに、床板部２１の上面２１ａと相対して設けられた表示装置３０と、車両１の室内２側とフロントウインドウシールド３側とを連通するメータフード６の空間６ｄ内に、この表示装置３０から発光された表示光Ｌを該室内２のアイポイントＥＰに向けて反射するように設けられた透光性のコンバイナユニット４０と、を有しているので、乗員において、メータフード６が陰となってコンバイナユニット４０が視認しづらく、上記空間６ｄ内には何も存在しないように見え、そして、表示装置３０の表示光Ｌがコンバイナユニット４０で反射されることによって上記空間６ｄ内に表示光Ｌの虚像Ｋが形成される。そのため、アイポイントＥＰから上記空間６ｄを通じて視認されるインストルメントパネル４の上面５（凹曲面部５ａ）などを背景として、上記空間６ｄ内に虚像Ｋが視認されて、何も存在しない開放感ある上記空間６ｄ内に虚像Ｋが浮かび上がるような浮遊感ある斬新な視覚効果を得ることができる。

また、メータフード６が備える空間６ｄ内には、虚像Ｋと間隔をあけて配された構造物としての突出部材２５が設けられているので、乗員がこの突出部材２５と虚像Ｋとを同時に視認することによりそれぞれの位置を比較して、虚像Ｋに対する距離感を容易に把握することができ、視認性を向上させることができる。

また、突出部材２５が、ケース２０の床板部２１の上面２１ａにおけるコンバイナユニット４０よりフロントウインドウシールド３側の端部に突設されているので、この突出部材２５は虚像Ｋの下方又は概ね下方に位置し、そのため、乗員は、虚像Ｋがこの突出部材２５の上方に浮かび上がっているように視認して、虚像Ｋに対する距離感を容易に把握することができるとともに、さらに浮遊感ある視覚効果を得ることができる。

また、コンバイナユニット４０が、光の透過率を変更可能な透過率可変反射板であり、車両用表示装置１１が、インストルメントパネル４の上面５におけるアイポイントＥＰからメータフード６の空間６ｄを通じて視認される部分（即ち、凹曲面部５ａ）によって車両１外からの外光Ｅが照り返されることにより生じる照り返し光Ｅ’の照度を検出して、この検出された照り返し光Ｅ’の照度に応じて、コンバイナユニット４０の透過率を変更するＣＰＵ５１（即ち、照度検出手段及び透過率変更手段）と、をさらに有しているので、インストルメントパネル４の凹曲面部５ａ、つまり、虚像Ｋの背景となる部分によって照り返された光の照度を検出して、この照度に応じてコンバイナユニット４０の透過率を変更することにより、虚像Ｋとその背景との輝度の差（コントラスト）を適切に調整することができ、そのため、虚像Ｋの視認性を向上させることができる。

また、表示装置３０には、車両の幅方向に振動する光成分のみ通過させる出光偏光フィルタ３０５が設けられており、コンバイナユニット４０には、車両の前後方向に振動する光成分のみ通過させる偏光フィルタ層４３が設けられているので、出光偏光フィルタ３０５を通過した表示光Ｌは車両の幅方向に振動する光成分のみとなり、そして、この光成分は、車両の前後方向に振動する光成分を含まないので偏光フィルタ層４３を通過することができず、そのため、図８に示すような、表示光Ｌがコンバイナユニット４０を直線状に抜けることにより生じる漏れ光Ｍを防止でき、床板部２１の上面２１ａで反射された漏れ光Ｍによるハレーション、及び、車両用表示装置１１がフロントウインドウシールド３に写り込んだ像１１’からの漏れ光Ｍ’によるハレーション（即ち、フロントウインドウシールド３の上に生じる発光）を防止することができる。

また、インパネ４の上面５に車両用表示装置１１を組み付けるので、車両用表示装置１１の組み付け作業及び取り外し作業を容易に行うことができる。

本実施形態においては、ケース２０の床板部２１の上面２１ａに突出部材２５が設けられているものであったが、これに限定されるものではなく、突出部材２５に代えて、又は、突出部材２５とともに、図９に示すような、光源６１と板状部としての導光板６２とを有する背景部材６０が設けられていてもよい。

光源６１は、床板部２１のフロントウインドウシールド３側の端部近傍に上方を向くように配設されている。導光板６２は、虚像Ｋの背面（フロントウインドウシールド３側）に該虚像Ｋと間隔をあけて略平行に設けられている。つまり、導光板６２は、虚像Ｋの背面に間隔をあけて並設されている。また、導光板６２は、その一つの端面と光源６１とが対向するように配置されている。導光板６２は、拡散ビーズを含む透明な合成樹脂で構成されている。

車両１のイグニッションスイッチがＯＮ状態になると、光源６１が点灯されて、その光が導光板６２に入光される。そして、導光板６２に入光された光は、拡散ビーズによって拡散されて、室内２側に向けて出光される。これにより、導光板６２は、発光する構造物として視認される。

このように、背景部材６０が、虚像Ｋよりフロントウインドウシールド３側に該虚像Ｋと並設された導光板６２を有するので、この導光板６２は、乗員から見て虚像Ｋの背面側に位置し、そのため、乗員は、虚像Ｋがこの導光板６２より手前にあるように視認して虚像に対する距離感を容易に把握することができる。

また、背景部材６０が、光源６１を有しており、そして、導光板６２が、光源６１の光を導いて車両の室内２側に向けて出光するので、虚像Ｋをその背面側から照らすことができ、虚像Ｋに対する距離感を容易に把握することができるとともに、より斬新な視覚効果を得ることができる。

なお、背景部材６０については、上述したような光源６１を備えずに、虚像Ｋの背面に間隔をあけて並設された、予め彩色が施された板状部のみで構成されていてもよい。

また、本実施形態において、インパネ４の上面５は単につや消し加工が施されているものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、上面５の凹曲面部５ａであって、虚像ＫをアイポイントＥＰから視認したときに該虚像Ｋと重なる部分には、複数の凸条７１からなる照り返し防止部７０が設けられていてもよい。

複数の凸条７１は、それぞれ断面がくさび状で先端７１ａが車両１の室内２側を向くように形成されている。また、複数の凸条７１は、車両１の前後方向（即ち、室内２側からフロントウインドウシールド３側に向かう方向）に沿って並列されている。つまり、複数の凸条７１は、車両１の前後方向に沿う断面がノコギリ状になるように形成されている。また、複数の凸条７１は、照り返し光Ｅ’が空間６ｄを通じてアイポイントＥＰに向かうことのないように、先端７１ａの向きが適宜調整されている。これにより、アイポイントＥＰから空間６ｄを通じて凹曲面部５ａ、即ち、照り返し防止部７０を見たとき、外光Ｅの陰となる部分のみが視認される。

このように、インストルメントパネル４の上面５における凹曲面部５ａ、即ち、虚像ＫをアイポイントＥＰから視認したときに該虚像Ｋと重なる部分には、複数の凸条７１からなる照り返し防止部７０が設けられているので、照り返し光Ｅ’が空間６ｄを通じてアイポイントＥＰに向かわないように、複数の凸条７１の先端７１ａの向きを適宜調整して照り返し防止部７０を設けることで、アイポイントＥＰに向かう照り返し光Ｅ’を防ぐことができ、虚像Ｋの視認性を向上させることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 車両
２ 室内
３ フロントウインドウシールド
４ インストルメントパネル
５ インストルメントパネルの上面（上面）
６ メータフード
６ｃ 天井部分
６ｄ 空間
１１ 車両用表示装置
２０ ケース
２１ 床板部
２１ａ 床板部の上面（上面）
２５ 突出部材（構造物）
３０ 表示装置（発光表示源）
３０５ 出光偏光フィルタ（表示源側偏光フィルタ）
４０ コンバイナユニット（反射板）
４３ 偏光フィルタ層４３（反射板側偏光フィルタ）
５０ 基板
５１ ＣＰＵ（照度検出手段、透過率変更手段）
５８ 照度センサ
６０ 背景部材（構造物）
６１ 光源
６２ 導光板
７０ 照り返し防止部
７１ 凸条
ＥＰ アイポイント
Ｅ 外光
Ｅ’ 照り返し光
Ｋ 虚像
Ｌ 表示光
Ｍ 漏れ光

Claims (8)

1. 車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、
   前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、
   前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、
   前記空間内には、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられ、
   前記構造物が、前記虚像より前記フロントウインドウシールド側に前記虚像と並設された板状部を有する背景部材であり、
   前記背景部材が、光源をさらに有しており、
   前記板状部が、前記光源の光を導いて前記車両の室内側に向けて出光する透明な導光板であることを特徴とする車両用表示装置。
2. 車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、
   前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、
   前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、
   前記上面における、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像を前記アイポイントから視認したときに該虚像と重なる部分には、断面がくさび状で先端が前記車両の室内側を向くように形成された、前記車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられていることを特徴とすることを特徴とする車両用表示装置。
3. 車両のインストルメントパネルの上面に設けられ、前記上面との間に前記車両の室内側とフロントウインドウシールド側とを連通する空間を備えた、メータフード内に配設される車両用表示装置であって、
   前記メータフードの天井部分に前記上面と相対して設けられた発光表示源と、
   前記発光表示源から発光された表示光を前記車両の室内のアイポイントに向けて反射するように前記空間内に設けられた透光性の反射板と、を有し、
   前記空間内には、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像が上方に視認されるように当該虚像と間隔をあけて配された構造物が設けられていることを特徴とする車両用表示装置。
4. 前記構造物が、前記上面における前記反射板より前記フロントウインドウシールド側の部分に突設された突出部材であることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
5. 前記突出部材が、前記上面に設けられた凸条であることを特徴とする請求項４に記載の車両用表示装置。
6. 前記反射板が、光の透過率を変更可能な透過率可変反射板であり、
   前記車両用表示装置が、
   前記上面における前記アイポイントから前記空間を通じて視認される部分によって前記車両外からの外光が照り返されることにより生じる照り返し光の照度を検出する照度検出手段と、
   前記照度検出手段によって検出された前記照度に応じて、前記透過率可変反射板の透過率を変更する透過率変更手段と、をさらに有している
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
7. 前記発光表示源には、一方向に振動する光成分のみ通過させる表示源側偏光フィルタが設けられており、
   前記反射板には、前記一方向と直交する他方向に振動する光成分のみ通過させる反射板側偏光フィルタが設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
8. 前記上面における、前記表示光が前記反射板で反射されることによって前記空間内に形成される虚像を前記アイポイントから視認したときに該虚像と重なる部分には、断面がくさび状で先端が前記車両の室内側を向くように形成された、前記車両の室内側から前記フロントウインドウシールドに向かう方向に沿って並列された、複数の凸条からなる照り返し防止部が設けられていることを特徴とする請求項１、３〜７のいずれか一項に記載の車両用表示装置。

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