JPH03182847A - 車両用反射型表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野） 本発明は、車両のインスＩ・ルノントパネル位置で運転
者に運転情報を表示する車両用表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、表示の視認速度を早めるために反Ｕ＝１面を利用
して遠方表示を行うようにした車両用表示装置が提案さ
れており、例えば、第１３図および第１４図に示すもの
がある。

第１３図の装置ば、インストルメントパイ１のメータフ
ート２２の下面に液晶表示器や蛍光表示管等の表示器２
３を取り伺けるとともにインストルメントパネル２１の
メータ表示部にハーフミラ−２４を配設し、表示器２３
の表示像をハーフ呉うー２ｉこ投影すること乙こよりこ
のハーフ呉うー２４を介して表示器２３の表示の虚像２
５を視認できるようにしたものである。

これによって、視認される虚像２５は、ハーフさラー２
４と表示器２３との間の距離分だけハーフごラー２４の
後方の奥まった位□になり、遠方表示の効果か得られる
。

また、第１４図の装置は、インストルメン［パネル３１
のメータフート３２内に、ハーフミラ３４と対向する反
射板３６とこの反射板３６に対向する表示器３３を設け
、表示器３３の表示像を反射板３６を介してハーフミラ
−３４に投影することにより、ハーフミラ−３４と反射
板３Ｇを介して表示器３３の表示の虚像３５を視認でき
るようにし７たものである。

これによって、表示器（３（３からハーフミラ−３４ま
での光路長が長くなり、例えば、前記第１３図の装置よ
りもさらに遠方表示の効果を，ＨＢＢることができる。

なお、第１３図における２７および第１４図におｉｔろ
３７ば、それぞれ表示の虚像２　５　ｇ　３　５と重音
して見られる他の表示器である。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、１−記第１３図の装；厚のよう乙こハー
フ呉うーで一回だるＪ反射させるものにあっては遠方表
示の効果が十分に得られず、、このため、Ｌ記第１４図
の装置のよう（に反射の同数を増やして光路長を長くし
ようとすると、光路の，１ｊめる体稍が大きくなって、
装置全体か大きくなるという問題がある。

本発明（Ｊ、反射面を利用して遠方表示を行う車両用反
射型表示装置において、装置全体をコンパクトにしμか
ら遠方表示のＲｌｉ　Ｅｌを長くすることを課題とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するためになした本発明の車両用反射
型表示装置は、表示器と、該表示器の表示面側に球面の
反射面を向けた反射部材と、上記表示器と上記反１４部
材との間に配され、表示器からの表示光を透過させる反
射面をイアする透光性の反射体とを備え、前記反射部材
の反射面の半径方向中心点が運転席例の視点位置として
予め設定された位置と光学的に一致または略−・致する
ように配置され、前記反射体を透過して前記反射部材の
反射面に入射する光と該反射面で反射する光の光軸が同
軸または近軸になり、かつ前記反射部材の反射面からの
反射光が前記反射体の反射面より運転席側に反射するよ
うに前記反射部材を配置したことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明の車両用反射型表示装置において、表示器かの表
示光は反射体を透過し、この透過光が反射部材で反射さ
れ、さらに、反射体で反射されて谷）ｇ．乞される。

このとき、反射部拐における入射光と反１・ｊ光の各光
軸は同軸または近軸になされているため、反射体から反
射部利まで入射光が辿る光路と、反射部材から反射体ま
で辿る反９・１光の光路とは略同−・空間を占める。

また、運転席側から反射体の反射面を介Ｌ７て反射部材
に入射する光線のうち、この反射部材と反射体の反射面
で反射されて視点位置に向かう光線は、視点位置近傍を
通って反射体に入射する光線に限られる。

〔実施例〕

第２図は本発明実施例の車両用反射型表示装置の取り付
は状態を示す図である。

図において、１は後述説明ずろようにノ＼ンクライ）・
を備えた発光型アナログメーター、２は反射体としての
プリズム、３は僅かに凹面にされた全反射性の球面εラ
ー（反別部材）であり、これら発光型アナログメーター
１、プリズム２および球面ミラー３によって実施例の表
示装置が構成されてインストルメントパネル なお、５はハンドルコラム、６はハンドル、７はフロン
トガラスである。

後述詳細に説明するように、発光型アナログメタ−１の
表示光はプリズム２を透過して球面ミラー３で反射され
て、さらにプリズム２の反射面で反射され、運転者の視
点８の近傍から見ると、プリズム２の背後の位置（車両
前方）に虚像Ｘが視認される。

第１図は上記実施例の表示装置を示す図であり、発光型
アナログメーター１の文字盤１７側には前記プリズム２
が文字盤１７に接近して配設され、プリズム２の発光型
アナログメーター】と反対側には、プリズム２と間隔を
開けて発光型アナログメーター１の文字盤１７と対向す
るように前記球面ミラー３が配設されている。

同図図示の一点鎖線は、発光型アナログメーター１から
最終的に視点位置８に向かう光線を代表するもので、こ
の光線追跡に基づいて説明すると、発光型アナログメー
ター１で発光される表示光はプリズム２の入射側の第１
面２ａに対して直角に入射するが、プリズム２の反射面
としての第２而２ｂを透過するとき光軸Ａのように屈折
して球面ミラー３に対して略直角に入射する。

一方、球面ミラー３では反射条件を満足させて、入射光
線を光軸Ａと僅かに角度を威す光軸Ｂのように反射し、
反射光線は第２面２ｂに向けられる。

さらに、反射光線は第２面２ｂで反射されて光軸Ｃの方
向の視点位置８に向けられる。ここで、光軸Δと光軸Ｂ
は同軸でも近軸でもよいが、光軸Ａと光軸Ｂは接近して
いるため、光線はプリズム２の第２面２ｂと球面ミラー
３との間を往復することになる。

したがって、この間の光路長は第２面２ｂと球面ごラー
３との距離の略２倍になり、光路を長くしながら、光路
が占める空間を小さくして装置全体をコンパクトにする
ことができる。

このときの視点位置８から視認れる虚像は、プリズム２
の第２面２ｂを見込む角度範囲内に位置し、この第２面
２ｂから虚像までの距離は、同図に（α、β＋ｒｒδ）
で示した各部材間の距離の和、 α＋β→−γ＋δ よりも大きくなる。

すなわち、球面ごラー３は僅かに凹面にされるとともに
、第５図に示したように発光型アナログメーター１は光
学的に球面ごラー３の焦点Ｆの内側にはいされているの
で、凹面鏡の作用により虚像Ｘは発光型アナログメータ
ー１の表示すイズよりも拡大されるとともに、第２面２
ｂからα十β＋γ＋δだけ離れた位置よりもさらに奥ま
った位置に視認される。

このように球面ミラー３で表示像を拡大表示するように
しているので、発光型アナログメータ１を小型化するこ
とができる。また、球面ミラー３の球の中心は視点位置
８に略一致するように設定されているので、第４図に示
したように、視点位置８側から第２面２ｂを介して球面
ミラー３に入射する光線のうち、球面ミラー３、と第２
面２ｂで反射されて視点位置８に向かう光線は、視点位
置８から第２面２ｂに向かう光線に限られる。ところが
、実際にはこの視点位置８には運転者の顔があることに
なるので、運転者は第２面２ｂを介して球面ミラー３に
入射する外光を見ることがない。

したがって、後続車のヘッドランプや日没時の太陽光等
の外光が車室内後方に入射しても、運転者は眩惑される
ことがない。

また、視点位置８との光学的な位置関係は、例えば、発
光型アナログメーター１とプリズム２をインストルメン
トパネル４に固定した状態で、球面ミラー３の角度を調
節するこにより簡単に設定することができる。

次に、視点位置８（光軸Ｃの方向）とプリズム２との位
置関係およびプリズム２の特性について説明する。

第３図はプリズム２に対して、視点位置８側から仮想の
光線ｌを入射させた状態を示す図であり、この仮想の光
線ｉの軌跡は幾何光学的に視点位置８からの視線と考え
ることができる。

プリズム２の第１面２ａと第２面２ｂのブリズ０ ム角θは、光線ｌがプリズム２の第２面２ｂからプリズ
ム２内に屈折して入射し、この入射光線ｌがプリズム２
内の第１面２ａで全反射されるような角度に設定されて
いる。すなわち、図の角度ψを第１面２ａにおける全反
射の臨界角より大きくし−（いる。なお、上記のように
第１面２ａで全反射されるときは、同図に示したように
第２面２ｂでも全反別されるようになる。

したがって、光線ｉの方向（視点位置８の方向）からプ
リズム２の第２而２ｂ＋：望んだとき、第１面２ａの外
側すなわち発光型アナログメーター１が、第２面２ｂか
らプリズム２を透して直接見えることがない。

このように、全反射により、プリズム２を透して発光型
アナログメーター１が見えることがないので、プリズム
２と発光型アナログメーター１とを極力近づけることが
でき、そのぶんプリズム２と球面ミラー３の間隔を大き
くして、遠方表示の距離を大きくすることができる。

また、上記のように光線ｌの方向から第２面２ｂを望ん
だとき、プリズム２内の第２而２ｂおよび第１面２ａを
介して、第３面２ｃの面が視認されることになるが、こ
の実施例のプリズム２は、」二記第３面２ｃに黒色の塗
装処理面２ｄが形成されており、実際には暗色に見える
だけで、この暗色を背景にして発光型アナログメーター
１の表示像が遠方表示され、コントラストが高められる
。

また、」二記第３図の光線ｒとプリズム２内の全反射に
ついて説明したように、第２面２ｂからプリズム２に人
’ｆｌする光が第１而２ａを透して発光型アナログメー
ター１に照射されることがないので、外光入射によるウ
ォッシュアウトを防止することができる。

第６図は発光型アナログメーター１の一部断面図、第７
図はその一部正面図、第８図はその分解斜視図である。

図において、１１は図示しない回路から人力される電気
信号に応じて指針軸１１ａを回動さセるメーター内機で
あり、その内部の構造は従来公知のアナログメーターの
ものを小型化したものである。Ｉ２はメーター内機１１
の指針軸１１ａ側前面に配設されたケース体、１３はケ
ース体１２内に収容されて円柱状凹面の反射面１３ａを
ケース体１２の開口側に回りたりフレフタ−，１４はリ
フレクタ−１３の焦点ｆに沿って配された冷陰極管（放
電ランプ）であり、この冷陰極管１４は、ソケット１５
とケース体１２から引き出された図示しないリード線を
介して外部の電源に接続され、高出力の光源を構成して
いる。なお、リフレクタ−１３が円柱状凹面の反射面１
３ａによって凹面鏡を形成しているので、焦点ｒは第８
図に示したように直線状になる。

１Ｇはケース体１２の開口を覆うように配設された光拡
散板、１７ば光拡散板１６の前面に配設された文字盤、
１８は文字盤１７の前面に配された円盤状の指針板であ
り、この指針板１８の中心は指針軸１１ａの先端に固定
されている。

第７図に示したように、文字盤１７には透明樹脂板に黒
色の印刷処理等によってブラックフェイス面１７ａ（斜
線の部分）が形成され、目盛と数３ 字の部分１７ｂは抜き文字ムこされ、この目盛と数字の
部分および指針板１８と重なる円形の部分は光透過性に
されている。また、指針板１８は円盤状の透明樹脂板に
黒色の印刷処理によってブラックフェイス面１８ａ（斜
線の部分）が形成され、その中心近傍から半径方向に一
部印刷しないことによて光透過性のスリット１８ｂが形
成され、このスリンｌ−１８ｂの部分が指針の役目をす
る。

なお、上記のような目盛と数字の部分１７ｂおよびスリ
ン）１８ｂは、光不透過性部材を用いて抜き彫りによっ
て形成することもできる。

ところで、一般番こ車載用のアナログメーターでは、目
盛が全周には形成されず、時計の文字盤でいう時計回り
に８時から４時の範囲に略形成されるものが多い。

この実施例の文字盤１７の目盛も、第７図に示したよう
に全周には形成しないで、指針板１８の中心は、目盛部
分の高さＨの中心よりも下に一定距離ｄだけずれた位置
に設定されている。また、第６図に示したように、リフ
レクタ−１３の反射４ 面１３ａの高さは目盛部分の高さＨを含むように設定さ
れており、さらに、その中心および冷陰極管１４の位置
は、目盛部分の高さＩ４の略中心Ｐに一致されている。

そして、指針板１８の中心に対応させて、文字盤１７、
光拡散板１６、リフレクタ−１３およびケース体１２に
は、径の小さな軸孔１７ｃ、１６ａ、１３ｂ、１２ａが
それぞれ形成されており、指針軸１１ａは各軸孔１２ａ
、１３ｂ、１６ａ、１７ｃを貫通するとともに冷陰極管
１４の下を通って指針板１８の中心に向けられている。

以上の構成によって、冷陰極管１４からの光は光拡散板
１６によって拡散されるとともにリフレクタ−１３に向
かう光は反射面１３ａによって略平行光に反射され、光
拡散板１６によって拡散される。そして、光拡散板１６
を介して文字盤１７および指針板１８の背後に均一で明
るい光が照射され、目盛と数字およびスリン）１８ｂの
部分だけが発光して見え、メーター内機１１によって指
針板１８が回動させると、発光する指針（スリント１８
ｂ）が回動して発光する目盛を指示するようになり、ア
ナログ表示が行われる。

このように、上記実施例にける発光型アナログメーター
１は、文字盤１７と指針板１８の背後に均一で明るい光
が照射されるので、目盛、文字、指針等の表示パターン
の光量にムラがなく、輝度の高い発光型アナログメータ
ーとな−、ており、本発明に係わる反射型表示装置に適
している。

上記実施例の発光型アナログメーター１では、文字盤１
７と指針板１８との間に僅かなりリアランスが設けられ
ているが、このクリアランスから光漏れが生しることが
ある。しかし、前記のように反射型表示装置に組み込ま
れていると、発光型アナログメーター１に対して光学的
に正面から見るようになり、さらに、反射面を利用して
コントラストが高められているため、この光漏れはほと
んど見えない。

なお、この光漏れをさらに低減させるために、例えば第
９図のようにしてもよい。

同図の発光型アナログメーターは、前記第８図６ の構成のうち文字盤と指針板との構成を変え、文字盤１
７′を前面に配置し、この文字盤１７′と拡散板１６と
の間に指針板１８′を配設するようにしたものである。

なお、第９図において、第８図と同様のものには同符号
を付記しである。

文字盤１７′の指針板１８′に対向する部分には開口部
１７０′が形成され、その回りの部分には前記第７図と
同様に、目盛と数字の部分１７ｂ′を抜き文字にしたブ
ラックフェイス面１７ａ’が形成されている。また、指
針板１８′は前記指針板１８と同様にブラックフェイス
面１８ａ′にスリン）　１８　ｂ’が形成されている。

文字盤１７′の開口部１７０′の周囲は、第１０図に断
面を示したように、指針板１Ｂ’側（光拡散板１６側）
に段差部１７ｄ′が形成され、この段差部１７ｄ′の部
分に指針板１８′の周囲が遊嵌されである程度のクリア
ランスが設定されている。これによって文字盤１７′と
指針板１８′とのクリアランスからの光漏れを低減する
ことができる。

７ 以上実施例の反射型表示装置では、球面ミラー３によっ
て、表示の拡大と、外光による眩惑を無くすようにいて
いるが、球面ξラー３は、第１図におで図面に垂直な方
向が長手方向になっている。

したがって、このように球面ミラー３を使用する場合、
発光型アナログメーター１の表示面（文字盤１７）を平
面にしないで、例えば、第１１図および第１２図に示し
たように、曲面形状（第１１図）あるいは多面形状（第
１２図）にすることにより、球面ミラー３による像の変
形を低減することができる。

第１１図（ａ）のものは、文字盤１７を球面ミラー３の
曲率に合わせて凸面にしたもので、この凸面の曲率半径
ｒ、は、同図（ｂ）に示したように、球面ミラー３の曲
率半径をｒＨ１文字盤１７の凸面から球面ミラー３まで
の距離をｈとしたとき、ｒｎ　＝ｒＨ−ｈ に設定されている。なお、この条件では、球面ミラー３
による収差を完全に補正することはできないが、実用上
は充分に補正の効果が得られる。

８ 第１２図（ａ）のものは、文字盤１７を球面ミラー３の
曲率半径に合わせて多面にしたもので、同図（ｂ）に示
したように、球面ミラー３の半径方向と垂直番こなる面
１７＋＝１７ｚによって多面に構成している。また、こ
の多面の各平面部分１７．．１７□には、それぞれ異な
るメーター（例えばスピードメーターとタコメーター）
の目盛が猛威されている。

このように、多面で構成した場合には、第１１図のもの
に比して球面ミラー３による収差の補正効果は低くなる
が、実用上は問題なく文字盤等の底形も容易に行うこと
ができる。なお、第１図に示したように、発光型アナロ
グメーター１の文字盤１７と球面ミラー３とは略平行に
対向しているため、文字盤１７の目盛の上下位置での収
差による変形もほとんど生しず、実用上表示品位が低下
することもない。

なお、上記の実施例では発光型アナログメーターを使用
するようにしているが、蛍光表示管や液晶表示板等の表
示器を使用してもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の車両用反射型表示装置によ
れば、表示器と、該表示器の表示面側に球面の反射面を
向けた反射部材と、上記表示器と上記反射部材との間に
配され、表示器からの表示光を透過させる反射面を有す
る透光性の反別体とを備え、前記反射部材の反射面の半
径方向中心点が運転席例の視点位置として予め設定され
た位置と光学的に一致または略一致するように配置され
、前記反射体を透過して前記反射部拐の反射面に入射す
る光と該反射面で反８］する光の光軸が同軸または近軸
になり、かつ前記反射部材の反射面からの反射光が前記
反射体の反射面より運転席側に反射するように前記反射
部材を配置するようにしたので、反射体から反射部材ま
で辿る反射光の光路と反射部材から反射体まで辿る反射
光の光路が略同−空間を占めるようになり、装置全体を
コンパクトにしながら遠方表示の距離を長くすることが
できる。なた、運転席側から反射体の反別面を介０ して反射部材に入射する光線のうち、この反射部材と反
射体の反射面で反射されて視点位置に向かう光線は、視
点位置近傍を通って反射体に入射する光線に限られるよ
うになるので、後続車のヘッドランプや日没時の太陽光
等の外光が運転者の両脇などから入射しても、運転者は
眩惑されることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の車両用反射型表示装置を示す図
、 第２図は実施例の車両用反射型表示装置の取り付は状態
を示す図、 第３図は実施例におけるプリズムの作用を説明する図、 第４図は実施例における球面くクーと視点位置との関係
を示す図、 第５図は実施例における球面ミラーと発光型アナログメ
ーターとの位置関係を示す図、第６図は実施例における
発光型アナログメーターの一部断面図、 １ 第７図は同発光型アナログノークーの−７”ＨＩＩ正面
図、 第８図は同発光型アナログメーターの分解斜視図、 第９図は発光型アナログメーターの文字盤と指針板に関
する他の実施例を示す図、 第１０図は同実施例の断面図、 第１１図は文字盤の面形状を球面にした実施例を示す図
、 第１２図は文字盤の面形状を多面にした実施例を示す図
、 第１３図および第１４図は反射板を用いた従来の表示装
置の一例を示す図である。 １・・・発光型アナログメーター、２・・・プリズム、
３・・・球面ごクー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表示器と、該表示器の表示面側に球面の反射面を
   向けた反射部材と、上記表示器と上記反射部材との間に
   配され、表示器からの表示光を透過させる反射面を有す
   る透光性の反射体とを備え、 前記反射部材の反射面の半径方向中心点が運転席側の視
   点位置として予め設定された位置と光学的に一致または
   略一致するように配置され、前記反射体を透過して前記
   反射部材の反射面に入射する光と該反射面で反射する光
   の光軸が同軸または近軸になり、かつ前記反射部材の反
   射面からの反射光が前記反射体の反射面より運転席側に
   反射するように前記反射部材を配置したことを特徴とす
   る車両用反射型表示装置。
2. （２）前記反射体はプリズムであって、該プリズムの会
   合する２面の第１面が前記表示器の表示面に対向される
   とともに第２面が当該反射体の前記反射面とされ、前記
   反射部材の反射面からの反射光が上記第２面で反射され
   る方向から当該第２面に入射する光が、当該プリズム内
   の上記第１面で全反射するように、前記会合する２面の
   角度を設定してなることを特徴とする請求項１記載の車
   両用反射型表示装置。
3. （３）前記プリズムの会合する２面以外の面が暗色系に
   処理されたものであることを特徴とする請求項２記載の
   車両用反射型表示装置。