JP2015054628A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように、表示できる。【解決手段】 本発明の車両用表示装置１０は、第１の領域に第１の表示情報が、第２の領域に第２の表示情報が、割り付けられるようにレーザー光を出射する表示情報出力手段２０、レーザー光の第１の領域を所定の方向へ反射させる第１反射手段３０、車両のダッシュボード上に配置され、レーザー光の第１の領域を実像として表示する実像表示手段４０、レーザー光の第２の領域を投影して画像情報を出射する投影手段５０、出射された画像情報を車両のフロントガラスに向けて所定の角度で反射させる第２反射手段６０を備える。第２反射手段６０から出射された画像情報は、フロントガラスにおいて所定の方向から虚像として視認される。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両状況や車両操作に関する情報を表示する車両用表示装置に関し、特に、車両状況や車両操作に関する情報を車両のフロントガラスや専用のスクリーン等に表示する車両用表示装置に関する。

車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を車両のフロントガラスや専用のスクリーン等に表示する車両用表示装置が、例えば、特許文献１、２に開示されている。

特許文献１の車両用表示装置の構成図を図５に示す。図５に示した特許文献１の車両用表示装置９００において、液晶表示素子９１０の上部から出射された第一の表示光Ｌ１は、凹面鏡９２０において反射され、フロントガラス（投影部材）９３０に投射されて虚像Ｌ１’を表示する。一方、液晶表示素子９１０の下部から出射された第二の表示光Ｌ２は、凸レンズ９４０を介して平面鏡９５０において反射され、インストルメントパネルに露出されたスクリーン９６０の後面に投射されて実像を表示する。

特開２００５−１５３８１１号公報 特開２０１０−１６４９４１号公報

しかしながら、常時、車両速度等の車両状況に関する情報を車両のフロントガラス９３０に虚像として表示する場合、虚像と外景とが重畳されて運転者に視認されるため、運転の妨げになる可能性がある。一方、車両速度等の車両状況に関する情報をインストルメントパネルに露出されたスクリーン９６０に実像として表示する場合、運転者がスクリーン９６０に表示された情報を視認するために前方視界から視線を変更する必要があり、安全性が損なわれる可能性があると共に運転者以外の同乗者はスクリーン９６０に表示された情報を視認しにくい。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように表示できる車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る車両用表示装置は、第１の領域に第１の表示情報が、第２の領域に第２の表示情報が、割り付けられるようにレーザー光を出射する表示情報出力手段と、出射されたレーザー光の第１の領域を所定の方向へ反射させる第１反射手段と、車両のダッシュボード上に配置され、反射されたレーザー光の第１の領域を実像として表示する実像表示手段と、出射されたレーザー光の第２の領域を投影して画像情報を出射する投影手段と、投影手段から出射された画像情報を車両のフロントガラスに向けて所定の角度で反射させる第２反射手段と、を備える。ここで、第２反射手段から出射された画像情報は、フロントガラスにおいて所定の方向から虚像として視認される。

上述した本発明の態様によれば、車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように表示できる。

第１の実施形態に係る車両用表示装置１０の、（ａ）ブロック構成図、（ｂ）詳細構成図である。 第２の実施形態に係る車両用表示システム１００の、（ａ）概略構成図、（ｂ）システム構成図である。 第２の実施形態に係る車両用表示システム１００において、（ａ）表示スクリーン３００に表示情報を表示している状態、（ｂ）フロントガラス４００のスクリーン領域４００’に表示情報を表示している状態、を示す図である。 第２の実施形態の変形例に係る車両用表示装置１００Ｂのシステム構成図である。 特許文献１の車両用表示装置９００の構成図である。

（第１の実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用表示装置のブロック構成図を図１（ａ）に、詳細構成図を図１（ｂ）に示す。図１（ａ）において、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、表示情報出力手段２０、第１反射手段３０、実像表示手段４０、投影手段５０および第２反射手段６０を備える。図１（ｂ）に示すように、本実施形態において、表示情報出力手段２０、第１反射手段３０、投影手段５０および第２反射手段６０は車両のダッシュボード内に埋設された筐体７０の内部に配置され、実像表示手段４０は車両のダッシュボード上のフロントガラス８０寄りに配置されている。

表示情報出力手段２０は、第１の領域に第１の表示情報が、第２の領域に第２の表示情報が、割り付けられるようにして、レーザー光を出射する。本実施形態に係る表示情報出力手段２０は、第１の領域に車両状況に関する情報が、第２の領域に車両操作に関する情報が割り付けられたレーザー光を生成して出射する。表示情報出力手段２０は、第２の領域への第２の表示情報の割り付けは、運転者が車両の操作を行う時のみに実施する。

第１反射手段３０には、表示情報出力手段２０から出射されたレーザー光の第１の領域（車両状況に関する情報）が入射され、第１反射手段３０はそれを実像表示手段４０に向けて反射させる。本実施形態では、第１反射手段３０として凸面鏡を適用する。第１反射手段３０に凸面鏡を適用することにより、レーザー光の第１の領域は拡大された状態で実像表示手段４０に入射される。

実像表示手段４０は、運転者の視界の妨げにならない大きさに形成され、車両のダッシュボード上のフロントガラス８０寄りに配置されている。実像表示手段４０は、第１反射手段３０から反射されたレーザー光の第１の領域（車両状況に関する情報）を実像として表示する。レーザー光の第１の領域が実像として実像表示手段４０に表示されることにより、同乗者も車両状況に関する情報を容易に視認することができる。また、実像表示手段４０が車両のダッシュボード上のフロントガラス８０寄りに配置されていることから、運転者は前方視界から視線を変更することなく車両状況に関する情報を視認することができる。

投影手段５０は、表示情報出力手段２０から出射されたレーザー光の第２の領域（車両操作に関する情報）を投影し、投影した画像を画像情報として第２反射手段６０に入射させる。投影手段５０としては、例えば、半透過型スクリーンを適用することができる。

第２反射手段６０は、投影手段５０から入射された画像情報を車両のフロントガラス８０に向けて所定の角度で反射させる。第２反射手段６０は、例えば、投影手段５０から入射された画像情報を第２ミラー６２に向けて反射させる第１ミラー６１、第１ミラー６１から入射された画像情報を第３ミラー６３に反射させる第２ミラー６２および第２ミラー６２から入射された画像情報をフロントガラス８０に向けて所定の角度で反射させる第３ミラー６３によって構成することができる。第３ミラー６３は、画像情報がフロントガラス８０において運転手側のみに反射される角度で、画像情報を出射する。

第２反射手段６０から車両のフロントガラス８０に向けて反射された画像情報は、フロントガラス８０上において運転者側に反射され、運転者のみによって虚像として視認される。ここで、本実施形態では、第２ミラー６２として凸面鏡を、第３ミラー６３として凹面鏡を適用する。これにより、運転者はより広い視野角で奥行き感のある虚像を視認することができる。さらに、本実施形態においては、表示情報出力手段２０は、運転者が車両の操作を行う時のみに、レーザー光の第２の領域に第２の表示情報を割り付けて出射する。この場合、運転者が車両の操作を行う時のみに、車両操作に関する情報が虚像として視認される。

以上のように構成された車両用表示装置１０において、レーザー光の第１の領域に割り付けられた車両状況に関する情報は、車両のダッシュボード上のフロントガラス８０寄りに配置された実像表示手段４０において実像として表示される。この場合、同乗者も車両状況に関する情報を容易に視認することができると共に、運転者は前方視界から視線を変更することなく車両状況に関する情報を視認することができる。

さらに、車両用表示装置１０においては、車両操作に関する情報は運転者が車両の操作を行う時のみにレーザー光の第２の領域に割り付け、このレーザー光の第２の領域はフロントガラス８０上において運転手側に反射されて運転手のみに虚像として視認される。この場合、不要な情報が同乗者によって視認されることを避けることができる。また、車両操作に関する情報は、運転者が車両の操作を行う時のみに表示されることから、不要時に表示されて運転の妨げになることを避けることができる。

以上のように、本実施形態に係る車両用表示装置１０は、車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように、表示することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用表示システムを車両の運転席側から見た時の概略構成図を図２（ａ）に、車両用表示システムのシステム構成図を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）、（ｂ）において、本実施形態に係る車両用表示システム１００は、車両用表示装置２００、表示スクリーン３００およびフロントガラス４００上のスクリーン領域４００’から成る。

車両用表示装置２００は、車両のダッシュボードに埋設され、車両速度等の車両状況に関する情報を表示スクリーン３００に実像として表示すると共に車両の走行誘導等の車両操作に関する情報をフロントガラス４００のスクリーン領域４００’に虚像として表示する。図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両用表示装置２００は、表示情報出力部２１０、拡大ミラー２２０、半透過型内部スクリーン２３０、第１ミラー２４１、第２ミラー２４２、第３ミラー２４３およびユニット筐体２５０を備える。

表示情報出力部２１０は、表示スクリーン３００に実像として表示させるための情報をピント調整が不要なレーザー光の上方に割り付け、フロントガラス４００のスクリーン領域４００’に虚像として表示させるための情報を該レーザー光の下方に割り付けて、出射する。本実施形態に係る表示情報出力部２１０は、車両速度等の車両状況に関する表示情報をレーザー光の上方に割り付け、車両の走行誘導等の車両操作に関する表示情報をレーザー光の下方に割付ける。また、表示情報出力部２１０は、車庫入れ時等の車両操作を行う時のみに、車両操作に関する情報をレーザー光の下方に割り付ける。

拡大ミラー２２０には、車両状況等の表示情報が割り付けられたレーザー光の上方部が表示情報出力部２１０から入射する。本実施形態に係る拡大ミラー２２０は凸面鏡であり、入射された車両状況等の表示情報を含むレーザー光を拡大して表示スクリーン３００に向かって反射させる。

半透過型内部スクリーン２３０には、走行誘導等の表示情報が割り付けられたレーザー光の下方部が表示情報出力部２１０から入射する。半透過型内部スクリーン２３０は、入射されたレーザー光を投影する。投影されたレーザー光は、画像情報として第１ミラー２４１側へ入射する。本実施形態において、半透過型内部スクリーン２３０から出射された画像情報は、フロントガラス４００のスクリーン領域４００’において運転席方向のみに反射される。

第１ミラー２４１に入射された走行誘導等の表示情報を含む画像情報は、第１ミラー２４１において第２ミラー２４２に向けて反射され、第２ミラー２４２において第３ミラー２４３に向けて反射され、さらに、第３ミラー２４３において所定の角度でフロントガラス４００に向けて反射される。具体的には、第３ミラー２４３は、画像情報がフロントガラス４００上で運転手側に反射される角度で、画像情報を反射させる。本実施形態においては、第２ミラー２４２を凸面鏡で、第３ミラー２４３を凹面鏡で形成する。この場合、運転者はフロントガラス４００のスクリーン領域４００’においてより広い視野角で奥行き感のある虚像を視認することができる。

ユニット筐体２５０は金属や樹脂等によって形成された箱体である。ユニット筐体２５０は車両のダッシュボード内に埋設され、ユニット筐体２５０の内部に、表示情報出力部２１０、拡大ミラー２２０、半透過型内部スクリーン２３０およびミラー２４１、２４２、２４３が配置される。

表示スクリーン３００はダッシュボード上のフロントガラス４００寄りに配置され、運転者の視界の妨げにならない大きさに形成されている。表示スクリーン３００には、表示情報出力部２１０から出射された車両状況等の表示情報を含むレーザー光の上方部が、拡大ミラー２２０を介して入射される。表示スクリーン３００に入射された車両状況等の表示情報は表示スクリーン３００上に投影され、運転者や同乗者等によって実像として認識される。

フロントガラス４００のスクリーン領域４００’には、表示情報出力部２１０から出射された走行誘導等の表示情報を含むレーザー光の下方部が半透過型内部スクリーン２３０において画像情報に変換された後、ミラー２４１、２４２、２４３によって反射されて入射される。フロントガラス４００のスクリーン領域４００’に入射された走行誘導等の画像情報はフロントガラス４００のスクリーン領域４００’において運転席方向のみに反射され、運転者のみによって虚像として視認される。すなわち、本実施形態では、フロントガラス４００のスクリーン領域４００’をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）として用いる。

次に、本実施形態に係る車両用表示システム１００の動作手順について説明する。表示スクリーン３００に車両状況等の表示情報を実像として表示している状態を図３（ａ）に、フロントガラス４００のスクリーン領域４００’に走行誘導等の表示情報を虚像として表示している状態を図３（ｂ）に示す。

図３（ａ）に示すように、車両用表示装置２００の表示情報出力部２１０から出射されたレーザー光は、車両状況に関する情報が割り付けられた上方部が拡大ミラー２２０に入射される。拡大ミラー２２０に入射された上方部のレーザー光は拡大ミラー２２０において拡大されて表示スクリーン３００に向かって反射される。レーザー光の上方部が表示スクリーン３００に入射されることにより、車両速度等の車両状況に関する情報が表示スクリーン３００に投影され、運転者および同乗者等によって実像として視認される。

車両状況に関する情報を拡大ミラー２２０において拡大してダッシュボード上のフロントガラス４００寄りに配置された表示スクリーン３００に表示することにより、同乗者も車両状況に関する情報を容易に視認することができると共に、運転者は前方視界から視線を変更することなく車両状況に関する情報を視認することができる。

一方、図３（ｂ）に示すように、車両用表示装置２００の表示情報出力部２１０から出射されたレーザー光は、車両操作に関する情報が割り付けられた下方部が半透過型内部スクリーン２３０に入射される。半透過型内部スクリーン２３０に入射された下方部のレーザー光は半透過型内部スクリーン２３０において投影され、画像情報として出射される。半透過型内部スクリーン２３０から出射された画像情報は、ミラー２４１、２４２、２４３において反射されてフロントガラス４００のスクリーン領域４００’に入射される。レーザー光の下方部に対応する画像情報がフロントガラス４００のスクリーン領域４００’に入射されることにより、車両の走行誘導等の車両操作に関する情報が運転席方向のみに反射され、運転者のみによって虚像として視認される。

半透過型内部スクリーン２３０において車両操作に関する情報を投影して画像情報に変換した後、フロントガラス４００により運転手側のみに反射させることにより、不要な情報が同乗者に視認されることを避けることができる。また、表示情報出力部２１０は、車庫入れ時等の車両操作を行う時のみに車両操作に関する情報をレーザー光の下方に割り付けることから、不要時に車両操作に関する情報が表示されて運転の妨げになることを避けることができる。さらに、第２ミラー２４２として凸面鏡を、第３ミラー２４３として凹面鏡を適用することにより、運転者はより広い視野角で奥行き感のある虚像を視認することができる。

以上のように、本実施形態に係る車両用表示システム１００においては、車両速度等の車両状況に関する情報をダッシュボード上のフロントガラス４００寄りに配置された表示スクリーン３００に表示する。この場合、同乗者も車両状況に関する情報を容易に視認することができると共に、運転者は前方視界から視線を変更することなく車両状況に関する情報を視認することができる。

また、本実施形態に係る車両用表示システム１００においては、車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、車庫入れ時等の必要時のみに半透過型内部スクリーン２３０およびミラー２４１、２４２、２４３を介してフロントガラス４００のスクリーン領域４００’ に表示する。この場合、不要な情報が同乗者に視認されることを避けることができると共に、運転者は車両操作に関する情報を必要な時のみに広い視野角で奥行き感のある虚像として視認することができる。

従って、本実施形態に係る車両用表示システム１００は、車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように、表示することができる。

（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態の変形例について説明する。第２の実施形態では、運転者および同乗者に視認させる表示情報を、ダッシュボード上のフロントガラス４００寄りに配置された表示スクリーン３００上に投影した。これに対して本実施形態では、表示スクリーン３００を配置する代わりに、フロントガラス４００上に貼り付けられたつや消しフィルムを適用する。本実施形態に係る車両用表示システムのシステム構成図を図４に示す。

図４に示した車両用表示システム１００Ｂは、車両用表示装置２００Ｂ、つや消しフィルム５００Ｂおよびフロントガラス４００Ｂ上のスクリーン領域４００Ｂ’から成る。車両用表示装置２００Ｂおよびフロントガラス４００Ｂ上のスクリーン領域４００Ｂ’は、第２の実施形態で説明した車両用表示装置２００およびフロントガラス４００上のスクリーン領域４００’と同様であるため、詳細な説明を省略する。

つや消しフィルム５００Ｂは、例えば、偏光散乱シートによって構成され、フロントガラス４００Ｂの下方領域に貼り付けられる。つや消しフィルム５００Ｂは、拡大ミラー２２０Ｂから入射されたレーザー光を実像として表示する。ここで、つや消しフィルム５００Ｂが請求項のスクリ−ンシート部材に相当する。

本実施形態に係る車両用表示システム１００Ｂは下記のように動作する。すなわち、表示情報出力部２１０Ｂからは、上方部に車両状況等の車両状況に関する情報が、下方部に走行誘導等の表示情報が、割り付けられたレーザー光が出射される。

表示情報出力部２１０Ｂから出射されたレーザー光の上方部は拡大ミラー２２０Ｂにおいて拡大されてフロントガラス４００Ｂ側に反射される。フロントガラス４００Ｂ側に反射されたレーザー光の上方部はつや消しフィルム５００Ｂに入射され、つや消しフィルム５００Ｂ上で実像として投影される。

つや消しフィルム５００Ｂ上に実像として投影された情報は、同乗者によっても容易に視認される。また、フロントガラス４００Ｂの下方に貼り付けられたつや消しフィルム５００Ｂに車両速度等の車両状況に関する情報を表示する場合、運転者は前方視界から視線を変更することなく安全に車両状況に関する情報を視認することができる。

一方、走行誘導等の表示情報は、車庫入れ時等の走行誘導が必要な時のみに、レーザー光の下方部に割り付けられて表示情報出力部２１０Ｂから出射される。そして、表示情報出力部２１０Ｂから出射された走行誘導等の表示情報は、第２の実施形態と同様に、半透過型内部スクリーン２３０Ｂにおいて画像情報に変換された後、ミラー２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂによって反射され、フロントガラス４００Ｂのスクリーン領域４００Ｂ’上において運転者のみにより虚像として視認される。従って、不要な情報が運転者および同乗者に表示されることを低減することができる。

上記のように、本実施形態に係る車両用表示システム１００Ｂも、車両速度等の車両状況に関する情報や車両の走行誘導等の車両操作に関する情報を、運転の妨げにならないように、且つ、必要な者が必要な時に容易に視認できるように、表示することができる。さらに、本実施形態に係る車両用表示システム１００Ｂは、表示スクリーンをダッシュボード上に配置する代わりにフロントガラス４００Ｂの下方領域につや消しフィルム５００Ｂが貼り付けることにより、ダッシュボード上の空間を占有する必要がないと共にシステムのコストを下げることができる。

本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

１０ 車両用表示装置
２０ 表示情報出力手段
３０ 第１反射手段
４０ 実像表示手段
５０ 投影手段
６０ 第２反射手段
６１ 第１ミラー
６２ 第２ミラー
６３ 第３ミラー
７０ 筐体
８０ フロントガラス
１００、１００Ｂ 車両用表示システム
２００、２００Ｂ 車両用表示装置
２１０、２１０Ｂ 表示情報出力部
２２０、２２０Ｂ 拡大ミラー
２３０、２３０Ｂ 半透過型内部スクリーン
２４１、２４１Ｂ 第１ミラー
２４２、２４２Ｂ 第２ミラー
２４３、２４３Ｂ 第３ミラー
２５０、２５０Ｂ ユニット筐体
３００ 表示スクリーン
４００、４００Ｂ フロントガラス
４００’、４００Ｂ’ スクリーン領域
５００Ｂ つや消しフィルム
９００ 車両用表示装置
９１０ 液晶表示素子
９２０ 凹面鏡
９３０ フロントガラス
９４０ 凸レンズ
９５０ 平面鏡
９６０ スクリーン

Claims (7)

1. 第１の領域に第１の表示情報が、第２の領域に第２の表示情報が、割り付けられるようにレーザー光を出射する表示情報出力手段と、
   前記出射されたレーザー光の第１の領域を所定の方向へ反射させる第１反射手段と、
   車両のダッシュボード上に配置され、前記反射されたレーザー光の第１の領域を実像として表示する実像表示手段と、
   前記出射されたレーザー光の第２の領域を投影して画像情報を出射する投影手段と、
   前記投影手段から出射された画像情報を車両のフロントガラスに向けて所定の角度で反射させる第２反射手段と、
   を備え、
   前記第２反射手段から出射された画像情報は、前記フロントガラスにおいて所定の方向から虚像として視認される、車両用表示装置。
2. 前記第１の表示情報は車両状況に関する情報であり、
   前記第２の表示情報は車両操作に関する情報であり、
   前記表示情報出力手段は、車両の操作を行う時のみに前記レーザー光の第２の領域に第２の表示情報を割り付ける、
   請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記第２反射手段は、前記画像情報が前記フロントガラスにおいて運転手側に反射される角度で、前記画像情報を反射させ、
   前記第２反射手段から出射された画像情報は、前記フロントガラスにおいて運転手のみによって虚像として視認される、
   請求項１または２記載の車両用表示装置。
4. 前記第１反射手段は凸面鏡であり、
   前記第２反射手段は、
   前記投影手段から出射された画像情報を第２ミラーへ出射する第１ミラーと、
   凸面鏡で構成され、前記第１ミラーから入射された画像情報を第３ミラーに出射する第２ミラーと、
   凹面鏡で構成され、前記第２ミラーから入射された画像情報を前記フロントガラスに向けて所定の角度で出射する第３ミラーと、
   により構成される、
   請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用表示装置。
5. 前記投影手段は、半透過型スクリーンである、請求項１乃至４のいずれか１項記載の車両用表示装置。
6. 前記表示情報出力手段、第１反射手段および第２反射手段は、前記ダッシュボード内に埋設された筐体内に配置される、請求項１乃至５のいずれか１項記載の車両用表示装置。
7. 車両のダッシュボード上に配置された実像表示手段の代わりに、前記実像表示手段として前記フロントガラス上に貼り付けられたスクリ−ンシート部材を用いる、請求項１乃至６のいずれか１項記載の車両用表示装置。

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