JPWO2014002168A1 - 車両用情報表示装置 - Google Patents
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Abstract
フロントウインドシールドガラス自体により、又は、フロントウインドシールドガラスに設けられるコンバイナにより形成される第1反射部と、フロントウインドシールドガラスから離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示を生成することを特徴とする。
Description
本発明は、コンバイナ及び投光器を備える車両用情報表示装置に関する。
従来から、この種の車両用情報表示装置は、HUD(Head-Up Display)として知られている。このようなHUDに関して、フロントウインドシールドの面に設けられるコンバイナと、複数個の投光器(表示板)とを用いて、運転者の目の位置からの距離が異なる複数の虚像を表示しようとする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に開示されるような従来のHUDでは、フロントウインドシールドの面に沿って設けられるコンバイナのみを用いるので、表示の多様性(例えば立体的な表示)や表示範囲の拡大を実現しようとすると、投光器側の構成に工夫が必要となる。この場合、投光器側の構成が非常に大掛かりなものとなり、限られたインストルメントパネル内のスペースへの搭載性が悪くなるという問題がある。
そこで、本発明は、表示の多様性等を実現可能としつつ、搭載性が良好な車両用情報表示装置の提供を目的とする。
本発明の一局面によれば、フロントウインドシールドガラス自体により、又は、フロントウインドシールドガラスに設けられるコンバイナにより、形成される第1反射部と、
フロントウインドシールドガラスから離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、
前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、
前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示、を生成することを特徴とする、車両用情報表示装置が提供される。
フロントウインドシールドガラスから離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、
前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、
前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示、を生成することを特徴とする、車両用情報表示装置が提供される。
本発明によれば、表示の多様性等を実現可能としつつ、搭載性が良好な車両用情報表示装置が得られる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図1は、一実施例(実施例1)による車両用情報表示装置1の構成を示す図である。図1は、車両側面視であり、インストルメントパネル10やフロントウインドシールドガラス20が断面視で示されている。また、図1には、インストルメントパネル10の内部に配置される投光器30が模式的に示されている。
車両用情報表示装置1は、第1コンバイナ40と、第2コンバイナ42と、投光器(表示器)30とを備える。
第1コンバイナ40は、フロントウインドシールドガラス20に設けられる。第1コンバイナ40は、フロントウインドシールドガラス20の面に沿って設けられる。従って、典型的には、第1コンバイナ40の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率に対応する。第1コンバイナ40は、任意のタイプのコンバイナであってよく、例えば、ハーフミラーから形成されてもよいし、ホログラムを用いたホログラフィックコンバイナであってもよい。ホログラフィックコンバイナの場合、ホログラムは、フロントウインドシールドガラス20の層間に封入されてもよい。また、第1コンバイナ40は、フロントウインドシールドガラス20を構成する複層ガラスの合わせ面側等に蒸着される反射膜(但し、一定以上の透過率を有する反射膜)により構成されてもよい。
第2コンバイナ42は、フロントウインドシールドガラス20(その車室側の面)から離間して設けられる。第2コンバイナ42は、図1に示すように、フロントウインドシールドガラス20の面に対して車室側に配置される。第2コンバイナ42は、第1コンバイナ40と同様、任意のタイプのコンバイナであってよいが、例えば、ホログラムを用いたホログラフィックコンバイナである。第2コンバイナ42は、下端がインストルメントパネル10により支持される態様で設けられてよい。
投光器30は、運転者に情報を伝達するための可視光線(表示光)を発生させる。投光器30からの表示光により運転者に伝達する情報(映像情報)は任意であってよい。例えば、投光器30は、車両前方風景を撮影する赤外線カメラ(図示せず)から受信した映像信号に含まれる情報(即ち前方環境情報)を含む表示光を投射してもよい。また、投光器30は、ナビゲーション装置からのナビゲーション情報を伝達するための表示光を投射してもよい。また、投光器30は、メータECUからのメータ情報(例えば車速等)を伝達するための表示光を投射してもよい。また、投光器30は、空調装置やオーディオ機器等の状態を伝達するための表示光を投射してもよい。
投光器30から投射された表示光は、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42に到達する。表示光は、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42によって観測者P(主に運転者)方向に回折され、観測者Pの前方に表示(虚像)が生成される。尚、図1には、観測者P(正確にはその目の位置P)を基準とした表示光の投射範囲(光路)が一点鎖線内で示されている。第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42により生成される表示は、絵や文字、画像等を含む任意の形態であってよい。
投光器30は、第1コンバイナ40に到達される表示光の部分を生成する第1投光部31と、第2コンバイナ42に到達される表示光の部分を生成する第2投光部32とを含む。尚、第1投光部31及び第2投光部32は、一体となって1つの投光部(投射面)を形成するものであってよい。即ち、第1投光部31及び第2投光部32は、単一の投光器30により実現されてよい。
本実施例では、上述の如く、2つのコンバイナ、即ち第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42を用いて表示を生成しているが、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42は、それぞれに係る虚像B1,B2が協動して一体的な表示B(図1参照)を生成するように配置される。
ここで、一体的な表示Bとは、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42に係る各虚像B1,B2が連続性を有することを意味する。例えば、第1コンバイナ40に係る虚像B1が、ナビゲーション情報の道路表示の一部を提供する場合、第2コンバイナ42に係る虚像B2は、虚像B1に係る道路表示に連続した道路表示(即ちこれらの道路がつながって連続性がある表示)を提供するものであってよい。また、一体的な表示Bが車速の表示である場合、第1コンバイナ40に係る虚像B1が車速の数字の上部分を形成し、第2コンバイナ42に係る虚像B2が車速の数字の下部分を形成してもよい。
図2は、比較例による車両用情報表示装置の構成を示す図である。この比較例では、第2コンバイナ42’がフロントウインドシールドガラス20に沿って設けられる点が、図1に示して上述した本実施例と異なる。この比較例では、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42’は、それぞれに係る虚像A1,A2が協動して一体的な表示A(図2参照)を生成するように配置される。
ところで、図1に示して上述した本実施例では、上述の如く、第1コンバイナ40は、フロントウインドシールドガラス20の面に沿って設けられる一方、第2コンバイナ42は、フロントウインドシールドガラス20の面から離間して設けられる。ここで、第2コンバイナ42’をフロントウインドシールドガラス20に沿って設ける比較例(図2参照)では、第2コンバイナ42’の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率と一致することになる。
他方、本実施例のように、第2コンバイナ42を、フロントウインドシールドガラス20の面から離間して設ける場合、第2コンバイナ42の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率に依存せずに自由に決定することができる。
従って、本実施例によれば、第2コンバイナ42の曲率を適切に設定することによって、比較例に比べて、表示範囲を拡大することができる。図2に示す例では、第2コンバイナ42は車室内側に曲率中心を有し(即ち車外側に凸となり)、第2コンバイナ42の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率よりも大きく設定される(即ち、湾曲度合いがフロントウインドシールドガラス20よりも高くなるように設定される)。これにより、図1及び図2を比較して理解できるように、投光器30の同一の投射面積に対して、本実施例の方が比較例に比べて表示範囲を拡大することができる。具体的には、本実施例では、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42は、それぞれに係る虚像B1,B2が一体となって一体的な表示B(図1参照)を生成し、比較例では、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42’は、それぞれに係る虚像A1,A2が一体となって一体的な表示A(図2参照)を生成するが、表示Bの表示範囲は、表示Aの表示範囲よりも大きい。尚、第1コンバイナ40に係る虚像B1と第1コンバイナ40に係る虚像A1については同一であり、表示範囲も同一である。
また、本実施例によれば、第2コンバイナ42の曲率や傾斜角を適切に設定することによって、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42に係る各虚像B1,B2が連続性を高めることができる。即ち、第2コンバイナ42の曲率等を適切に設定することによって、第2コンバイナ42に係る虚像B2の上端を、第1コンバイナ40に係る虚像B1の下端に近づけることができ、虚像B1,B2の連続性を高めること(シームレスな表示を実現すること)ができる。尚、図2に示す例では、第2コンバイナ42は、上端側の方が下端側よりもフロントウインドシールドガラス20に近接する態様で構成(配置)されている。また、第2コンバイナ42は、フロントウインドシールドガラス20よりもインストルメントパネル10に対する傾斜角が大きくなるように(立つ方向に)設定されている。尚、図2に示す例において、第2コンバイナ42の上端側は、フロントウインドシールドガラス20に接触してもよい(尚、この場合も、第2コンバイナ42は、上端側以外で、フロントウインドシールドガラス20から離間して設けられていることになる)。
図3は、他の実施例(実施例2)による車両用情報表示装置2の構成を示す図である。
図3に示す実施例2は、図1を参照して上述した実施例1に対して、第2コンバイナ420の配置態様が主に異なる。他の同様であってよい構成については、同一の参照符号を付して図示して説明を適宜省略する。
第2コンバイナ420は、上述した実施例1と同様、フロントウインドシールドガラス20の面(車室側の面)から離間して設けられる。第2コンバイナ420は、図3に示すように、フロントウインドシールドガラス20の面に対して車室側に配置される。フロントウインドシールドガラス20の面からの第2コンバイナ420の離間距離は、フロントウインドシールドガラス20の板厚よりも有意に大きい。第2コンバイナ420は、第1コンバイナ40と同様、任意のタイプのコンバイナであってよいが、例えば、ホログラムを用いたホログラフィックコンバイナである。第2コンバイナ420は、その下端がインストルメントパネル10から上方に延在する支持脚により支持される態様で、インストルメントパネル10に対して支持されてよい。
本実施例では、上述の如く、2つのコンバイナ、即ち第1コンバイナ40及び第2コンバイナ420を用いて表示を生成しているが、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ420は、それぞれに係る虚像C1,C2が重なって立体的な表示C(図3参照)を生成するように配置される。それぞれに係る虚像C1,C2が重なって立体的な表示Cを生成できる第1コンバイナ40及び第2コンバイナ420の配置態様は、投光器30の位置や表示光の投射範囲及び投射方向、観測者Pの位置(目の位置)等に応じて決定される。図示の例では、第2コンバイナ420は、第1コンバイナ40に対して略平行に配置されている。ここで、“略”平行とは、第2コンバイナ420や第1コンバイナ40が平面でない場合がありうることを考慮している。また、近似的な平面で考えたときでも、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ420は、平行であってもよいし、微小な角度(例えば10度以下)をなすものであってもよいことを意図している。また、第2コンバイナ420は、第1コンバイナ40に対して車両後方側に所定距離オフセットされた関係であってもよい。但し、第2コンバイナ420の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率(第1コンバイナ40の曲率)に依存せずに自由に決定することができる。
立体的な表示Cとは、観測者Pから見て、2つの虚像C1,C2が重なっており、且つ、2つの虚像C1,C2間に奥行き方向の距離Lを有することによって、物理的な奥行き感が得られる表示をいう。従って、立体的な表示Cとは、偏向メガネの着用を必要とする立体視画像や、裸眼立体ディスプレイで採用される視差障壁を利用した立体視画像とは異なる。
本実施例では、第2コンバイナ420に係る虚像C2は、図3に示すように、第1コンバイナ40に係る虚像C1よりも所定距離Lだけ手前(運転者側)に生成される。即ち、虚像C2が虚像C1よりも所定距離Lだけ手前に生成される。これにより、全体として立体的な表示C(奥行き感のある表示)を生成することができる。尚、立体的な表示Cは、任意の情報を伝達するものであってよいが、例えばナビゲーション情報として自車位置情報を伝達するための表示の場合、第1コンバイナ40に係る虚像C1が道路表示を形成し、第2コンバイナ420に係る虚像B2が、道路表示上で自車位置に応じて移動される車両表示(例えば球状の表示)を形成してもよい。
尚、図3に示す例では、投光器30は、第1コンバイナ40に到達される表示光の部分を生成する第1投光部31と、第2コンバイナ420に到達される表示光の部分を生成する第2投光部32とを含み、第1投光部31及び第2投光部32は、一体となって1つの投光部(投射面)を形成している。この場合は、投光器30は実質的に1つのユニットであるので、搭載性が非常に良好である。但し、第1投光部31と第2投光部32とは、物理的に離間した位置に配置されてもよい。即ち、投光器30は、2つの投光器から形成されてもよい。この場合、第1投光部31と第2投光部32とは、投射面が互いに平行であってもよい(即ち、光の投射方向でオフセットして配置されてもよい)。
また、図3に示す例では、立体的な表示Cは、第2コンバイナ420に係る虚像C2が第1コンバイナ40に係る虚像C1の全体に重なることにより生成されているが、第2コンバイナ420に係る虚像C2の全部が、第1コンバイナ40に係る虚像C1の一部に重なる態様や、第2コンバイナ420に係る虚像C2の一部が、第1コンバイナ40に係る虚像C1の一部又は全部に重なる態様等で、立体的な表示が生成されてもよい。また、第2コンバイナ420に係る虚像C2の全部が、第1コンバイナ40に係る虚像C1の一部に重なる態様の場合、重なる位置は、第1コンバイナ40に係る虚像C1の任意の部位であってよい。例えば、第2コンバイナ420に係る虚像C2の全部は、第1コンバイナ40に係る虚像C1の中央部に重なってもよいし、第1コンバイナ40に係る虚像C1の端部に重なってもよい。
図4は、他の実施例(実施例3)による車両用情報表示装置3の構成を示す図である。本実施例の車両用情報表示装置3は、上述の実施例1による車両用情報表示装置1に対して第1コンバイナ40を省略した点が主に異なる。他の構成については、上述の実施例1による車両用情報表示装置1と同様であってよく、同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施例3では、投光器30から投射された表示光は、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ42に到達する。表示光は、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ42によって観測者P(主に運転者)方向に回折され、観測者Pの前方に表示(虚像)が生成される。本実施例3では、上述した実施例1に対して、第1コンバイナ40に代えて、フロントウインドシールドガラス20自体が、投光器30から投射された表示光を観測者P(主に運転者)方向に回折(反射)させる反射部として機能する。
本実施例3によっても、表示範囲が増大された一体的な表示Bを生成することができ、上述の実施例1と同様の効果を得ることができる。
尚、本実施例3においては、フロントウインドシールドガラス20は、好ましくは、二重像(フロントウインドシールドガラス20の表面と裏面の各面での反射に起因して二重に見える像)を防止するために、厚みが異なる中間膜(複層ガラスのガラス間に封入される中間膜)を有してよい。例えば、中間膜は、フロントウインドシールドガラス20の上側から下側に向かうにつれて厚みが徐々に低減するもの(楔形の断面)であってよい。
図5は、他の実施例(実施例4)による車両用情報表示装置4の構成を示す図である。本実施例の車両用情報表示装置4は、上述の実施例2による車両用情報表示装置2に対して第1コンバイナ40を省略した点が主に異なる。他の構成については、上述の実施例2による車両用情報表示装置2と同様であってよく、同一の参照符号を付して説明を省略する。尚、本実施例4においては、上述した実施例3の同様に、フロントウインドシールドガラス20は、好ましくは、二重像を防止するために、厚みが異なる中間膜を有してよい。
本実施例4においても、上述した実施例3と同様、投光器30から投射された表示光は、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420に到達する。表示光は、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420によって観測者P(主に運転者)方向に回折され、観測者Pの前方に表示(虚像)が生成される。本実施例4では、上述した実施例2に対して、第1コンバイナ40に代えて、フロントウインドシールドガラス20自体が、投光器30から投射された表示光を観測者P(主に運転者)方向に回折(反射)させる反射部として機能する。
本実施例では、上述の如く、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420を用いて表示を生成しているが、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420は、それぞれに係る虚像C1,C2が重なって立体的な表示C(図5参照)を生成する。それぞれに係る虚像C1,C2が重なって立体的な表示Cを生成できるフロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420の相対配置態様(特にフロントウインドシールドガラス20に対する第2コンバイナ420の位置)は、投光器30の位置や表示光の投射範囲及び投射方向、観測者Pの位置(目の位置)等に応じて決定される。図示の例では、第2コンバイナ420は、フロントウインドシールドガラス20に対して略平行に配置されている。ここで、“略”平行とは、第2コンバイナ420やフロントウインドシールドガラス20が平面でない場合がありうることを考慮している。また、近似的な平面で考えたときでも、フロントウインドシールドガラス20及び第2コンバイナ420は、平行であってもよいし、微小な角度(例えば10度以下)をなすものであってもよいことを意図している。また、第2コンバイナ420は、フロントウインドシールドガラス20に対して車両後方側に所定距離オフセットされた関係であってもよい。但し、第2コンバイナ420の曲率は、フロントウインドシールドガラス20の曲率に依存せずに自由に決定することができる。
本実施例4によっても、上述の実施例2と同様の立体的な表示Cを生成することができ、上述の実施例2と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例1,2では、投光器30からの表示光は直接的に第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42(又は420、以下同じ)に到達されているが、投光器30と第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42との間にミラー等の任意の光学系が配置されていてもよい。これは、上述した実施例3,4についても同様である。
また、上述した実施例1,2では、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42(又は420、以下同じ)を用いて表示を生成しているが、第1コンバイナ40及び第2コンバイナ42に加えて、第3コンバイナを用いて表示を生成してもよい。この場合、第3コンバイナは、第2コンバイナ42と同様の態様で構成されてもよいし、第1コンバイナ40と同様の態様で構成されてもよいし、他の態様で構成されてもよい。これは、上述した実施例3,4についても同様である。
また、上述した各実施例では、投光器30は、インストルメントパネル10の内部に組み込まれているが、他の場所(例えばルームミラー付近)に設けられてもよい。
また、上述した実施例1では、第2コンバイナ42は、第1コンバイナ40に対して下方側に隣接して設けられているが、第2コンバイナ42は、第1コンバイナ40に対して上方側に隣接して設けられてもよいし、第1コンバイナ40に対して横方向に隣接して設けられてもよい。
1,2 車両用情報表示装置
10 インストルメントパネル
20 フロントウインドシールドガラス
30 投光器
31 第1投光部
32 第2投光部
40 第1コンバイナ
42,420 第2コンバイナ
10 インストルメントパネル
20 フロントウインドシールドガラス
30 投光器
31 第1投光部
32 第2投光部
40 第1コンバイナ
42,420 第2コンバイナ
本発明の一局面によれば、フロントウインドシールドガラス自体により、又は、フロントウインドシールドガラスに設けられるコンバイナにより、形成される第1反射部と、
フロントウインドシールドガラスから空間を介して離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、
前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、
前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示、を生成することを特徴とする、車両用情報表示装置が提供される。
フロントウインドシールドガラスから空間を介して離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、
前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、
前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示、を生成することを特徴とする、車両用情報表示装置が提供される。
Claims (4)
- フロントウインドシールドガラス自体により、又は、フロントウインドシールドガラスに設けられるコンバイナにより、形成される第1反射部と、
フロントウインドシールドガラスから離間して設けられる第2コンバイナより形成される第2反射部と、
前記第1反射部及び前記第2反射部に表示光を投射する投光器とを備え、
前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示、又は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示、を生成することを特徴とする、車両用情報表示装置。 - 前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が重なって立体的な表示を生成し、
前記第2反射部は、前記第1反射部よりも車両後方側に前記第1反射部に対して略平行に延在する、請求項1に記載の車両用情報表示装置。 - 前記投光器は、前記第1反射部及び前記第2反射部に対して共通の1つの投光器からなる、請求項2に記載の車両用情報表示装置。
- 前記第1反射部及び前記第2反射部は、それぞれに係る虚像が一体となって一体的な表示を生成し、
前記第2反射部は、車室側に曲率中心を有し、
前記第2反射部の曲率は、前記第1反射部の曲率よりも大きく、
前記投光器は、前記第1反射部及び前記第2反射部に対して共通の1つの投光器からなる、請求項1に記載の車両用情報表示装置。
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