(57)【要約】【課題】コンパクトな車両用表示装置を提供すること。【解決手段】車両用表示装置（２０）は、光を出射可能な表示手段（２１）と、この表示手段（２１）から出射された光の光路上に設けられ表示手段（２１）から出射された光を平行光にするコリメート光学系（４０）と、このコリメート光学系（４０）を通過した光が入射すると共に入射した光が内部を反射して進む導光体（５０）と、を有している。導光体（５０）は、互いに平行に形成され車幅方向に沿って延びる第１の面（５２）及び第２の面（５５）と、内部を通過する光を回折又は反射し第１の面（５２）から出射させる偏向部（５４）と、を含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部に形成された収納部にケースが収納され、
前記ケースに、光を出射可能な表示手段と、この表示手段から出射された光の光路上に設けられ前記表示手段から出射された光を平行光にするコリメート光学系と、このコリメート光学系を通過した光が入射すると共に入射した光が内部を反射して進む導光体と、この導光体から出射された光が入射し入射した光の進む方向を補正する補正部材と、が収納され、
前記補正部材を通過した光がスクリーン部に投射される車両用表示装置であって、
前記導光体は、互いに平行に形成され車幅方向に沿って延びる第１の面及び第２の面と、内部を通過する光を回折又は反射し前記第１の面から出射させる偏向部と、を含み、
前記ケースは、外部から前記導光体に入射し前記スクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、前記反射する光が前記スクリーン部に投射されることを抑制する第１の外光遮蔽部を含むことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記収納部は、外部から前記導光体に入射し前記スクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、前記反射する光が前記スクリーン部に投射されることを抑制する第２の外光遮蔽部を含むことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項３】
前記補正部材は、前記ケース内に入射した光を前記第１の外光遮蔽部に向かって反射させることを特徴とする請求項２記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記コリメート光学系を通過し前記導光体の前記第１の面と前記第２の面へ入射する光の入射角は、前記第１の面及び前記第２の面に入射した光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合に、この臨界角よりも大きい角度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記コリメート光学系は、前記第１の面に光を入射させるように光を透過させるコリメートレンズを有し、
前記コリメートレンズは、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が前記第１の面に対して平行になるよう配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の前部に配置されたスクリーン部に光を投射させる車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の車両には、フロントガラス等のスクリーン部に光を投射させ運転者に必要な情報を提供する車両用表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）が搭載されている。例えば、車両用表示装置は、車両のダッシュボードに設けられ、フロントガラスに光を投射する。このような車両用表示装置の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に示されるような、車両用表示装置は、光を出射する表示手段と、この表示手段から出射された光の光路上に設けられ表示手段から出射された光を平行光にするコリメート光学系と、このコリメート光学系を通過した光が入射すると共に入射した光が内部を反射して進む導光体と、この導光体から出射された光を反射する反射ミラーと、これらのコリメート光学系、導光体及び反射ミラーを収納しているケースと、からなる。
【０００４】
導光体は、互いに平行に形成されると共に、反射ミラーに対して傾いて配置された第１の面及び第２の面を含んでいる。導光体は、第２の面で反射した光の一部を第１の面から出射する。
【０００５】
運転者は、反射ミラーで反射された光がフロントガラスに投射されると、フロントガラスの前方に像が投影されているように認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１９１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、車両用表示装置は、車両のダッシュボードに収納されている。ダッシュボードには、車両走行に必要な情報を指し示す計器等の部品が設けられている。従って、車両用表示装置が取り付け可能なスペースは限られている。
【０００８】
図８を参照する。図８には、特許文献１による車両用表示装置１２０が示されている。特許文献１の車両用表示装置１２０では、車体（車両）の車幅方向を基準として、導光体１５０の第１の面１５２及び第２の面１５５が傾いて配置されている。このように導光体１５０を配置させることで、反射ミラー１６０に対して光を垂直に入射させている。
【０００９】
このような車両用表示装置では、車幅方向を基準として導光体が前後に傾いており、車両用表示装置の組み付け用のスペースを前後に広くする必要が生じる。
【００１０】
本発明は、コンパクトな車両用表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１による発明によれば、車体の前部に形成された収納部にケースが収納され、
前記ケースに、光を出射可能な表示手段と、この表示手段から出射された光の光路上に設けられ前記表示手段から出射された光を平行光にするコリメート光学系と、このコリメート光学系を通過した光が入射すると共に入射した光が内部を反射して進む導光体と、この導光体から出射された光が入射し入射した光の進む方向を補正する補正部材と、が収納され、
前記補正部材を通過した光がスクリーン部に投射される車両用表示装置であって、
前記導光体は、互いに平行に形成され車幅方向に沿って延びる第１の面及び第２の面と、内部を通過する光を回折又は反射し前記第１の面から出射させる偏向部と、を含み、
前記ケースは、外部から前記導光体に入射し前記スクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、前記反射する光が前記スクリーン部に投射されることを抑制する第１の外光遮蔽部を含むことを特徴とする車両用表示装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記収納部は、外部から前記導光体に入射し前記スクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、前記反射する光が前記スクリーン部に投射されることを抑制する第２の外光遮蔽部を含む。
【００１３】
請求項３に記載のごとく、好ましくは、補正部材は、前記ケース内に入射した光を前記第１の外光遮蔽部に向かって反射させる。
【００１４】
請求項４に記載のごとく、好ましくは、コリメート光学系を通過し前記導光体の前記第１の面と前記第２の面へ入射する光の入射角は、前記第１の面及び前記第２の面に入射した光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合に、この臨界角よりも大きい角度である。
【００１５】
請求項５に記載のごとく、好ましくは、コリメート光学系は、前記第１の面に光を入射させるように光を透過させるコリメートレンズを有し、
前記コリメートレンズは、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。
【００１６】
請求項６に記載のごとく、好ましくは、補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。
【００１７】
請求項７に記載のごとく、好ましくは、補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が前記第１の面に対して平行になるよう配置されている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、導光体は、互いに平行に形成され車幅方向に沿って延びる第１の面及び第２の面と、内部を通過する光を回折又は反射し第１の面から出射させる偏向部と、を含んでいる。導光体が内部を通過する光を回折又は反射し第１の面から出射される偏向部を有していることにより、導光体の配置のされ方に関わらず、第１の面から光を出射することができる。言い換えると、車体の前後方向に導光体を傾けずとも、第１の面から光を出射することができる。更に、導光体を構成する第１の面及び第２の面が車体の車幅方向に沿って延びていることにより、導光体が車幅方向に対して平行に設けられる。つまり、導光体が前後に傾くことを抑制することができる。結果、コンパクトな車両用表示装置を提供することができる。
【００１９】
加えて、導光体を収納しているケースは、外部から導光体に入射しスクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、反射する光がスクリーン部に投射されることを抑制する第１の外光遮蔽部を有している。ケースが第１の外光遮蔽部を有していることにより、外部から導光体に入射し導光体で反射された外光は、第１の外光遮蔽部により遮断される。これにより、導光体で反射された外光がスクリーン部に投射することを抑制させることができる。結果、車両用表示装置に入射した外光がスクリーン部に投射されることにより、投影される像（虚像）が見難くなる、という状況が生じることを抑制することができる。即ち、虚像を認識しやすくすることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明では、車体の前部に形成された収納部は、外部から導光体に入射しスクリーン部に向かって反射する光の光路に向かって突出し、反射する光がスクリーン部に投射されることを抑制する第２の外光遮蔽部を含んでいる。第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部で外光を遮断する構成とすることで、導光体で反射した外光をより確実に遮断することができる。結果、投影される像が見難くなる、という状況が生じることをより抑制することができる。即ち、虚像をより認識しやすくすることができる。
【００２１】
請求項３に係る発明では、補正部材は、ケース内に入射した光を第１の外光遮蔽部に向かって反射させる。これにより、補正部材で反射された外光がスクリーン部に投射することを抑制させることができる。結果、車両用表示装置に入射した外光がスクリーン部に投射されることにより、投影される像が見難くなる、という状況が生じることをより抑制することができる。即ち、虚像をより認識しやすくすることができる。
【００２２】
請求項４に係る発明では、コリメート光学系を通過し導光体の第１の面と第２の面へ入射する光の入射角は、第１の面及び第２の面に入射した光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合に、この臨界角よりも大きい角度である。第１の面と第２の面への光の入射角を臨界角よりも大きい角度とすることで、第１の面と第２の面に入射した光は、全反射される。これにより、導光体に入射した光は、光エネルギーを損失することなく導光体の内部を反射して進むことができる。結果、反射率を高めるために光を反射させる反射膜を第１の面又は第２の面に形成することが不要になる。これにより、安価な車両用表示装置を提供することができる。
【００２３】
請求項５に係る発明では、コリメート光学系は、第１の面に光を入射させるように光を透過させるコリメートレンズを有している。コリメートレンズは、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。光を入射する面及び光を出射する面が互いに略平行に形成されていることにより、コリメートレンズが薄くなる。つまり、より薄いコリメートレンズが車両用表示装置に組み付けられることになる。これにより、よりコンパクトな車両用表示装置を提供することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明では、補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。光を入射する面及び光を出射する面が互いに略平行に形成されていることにより、補正部材が薄くなる。つまり、より薄い補正部材が車両用表示装置に組み付けられることになる。これにより、よりコンパクトな車両用表示装置を提供することができる。
【００２５】
請求項７に係る発明では、補正部材は、光の入射する面及び光の出射する面が第１の面に対して平行になるよう配置されている。これらの面を第１の面に対して平行に配置されることにより、補正部材及び導光体は、互いに平行に配置されることになる。補正部材及び導光体が一体であるとした場合、補正部材及び導光体は、平行に配置されることによりコンパクトになる。これにより、補正部材及び導光体を収納するケースをよりコンパクトにすることができる。結果、よりコンパクトな車両用表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１による車両用表示装置を車体側方から見た状態の断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１に示された車両用表示装置の作用を説明する図である。
【図４】図１に示された第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部の作用を説明する図である。
【図５】図２に示された導光体の変更例を示す図である。
【図６】実施例２による車両用表示装置の断面図である。
【図７】実施例３による車両用表示装置の断面図である。
【図８】従来の車両用表示装置を車両に搭載した際の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例１＞
【００２８】
図１を参照する。車両用表示装置２０は、フロントガラス１１（スクリーン部１１）に光を投射することにより、フロントガラス１１の前方に像が投影されているように運転者Ｍｎに認識させる。車速やナビゲーション情報等の情報を像に含ませることで、運転者Ｍｎは走行時に必要な情報をフロントガラス１１を介して得ることができる。
【００２９】
車両用表示装置２０は、車体１０の前部に設けられたダッシュボード１２（収納部１２）に収納されている。ダッシュボード１２には、フロントガラス１１に向かって突出すると共に、遮光性を有する遮蔽部（以下、「第２の外光遮蔽部１２ａ」と呼ぶ）が設けられている。車両用表示装置２０は、この第２の外光遮蔽部１２ａの下方の位置に収納され、フロントガラス１１に向かって光を出射する。
【００３０】
ところで、車体１０の前部に収納された車両用表示装置２０は、例えば、フロントガラス１１から車内に入射した太陽光に照射されることがある。このような太陽光は、外部（車両用表示装置２０の外部）から車両用表示装置２０を照射する外光である、ということができる。車両用表示装置２０を照射する外光は、後述する開口部３２ｂから導光体５０及び補正部材６０に入射する可能性がある。このような場合、導光体５０及び補正部材６０により、外光がフロントガラス１１に向かって反射される虞がある。
【００３１】
図２を参照する。車両用表示装置２０は、箱状を呈するケース３０と、このケース３０に固定された表示手段２１と、この表示手段２１から出射された光を平行光にするコリメート光学系４０と、このコリメート光学系４０を通過した光が入射する導光体５０と、この導光体５０から出射された光の進む方向を補正する補正部材６０と、表示手段２１を制御している制御部２２と、を有している。
【００３２】
図１を参照する。ダッシュボード１２に収納されたケース３０は、樹脂製の下ケース３１と、この下ケース３１に被せられた樹脂製の上ケース３２と、この上ケースに設けられた透明なカバー３３と、からなる。
【００３３】
図２を併せて参照する。ケース３０は、遮光性を有する第２の外光遮蔽部１２ａの下方の位置に収納されている。ケース３０は、第２の外光遮蔽部１２ａと連続しており、カバー３３が第２の外光遮蔽部１２ａに臨むよう傾けられている。ここで、第２の外光遮蔽部１２ａは、導光体５０及び補正部材６０に反射された外光の光路に向かって突出している。尚、ケース３０には、表示手段２１、コリメート光学系４０、導光体５０及び補正部材６０が収納されている。
【００３４】
図１を参照する。下ケース３１は、遮光性を有する樹脂からなり、外部から入射する光を遮る。下ケース３１は、上ケース３２よりも車体１０の前部に配置されている。
【００３５】
上ケース３２は、遮光性を有する樹脂からなる上ケース本体部３２ａと、この上ケース本体部３２ａに設けられ補正部材６０に補正された光が通過する開口部３２ｂと、この開口部３２ｂの近傍に設けられ上ケース本体部３２ａからフロントガラス１１に向かって突出している第１の外光遮蔽部３２ｃと、を有している。上ケース３２は、下ケース３１よりも車体１０の後方に配置されている。
【００３６】
上ケース本体部３２ａは、外部から入射する光を遮る。
【００３７】
第１の外光遮蔽部３２ｃは、導光体５０及び補正部材６０により反射された外光の光路に向かって突出している。第１の外光遮蔽部３２ｃは、遮光性を有する樹脂からなり、導光体５０及び補正部材６０により反射された外光がフロントガラス１１に投射することを抑制している。第１の外光遮蔽部３２ｃの先端は、第２の外光遮蔽部１２ａに当接している。第１の外光遮蔽部３２ｃは、第２の外光遮蔽部１２ａと連続している。
【００３８】
図２を参照する。表示手段２１は、光を出射可能な光源２１ａと、この光源２１ａから出射された光が透過する表示パネル２１ｂと、を有する。
【００３９】
光源２１ａは、基板にＬＥＤ製のランプが実装されてなる。なお、光源２１ａは、表示パネル２１ｂに光を照射することができれば、ＬＥＤ製のランプを用いたものに限られない。
【００４０】
表示パネル２１ｂには、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネル等の透過型表示素子が採用される。
【００４１】
コリメート光学系４０は、表示手段２１から出射された光を反射する第１のミラー４１と、この第１のミラー４１が反射した光を反射する第２のミラー４２と、この第２のミラーが反射した光が通過するコリメートレンズ４３と、を有している。
【００４２】
第１のミラー４１は、平板状を呈する第１のミラー基材４１ａと、この第１のミラー基材４１ａの表面に薄膜状に蒸着された第１のミラー反射部４１ｂと、からなるフルミラーである。
【００４３】
第１のミラー基材４１ａは、例えば、無機ガラスからなる。
【００４４】
第１のミラー反射部４１ｂは、表示手段２１から出射された光の光路上に配置されており、第２のミラー４２に向かって光を反射する。第１のミラー反射部４１ｂは、アルミニウム等の金属が薄膜状に蒸着された部位である。第１のミラー反射部４１ｂを形成する金属には、例えば、銀等を採用することもできる。
【００４５】
第２のミラー４２は、平板状を呈する第２のミラー基材４２ａと、この第２のミラー基材４２ａの表面に薄膜状に蒸着された第２のミラー反射部４２ｂと、からなるフルミラーである。
【００４６】
第２のミラー基材４２ａは、例えば、無機ガラスからなる。
【００４７】
第２のミラー反射部４２ｂは、第１のミラー反射部４１ｂが反射した光の光路上に配置されており、コリメートレンズ４３に向かって光を反射する。第２のミラー反射部４２ｂは、アルミニウム等の金属が薄膜状に蒸着された部位である。第２のミラー反射部４２ｂを成形する金属には、例えば、銀等を採用することもできる。
【００４８】
コリメートレンズ４３は、第２のミラー反射部４２ｂが反射した光の光路上に配置されており、コリメートレンズ４３を通過した光を平行光にする。コリメートレンズ４３は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成されている。略平行に形成されたコリメートレンズ４３には、液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズを採用することができる。ポリマーレンズ及びレンチキュラーレンズには、無機ガラスからなるレンズを採用することができる。
【００４９】
第１のミラー４１、第２のミラー４２及びコリメートレンズ４３は、コリメート光学系４０を通過し導光体５０に入射した光が導光体５０の内部で全反射するように配置されている。即ち、コリメート光学系４０を通過し導光体５０に入射する光が、導光体５０の内部の面に対して臨界角（入射した光が全反射する最小の角度）よりも大きい角度で入射するよう配置されている。
【００５０】
導光体５０は、コリメートレンズ４３を通過した光が入射する導光体入射面５１と、この導光体入射面５１から導光体５０の内部に入射した光を全反射する第１の面５２と、この第１の面５２に対向し第１の面５２が反射した光が入射する導光体対向面５３と、この導光体対向面５３に沿って形成されると共に導光体対向面５３に入射した光の一部を回折する偏向部５４と、この偏向部５４の下部に形成され導光体対向面５３に入射した残りの光を全反射する第２の面５５と、を含んでいる。
【００５１】
導光体入射面５１は、コリメートレンズ４３の近傍に配置されており、コリメートレンズ４３を通過した光に入射される。コリメートレンズ４３を通過した光は、導光体入射面５１から導光体５０の内部に入射する。導光体入射面５１は、第１の面５２及び導光体対向面５３それぞれの端部を繋いでいる。導光体入射面５１は、コリメートレンズ４３に対して傾いている。
【００５２】
第１の面５２は、車体１０の車幅方向に沿うように配置されている。第１の面５２は、導光体入射面５１に入射し導光体入射面５１を通過した光が最初に到達する境界面である。導光体入射面５１を通過した光は、臨界角よりも大きな角度で第１の面５２に入射し、第１の面５２により偏向部５４に向かって全反射される。また、第１の面５２は、第２の面５５で全反射された光を第２の面５５に向かって全反射する。
【００５３】
導光体対向面５３は、第１の面５２に対して平行に形成されており、第１の面５２及び第２の面５５の間に位置している。
【００５４】
図１を併せて参照する。偏向部５４は、導光体５０の内部を反射して進む光が第１の面５２から外部に出射されるよう、偏向部５４に入射した光の一部を回折する。更に、偏向部５４は、第１の面５２から出射された光が第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａを避けるように、入射した光をフロントガラス１１に向かって回折する。偏向部５４は、例えば、ホログラフィック光学素子（Holographic Optical Element）からなり、所定の波長帯域の光を回折可能な薄膜が積層されている。偏向部５４は、偏向部５４に入射した光を波長帯域に応じて回折し、残りの光を透過させる。偏向部５４には、ホログラフィック光学素子の他、例えば、ブラック回折格子、液晶ポリマー回折格子、ブレーズド回折光学素子を採用することができる。
【００５５】
図２を参照する。第２の面５５は、偏向部５４の下部に形成された境界面であり、入射した光を第１の面５２に向かって全反射する。第２の面５５は、第１の面５２に対して平行であり、第１の面５２と共に車幅方向に沿って延びている。尚、第１の面５２で反射された光は、臨界角よりも大きい角度で第２の面５５に入射する。
【００５６】
図１を併せて参照する。第１の面５２及び第２の面５５は、開口部３２ｂを通過し第１の面５２及び第２の面５５に入射する外光を第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａに向かって反射させるよう、第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａ側に傾けられている。
【００５７】
図２を参照する。補正部材６０は、第１の面５２から出射された光が入射する部材入射面６１と、この部材入射面６１から入射した光が出射する部材出射面６２と、を有している。
【００５８】
補正部材６０は、透過型のレンズであり、フロントガラス１１で反射された光が平行光となるよう入射した光を屈折させる。尚、補正部材６０には、例えば、液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズを採用することができる。ポリマーレンズ及びレンチキュラーレンズには、無機ガラスからなるレンズを採用することができる。
【００５９】
図１を併せて参照する。部材入射面６１及び部材出射面６２は、互いに略平行に形成されている。更に、部材入射面６１及び部材出射面６２は、開口部３２ｂを通過し部材入射面６１及び部材出射面６２に入射する外光を第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａに向かって反射させるよう、第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａ側に傾けられている。
【００６０】
第１の面５２、第２の面５５、部材入射面６１及び部材出射面６２は、それぞれ略平行に設けられている。
【００６１】
制御部２２は、光源２１ａの点滅を制御する。制御部２２により表示パネル２１ｂが電圧制御されることで、任意の像Ｉがフロントガラス１１の前方に投影される。
【００６２】
次に、車両用表示装置の作用を説明する。
【００６３】
図１を参照する。車両用表示装置２０は、例えば、車両１０のダッシュボード１２に収納され、フロントガラス１１に光を投射する。フロントガラス１１に光が投射されることにより、運転者Ｍｎは、フロントガラス１１の前方に任意の像Ｉが投影されているように認識する。
【００６４】
図３を参照する。図３には、車両用表示装置２０、及び、フロントガラス１１に投射されることで像が投影されているよう認識させる光の光路が示されている。フロントガラス１１に投射される光は、表示手段２１から出射される。以下、表示手段２１から出射された光がフロントガラス１１に投射されるまでにおける光路を説明する。
【００６５】
表示手段２１から出射された光は、第１のミラー４１及び第２のミラー４２に反射されコリメートレンズ４３を通過して平行光になる。平行光となった光は、導光体入射面５１から導光体５０の内部に入射し、第１の面５２に到達（入射）する。ここで、第１の面５２への光の入射角は、光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合、臨界角よりも大きな角度となっている。つまり、入射角θ＞臨界角γとなっている（臨界角γは図示しない）。従って、第１の面５２に入射した光は、第１の面５２と平行に設けられた第２の面５５に向かって全反射される。第２の面５５に向かって全反射された光は、導光体対向面５３を介して偏向部５４に入射する。
【００６６】
偏向部５４に入射した一部の光は、偏向部５４により回折される。偏向部５４は、第１の面５２から導光体５０の外部に出射されると共に、出射された光が第１の外光遮蔽部３２ｃ（図１参照）及び第２の外光遮蔽部１２ａ（図１参照）を避けフロントガラス１１に投射されるように回折する。このため、回折された一部の光は、第１の面５２から出射され透過型のレンズである補正部材６０を透過しフロントガラス１１に投射される。
【００６７】
偏向部５４に入射した残りの光は、偏向部５４の下部に形成された第２の面５５に入射する。この時、第２の面５５に入射した残りの光の入射角は、光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合、臨界角よりも大きな角度となっている。つまり、入射角δ＞臨界角γとなっている。従って、第２の面５５に入射した光は、第１の面５２に向かって全反射される。第１の面５２に向かって全反射された光は、導光体対向面５３を介して第１の面５２に入射する。この時の入射角は、臨界角よりも大きな角度となっている。つまり、入射角θ＞臨界角γとなっている。
【００６８】
次に、第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部の作用を説明する。
【００６９】
図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照する。図４（ａ）及び図４（ｂ）には、第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部が設けられていない車両用表示装置２２０が示されている。車両用表示装置２２０は、導光体２５０の第１の面２５２から出射された光をフロントガラス２１１に投射する。このような車両用表示装置２２０では、外部から導光体２５０及び補正部材２６０に入射した外光がフロントガラス２１１に向かって反射され、フロントガラス２１１に外光が投射される虞がある。尚、導光体２５０及び補正部材２６０に入射した光が反射される要因となる部位は、第１の面２５２、第２の面２５５、部材入射面２６１及び部材出射面２６２である。
【００７０】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）を参照する。図４（ｃ）及び図４（ｄ）には、第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａが設けられている車両用表示装置２０が示されている。導光体５０は、第１の面５２及び第２の面５５が第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａに向かって傾けられている。補正部材６０は、部材入射面６１及び部材出射面６２が第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａに向かって傾けられている。これにより、導光体５０及び補正部材６０で反射された外光を第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａにより遮断することができる。更に、導光体５０は、第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａを避けるように、第１の面５２から光を出射する。このため、外光がフロントガラス１１に投射されることを抑制しつつ、導光体５０から出射した光をフロントガラス１１に投射することができる。
【００７１】
次に、車両用表示装置の効果を説明する。
【００７２】
図２を参照する。車両用表示装置２０においては、導光体５０は、互いに平行に形成され車幅方向に沿って延びる第１の面５２及び第２の面５５と、内部を通過する光を回折又は反射し第１の面５２から出射させる偏向部５４と、を含んでいる。導光体５０が内部を通過する光を回折又は反射し第１の面５２から出射される偏向部５４を有していることにより、導光体５０の配置のされ方に関わらず、第１の面５２から光を出射することができる。言い換えると、車体１０の前後方向に導光体５０を傾けずとも、第１の面５２から光を出射することができる。更に、導光体５０を構成する第１の面５２及び第２の面５５が車体１０の車幅方向に沿って延びていることにより、導光体５０が車幅方向に対して平行に設けられる。つまり、導光体５０が前後に傾くことを抑制することができる。結果、コンパクトな車両用表示装置２０を提供することができる。
【００７３】
図１を参照する。加えて、導光体５０を収納しているケース３０は、外部から導光体５０に入射しスクリーン部１１に向かって反射する光の光路に向かって突出し、反射する光がスクリーン部１１に投射されることを抑制する第１の外光遮蔽部３２ｃを有している。ケース３０が第１の外光遮蔽部３２ｃを有していることにより、外部から導光体５０に入射し導光体５０で反射された外光は、第１の外光遮蔽部３２ｃにより遮断される。これにより、導光体５０で反射された外光がスクリーン部１１に投射することを抑制させることができる。結果、車両用表示装置２０に入射した外光がスクリーン部１１に投射されることにより、投影される像Ｉが見難くなる、という状況が生じることを抑制することができる。即ち、虚像Ｉを認識しやすくすることができる。
【００７４】
車体１０の前部に形成された収納部１２は、外部から導光体５０に入射しスクリーン部１１に向かって反射する光の光路に向かって突出し、反射する光がスクリーン部１１に投射されることを抑制する第２の外光遮蔽部１２ａを含んでいる。第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａで外光を遮断する構成とすることで、導光体５０で反射した外光をより確実に遮断することができる。結果、投影される像Ｉが見難くなる、という状況が生じることをより抑制することができる。即ち、虚像Ｉをより認識しやすくすることができる。
【００７５】
補正部材６０は、ケース内に入射した光を第１の外光遮蔽部３２ｃに向かって反射させる。これにより、補正部材６０で反射された外光がスクリーン部１１に投射することを抑制させることができる。結果、車両用表示装置２０に入射した外光がスクリーン部１１に投射されることにより、投影される像Ｉが見難くなる、という状況が生じることをより抑制することができる。即ち、虚像Ｉをより認識しやすくすることができる。
【００７６】
図２を参照する。コリメート光学系４０を通過し導光体５０の第１の面５２と第２の面５５へ入射する光の入射角は、第１の面５２及び第２の面５５に入射した光が全反射する最小の角度を臨界角とした場合に、この臨界角よりも大きい角度である。第１の面５２と第２の面５５への光の入射角を臨界角よりも大きい角度とすることで、第１の面５２と第２の面５５に入射した光は、全反射される。これにより、導光体５０に入射した光は、光エネルギーを損失することなく導光体５０の内部を反射して進むことができる。結果、反射率を高めるために光を反射させる反射膜を第１の面５２又は第２の面５５に形成することが不要になる。これにより、安価な車両用表示装置２０を提供することができる。
【００７７】
コリメート光学系４０は、第１の面５２に光を入射させるように光を透過させるコリメートレンズ４３を有している。コリメートレンズ４３は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。光を入射する面及び光を出射する面が互いに略平行に形成されていることにより、コリメートレンズが薄くなる。つまり、より薄いコリメートレンズが車両用表示装置２０に組み付けられることになる。これにより、よりコンパクトな車両用表示装置２０を提供することができる。
【００７８】
補正部材６０は、光の入射する面及び光の出射する面が互いに略平行に形成された液晶ポリマーレンズ又はレンチキュラーレンズである。光を入射する面及び光を出射する面が互いに略平行に形成されていることにより、補正部材６０が薄くなる。つまり、より薄い補正部材６０が車両用表示装置２０に組み付けられることになる。これにより、よりコンパクトな車両用表示装置２０を提供することができる。
【００７９】
補正部材６０は、光の入射する面（部材入射面）６１及び光の出射する面（部材出射面）６２が第１の面５２に対して平行になるよう配置されている。これらの面６１、６２を第１の面５２に対して平行に配置されることにより、補正部材６０及び導光体５０は、互いに平行に配置されることになる。補正部材６０及び導光体５０が一体であるとした場合、補正部材６０及び導光体５０は、平行に配置されることによりコンパクトになる。これにより、補正部材６０及び導光体５０を収納するケース３０をよりコンパクトにすることができる。結果、よりコンパクトな車両用表示装置２０を提供することができる。
【００８０】
次に、車両用表示装置の変更例を説明する。
【００８１】
図５を参照する。図５には、変更例による車両用表示装置２０Ａに搭載された導光体５０Ａが示されている。導光体５０Ａは、透過した光を平行光に変える役割を果たすコリメートレンズ部５６Ａを一体的に備えている。即ち、車両用表示装置２０Ａは、図２に示された導光体５０にコリメートレンズ４３を一体的に設けた、といえる。
【００８２】
このように構成した導光体５０Ａについても本発明所定の効果を得ることができる。さらには、コリメートレンズ部５６Ａが一体的に形成された導光体５０Ａを用いることにより、部品点数の削減を図ることができる。
＜実施例２＞
【００８３】
次に、本発明の実施例２による車両用表示装置を図面に基づいて説明する。
【００８４】
図６を参照する。図６には、実施例２における車両用表示装置２０Ｂの断面図が上記図２に対応させた状態で示されている。実施例１と共通する部分については、符号を流用すると共に詳細な説明を省略する。
【００８５】
導光体５０Ｂは、コリメートレンズ４３を通過した光が入射する導光体入射面５１と、この導光体入射面５１から入射した光を全反射させる第１の面５２と、この第１の面５２が反射した光の一部を反射し残りを透過する偏向部５４Ｂと、この偏向部５４Ｂを透過した光を第１の面５２に向かって全反射する第２の面５５と、からなる。
【００８６】
偏向部５４Ｂは、反射した一部の光が第１の面５２から外方に出射されるよう、導光体５０Ｂの内部に傾けられた状態で複数配置されている。このように傾けられた偏向部５４Ｂにより反射された光は、第１の外光遮蔽部３２ｃ（図１参照）及び第２の外光遮蔽部１２ａ（図２参照）を避けフロントガラス１１に投射される。偏向部５４Ｂは、例えば、ハーフミラーであり、第１の面５２及び第２の面５５の間に複数設けられている。ここでいうハーフミラーとは、光の一部を反射可能なミラーのことを意味している。つまり、光の反射率と透過率とが必ずしも１：１となる必要はなく、例えば、１：９であっても良いし、２：８であっても良い。更に、複数配置された偏向部５４Ｂは、それぞれの反射率及び透過率が異なっていても良い。
【００８７】
このような実施例２による車両用表示装置２０Ｂにおいても本発明所定の効果を得ることができる。
＜実施例３＞
【００８８】
次に、本発明の実施例３による車両用表示装置を図面に基づいて説明する。
【００８９】
図７を参照する。図７には、実施例３における車両用表示装置２０Ｃの断面図が上記図２に対応させた状態で示されている。実施例３の車両用表示装置２０Ｃにおいては、実施例１のカバー３３を廃し、カバー３３が取り付けられていた部位に補正部材６０Ｃを取り付けた構造をしている。その他の基本的な構造については実施例１の車両用表示装置２０と同一である。実施例１と共通する部分については、符号を流用すると共に詳細な説明を省略する。
【００９０】
ケース３０Ｃは、樹脂製の下ケース３１と、この下ケース３１に被せられた樹脂製の上ケース３２と、からなる。
【００９１】
補正部材６０Ｃは、部材入射面６１及び部材出射面６２に入射する外光を第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａに向かって反射させるよう、第１の外光遮蔽部３２ｃ及び第２の外光遮蔽部１２ａ側に傾けられた状態で上ケース３２に形成された開口部３２ｂに取り付けられている。補正部材６０Ｃは、ケース３０Ｃ内に塵や埃が入り込まないよう、実施例１におけるカバー３３（図２参照）の役割も兼ねている。補正部材６０Ｃは、部材入射面６１及び部材出射面６２が第１の面５２及び第２の面５５に対して平行になるよう配置されている。
【００９２】
このような実施例３による車両用表示装置２０Ｃにおいても本発明所定の効果を得ることができる。
【００９３】
尚、本発明による車両用表示装置が搭載される車両は、四輪車の他、二輪車や三輪車であっても良い。
【００９４】
また、実施例において示している第１〜第２のミラーは必須の構成要素ではない。つまり、これらを必要に応じて廃しても良い。また逆に、ミラーの枚数を必要に応じて増やすこともできる。ミラーの枚数を増やすことで、導光体に光が入射するまでの光路の自由度を高めることができる。
【００９５】
更に、実施例においては、導光体で反射された外光を第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部により遮断している例について説明した。しかしながら、車両用表示装置は、導光体で反射された外光を第１の外光遮蔽部のみにより遮断しても良い。第１の外光遮蔽部のみにより遮断するために、例えば、導光体を第１の外光遮蔽部側により傾けたり、第１の外光遮蔽部を反射された外光の光路に向かってより突出させたりしても良い。
【００９６】
また、実施例においては、補正部材がケース内に入射した外光を第１の外光遮蔽部及び第２の外光遮蔽部に向かって反射させる例について説明した。しかしながら、補正部材は、入射した外光を第１の外光遮蔽部又は第２の外光遮蔽部に向かって反射する、としても良い。つまり、補正部材に反射された外光が第１の外光遮蔽部のみにより遮断されるとしても良いし、補正部材に反射された外光が第２の外光遮蔽部のみにより遮断されるとしても良い。
【００９７】
更に、実施例において、スクリーン部はフロントガラスとして説明されている。しかしながら、本発明による車両用表示装置は、いわゆるコンバイナをスクリーン部とした車両用表示装置にも適用することができる。
【００９８】
即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の車両用表示装置は、車両に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…車両（車体）
１１…スクリーン部（フロントガラス）
１２…収納部（ダッシュボード）
１２ａ…第２の外光遮蔽部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…車両用表示装置
２１…表示手段
３０、３０Ｃ…ケース
３２ｃ…第１の外光遮蔽部
４０…コリメート光学系
４３…コリメートレンズ
５０、５０Ａ、５０Ｂ…導光体
５２…第１の面
５４、５４Ｂ…偏向部
５５…第２の面
６０、６０Ｃ…補正部材
Ｍｎ…運転者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020034602.tif 000009
【図８】
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