(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を視覚表示する表示素子と、
該表示素子よりの表示光を反射し、前景と重畳させるコンバイナと、
前記表示素子とコンバイナとの間に配設され、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタとを有することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記減光フィルタは、複数枚の分割減光フィルタからなり、前記表示素子側またはコンバイナ側に任意に振り分け可能とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記減光フィルタは、前記コンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持され、該支持軸まわりに回動して位置切り替えされるものであることを特徴とする請求項１または２記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記コンバイナが前記支持軸を共通の軸として回動可能とされていることを特徴とする請求項３記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記減光フィルタは、着色された透明体からなる板部材であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記減光フィルタは、透明体上に高反射膜を有する板部材であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記減光フィルタの反射率が前記コンバイナの反射率と略同一に設定されていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、前景に対する表示のコントラストを向上させた、ヘッドアップ型の車両用表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の車両用表示装置としては、例えば図６に示すようなものがある。
すなわち、制御装置１０５によって車速センサ１０７等からの信号に基づく走行速度等を表示する蛍光表示管１０１が設けられ、蛍光表示管１０１から発せられた表示光は、コンバイナ１０２で反射し、同じコンバイナ１０２を透過してくる前景Ｗと重畳して、運転者の目Ｅに虚像表示Ｑとして認識されるようになっている。また、蛍光表示管１０１と制御装置の間には輝度調整回路１０６を備え、手動スイッチ等により表示輝度の調整を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の前景の輝度は昼夜や天候また道路状態によって大きく変化する。車両用表示装置としては、常に表示輝度を適正なコントラストに保つ必要がある。図７には、コントラストを一定に保ったときの背景輝度（前景輝度）に対する表示輝度の関係を示す。なお、輝度の低いところの破線は設定コントラストで、これより下ではコントラスト不足となるが、実線で示すように、前景輝度が極端に下がった場合には、表示輝度はあるレベルから固定させ、暗黒でも認識可能とすることが行なわれる。
【０００４】
しかしながら、この図７から明らかなように、従来の車両用表示装置にあっては、昼夜等で著しく変化する前景輝度に対して、コンバイナの反射率が一定であり、表示輝度の適正なコントラストを保つためには、超高輝度の表示素子とその輝度を適正に調整する輝度調整回路が必要となる。そのため、表示装置は大型化され、またコストもアップするという問題があった。
【０００５】
また、低輝度の表示装置を使用するときは、輝度を補うため高反射率のコンバイナと組み合わせて使用することとなるため、夜間の前景認識が妨げられてしまうという問題がある。
したがって本発明は、このような従来の問題点に着目し、簡単、かつ低コストで前景に対する表示のコントラストを確保した車両用表示装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、情報を視覚表示する表示素子と、該表示素子よりの表示光を反射し、前景と重畳させるコンバイナと、表示素子とコンバイナとの間に配設され、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタとを有するものとした。
【０００７】
上記減光フィルタは、複数枚の分割減光フィルタからなり、表示素子側またはコンバイナ側に任意に振り分け可能とすることができる。
また、減光フィルタは、コンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持され、該支持軸まわりに回動して位置切り替えされるものとすることができる。
さらに、減光フィルタは、着色された透明体からなる板部材、あるいは透明体上に高反射膜を有する板部材とするのが好ましい。
【０００８】
【作用】
前景の輝度が表示素子の表示輝度より高いとき、減光フィルタをコンバイナ側に重ねると、前景よりの光は減光フィルタを透過するので前景輝度は低減する一方、表示光は減光フィルタで反射するので、前景輝度と表示輝度とのコントラストが向上する。
前景輝度が表示輝度より低いとき、減光フィルタを表示素子側に重ねると、表示光は減光フィルタを透過するので表示輝度が低減する一方、前景輝度は低減しないので、前景輝度と表示輝度とのコントラストが向上する。
【０００９】
減光フィルタを複数枚の分割減光フィルタからなるものとしたときには、表示素子側またはコンバイナ側に振り分けることにより、輝度調整をよりきめ細かく行うことができる。
また、減光フィルタをコンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持して回動させることにより、容易に位置切り替えが行なわれる。
そしてコンバイナも上記支持軸を共通の軸として回動可能とすることにより、コンバイナと減光フィルタの角度調整を個々に行なうことができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
表示装置１は、表示素子としての蛍光表示管４と、コンバイナ５と、着色された減光フィルタ７からなる。
蛍光表示管４はインストルメントパネル２上に固定された筐体３内に収められている。
コンバイナ５は透明なガラスあるいはアクリル等の半透過部材よりなり、略車両のフロントウインドシールドＳに沿って筐体３の上方に傾斜して設置されている。
【００１１】
減光フィルタ７は、着色されたガラスもしくはアクリル等の透明体で形成され、筐体３の上壁の前端部で、かつコンバイナ５の下端に設けられた支持軸６のまわりに回転可能に配設されている。
減光フィルタ７はこの支持軸６中心に回転して、図２の（ａ）に示すようにコンバイナ５に重なった状態から、（ｂ）に示す筐体３のコンバイナ５に面した窓８を覆う状態まで回転切り替えできるようになっている。
【００１２】
そして減光フィルタ７は、着色により所定の低減された透過率を有し、またコンバイナ５に重ねられたとき室内側に向く面の反射率をコンバイナ５の反射率と同じにしてある。
蛍光表示管４には、車速センサ１１等に基づく走行速度など各種の情報を供給する制御装置１０が接続され、制御装置１１によって駆動されて情報を視覚表示する。
【００１３】
図１に示されるように、蛍光表示管４から発せられた表示光Ｌは、筐体３の窓８から着色減光フィルタ７を透過して、コンバイナ５で反射し、運転者の目Ｅに入る。この際、表示光Ｌはコンバイナ５を透過してくる前景Ｗと重畳して、運転者の目Ｅに虚像表示Ｚとして認識される。
【００１４】
次に作用を説明する。
まず、前景Ｗの輝度が蛍光表示管４の表示輝度より高い場合には、図２の（ａ）に示すように、減光フィルタ７を切り替え操作してコンバイナ５に重ねる。これにより、前景Ｗよりの光はコンバイナ５通過の後減光フィルタ７を通過するので、前景輝度は減光フィルタ７の透過率に従って低減される。
この際、蛍光表示管４からの表示光は、コンバイナ５に重ねられた減光フィルタ７によって反射するが、表示輝度は減光フィルタ７の反射率をコンバイナ５の反射率と同じにしてあるので、コンバイナ５で反射した場合と変わらない。
【００１５】
これにより表示輝度は、背景輝度（前景輝度）に対する表示輝度の関係を示す図３において、例えばＡの状態となる。このようにして、前景輝度に対する表示輝度のコントラストは向上する。    これはまた、コントラストを一定とするならば、前景輝度の低減分だけ表示素子を低輝度化できることを意味する。
【００１６】
次に、前景輝度が表示輝度より低い場合には、図２の（ｂ）に示すように、減光フィルタ７を支持軸６まわりに回転させて、筐体３の窓８に重ねる。これにより、前景Ｗよりの光は減光フィルタ７を通過しないので前景輝度は変化せず、蛍光表示管４からの表示光は減光フィルタ７を通過するので、減光フィルタの透過率に従い表示輝度は低減される。
このときの表示輝度は、図３においてＢの状態となる。こうして、前景輝度に対する表示輝度のコントラストは向上する。  また、表示輝度が低減されるので、輝度調整の幅を狭める必要はなくなり、あるいはまた輝度調整自体が不要となるので輝度調整回路を設ける必要はない。
【００１７】
ここで、減光フィルタを使用していない一般的な表示装置の場合、前景輝度をＬｂ、表示輝度をＬｄとすると、コントラストＣは次式で表わせる。
Ｃ＝Ｌｄ／（Ｌｂ＋Ｌｄ）
本実施例においては、減光フィルタ７の透過率をＴｆとすると、前景輝度が高い図２の（ａ）に示した場合のコントラストＣＨ  は、
ＣＨ  ＝Ｌｄ／（Ｌｂ・Ｔｆ＋Ｌｄ）
前景輝度が低い図２の（ｂ）に示した場合のコントラストＣＬ  は、
ＣＬ  ＝Ｌｄ・Ｔｆ／（Ｌｂ＋Ｌｄ・Ｔｆ）
と表わされる。
【００１８】
図２の（ａ）に対応する図３の背景輝度が高い範囲では、減光フィルタ７を通過することにより見かけの前景輝度が下がっているので、新たに、図中、一点破線より下側がコントラストの不足する領域となる。逆に背景輝度が低い範囲では、表示輝度が減光されて低減する。こうして、減光フィルタ７を操作して回動切り替えすることにより、表示輝度を２段階に調整できることになる。
【００１９】
以上のように、本実施例は、コンバイナを用いて蛍光表示管からの表示光を前景と重畳させて反射し、各種情報を虚像表示として運転者に提供する車両用表示装置において、蛍光表示管４を収納した筐体３の窓とコンバイナ５との間に回動可能の着色減光フィルタ７を設け、前景輝度の変化に応じて着色減光フィルタをコンバイナ５側または蛍光表示管４側に重ねるものとしたので、蛍光表示管に高価な超高輝度のものを要せず、また複雑な輝度調整回路を必要とすることなく、簡単に高い方の輝度を低減して良好なコントラストの表示を得ることができる。
【００２０】
図４には、本発明の第２の実施例を示す。
この実施例は、前実施例の一枚の減光フィルタ７のかわりに、複数枚に分けた分割減光フィルタ２１を使用したものである。
この表示装置２０において、分割減光フィルタ２１は、それぞれ独立して支持軸６’のまわりを回転可能な３枚の着色減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃからなり、前実施例の減光フィルタ７の透過率減衰分をこれら３枚の減光フィルタに等分に分担させている。各減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、コンバイナ５に重ねられたときそれぞれ室内側に向く面の反射率をコンバイナ５の反射率と同じにしてある。
その他の構成は第１の実施例と同じである。
【００２１】
使用にあたって、前景輝度が表示輝度より特に高い第１の状態時には、３枚の減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃをコンバイナ５に重ねて使用する。前景Ｗよりの前景輝度は３枚の減光フィルタの透過率に従い低減される。
一方、蛍光表示管４からの表示光は減光フィルタ２１Ｃで反射するが、その反射率をコンバイナ５の反射率と同じにしてあるから、表示輝度は変わらない。
この状態を背景輝度（前景輝度）に対する表示輝度のコントラストの関係を示す図５にＡとして示す。
【００２２】
前景輝度が表示輝度より高いが上記第１の状態ほど差が激しくない第２の状態のときは、減光フィルタを切り替え操作して２枚の減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂをコンバイナ５に重ね、１枚の減光フィルタ２１Ｃは筐体３の窓に重ねる。これにより、前景Ｗよりの光は２枚の減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂの透過率に従い低減され、蛍光表示管４からの表示光は１枚の減光フィルタ２１Ｃの透過率に従い低減される。この状態を図５にＢとして示す。
【００２３】
同様に、前景輝度が表示輝度より低い第３の状態時には、同様に切り替え操作により１枚の減光フィルタ２１Ａをコンバイナ５に重ね、２枚の減光フィルタ２１Ｂ、２１Ｃを筐体３の窓８に重ねる。この状態が図５にＣとして示される。コントラストは良い状態となっている。
【００２４】
そして、前景輝度が特に低い第４の状態時には、３枚の減光フィルタ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃのすべてを筐体３の窓８に重ねる。これにより表示輝度は蛍光表示管４からの表示光が３枚の減光フィルタを通過するので低減される一方、前景輝度はコンバイナ５透過の後は１枚の減光フィルタも通過しないので変化しない。の状態が図５にＤとして示される。
図５のＡ〜Ｄに示されるように、コントラストは前景輝度の変化があっても良好に保たれている。
【００２５】
このように、本実施例によれば、分割減光フィルタ２１の各減光フィルタを振り分けることで、第１の実施例の有する効果に加えて、輝度調整をよりきめ細かく行うことができるという利点を有する。
なお、この実施例では分割された各減光フィルタの透過率を一定として減衰分を等分に分担させたが、これに限らず、それぞれ異なる透過率を有するものとしてもよい。
【００２６】
また、実施例では、各減光フィルタの室内側に向く面の反射率をすべてコンバイナの反射率と同じにしてあるが、それぞれ異なるものとすることができる。この場合には、コンバイナ５側の減光フィルタ２１Ａの反射率を小さく、表示素子である蛍光表示管４側の減光フィルタ２１Ｃの反射率を大きくすると、前景輝度が表示輝度に対してとくに大きいときに効果的にコントラストのバランスをとるのに好ましい。
【００２７】
なお、以上説明した各実施例では、減光フィルタ７あるいは分割減光フィルタ２１を支持軸まわりに回動させるものとしたが、これに限定されず、例えばスライド式に減光フィルタを出し入れするようにしてもよい。
また、表示素子として蛍光表示管を用いているが、このほか、発光ダイオード等の自発光素子、透過型の液晶表示素子、冷陰極管やエレクトロルミネセンスあるいは白熱灯等の背面照明とを組み合わせたもの等を使用することができる。
【００２８】
さらにまた、各実施例において、コンバイナ５には、透明なガラスもしくはアクリル等のほか、明なガラスもしくはアクリル等で反射率を高める膜を有するもの、着色されたガラスもしくはアクリル等、あるいは透明なガラスもしくはアクリル等で反射率を低める膜を有するものなどが選択可能であり、さらには、車両のウインドシールド等の板部材を使用することもできる。
また、減光フィルタには、着色されたガラスもしくはアクリル等のほか、透明なガラスもしくはアクリル等で反射率を高める膜を有する板部材を使用することができる。
なおまた、減光フィルタ７や分割減光フィルタ２１の回動切り替えは、手動で行なえるが、ライトＯＮ／ＯＦＦ信号や光センサの出力信号を用いて走行環境に応じて自動的に作動するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、コンバイナを用いて表示素子からの表示光を前景と重畳させて運転者方向へ反射表示する車両用表示装置において、表示素子とコンバイナとの間に、表示素子側またはコンバイナ側に位置切り替え可能な減光フィルタを設けたので、前景輝度の変化に応じて減光フィルタをコンバイナ側または表示素子側に重ねることにより、いずれか高い側の輝度を低減して表示のコントラストを良好なものとすることができる。
これにより、超高輝度の表示素子やその輝度を調整する輝度調整回路が不要となり装置の小型化やコストダウンが可能となった。
【００３０】
そしてとくに、減光フィルタを複数枚の分割減光フィルタからなるものとし表示素子側またはコンバイナ側に適宜振り分けることにより、輝度調整をよりきめ細かく行うことができる。
また、減光フィルタをコンバイナと表示素子の間に位置する支持軸に支持して回動させることにより、位置切り替えが簡単に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】実施例の作用を示す説明図である。
【図３】実施例による背景輝度と表示輝度のコントラストの関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図５】第２の実施例による背景輝度と表示輝度のコントラストの関係を示す図である。
【図６】従来例を示す図である。
【図７】コントラストを一定に保ったときの背景輝度に対する表示輝度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１、２０            表示装置
２                インストルメントパネル
３                筐体
４                蛍光表示管
５                コンバイナ
６                支持軸
７                減光フィルタ
８                窓
１０            制御装置
１１            車速センサ
２１            分割減光フィルタ
１０１        蛍光表示管
１０２        コンバイナ
１０６        輝度調整回路
１０７        車速センサ
Ｅ                運転者の目
Ｌ                表示光
Ｑ                虚像表示
Ｓ                フロントウインドシールド
Ｗ                前景
Ｚ                虚像表示
【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】
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