(57)【要約】【課題】乗員が空中像を視認し易い乗物用表示装置を提供する。【解決手段】乗物用表示装置３０は、表示光を出射するように構成された表示部３１と、表示部３１からの表示光が表す像を、乗物用シート１１の前方において空中像ＡＩとして結像させるように構成された光学系４０と、乗物用シート１１のリクライニング位置に関するリクライニング情報を取得するリクライニング情報取得部５１と、を備え、リクライニング情報取得部５１で取得したリクライニング情報に基づき、表示部３１と光学系４０のうち少なくとも一方を変位させるように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を出射するように構成された表示部と、
前記表示部からの前記表示光が表す像を、乗物用シートの前方において空中像として結像させるように構成された光学系と、
前記乗物用シートのリクライニング位置に関するリクライニング情報を取得するリクライニング情報取得部と、を備え、
前記リクライニング情報取得部からの前記リクライニング情報に基づき、前記表示部と前記光学系のうち少なくとも一方を変位させるように構成された乗物用表示装置。
【請求項２】
前記リクライニング情報取得部からの前記リクライニング情報に基づき、前記表示部のチルト角を変更させるように構成された請求項１に記載の乗物用表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記乗物用シートの前方において、前記表示光を前記乗物用シートに対して前方に向けて出射するように配され、
前記光学系は、
前記表示部から出射された前記表示光の少なくとも一部を前記乗物用シートに対して前方に向けて鏡面反射する反射面を有し、反射された前記表示光の進行方向とは逆向きに進行する光の少なくとも一部を透過するように構成された反射透過プレートと、
前記反射透過プレートで反射された前記表示光を再帰性反射して、前記反射透過プレートの前記反射面に対して前記表示部と対称な位置に空中像を結像するように構成された再帰性反射材と、を有する請求項１又は請求項２に記載の乗物用表示装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記乗物用シートにおけるアームレストの直上に前記空中像を結像するように構成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の乗物用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗物用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空中像表示装置として、下記特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に開示の空中像表示装置は、表示素子と、光学プレートと、ハーフミラーとを備えている。そして、光学プレートは、表示素子からの映像光を、車両のフロントガラスよりも観察者側（運転席側）の空中であって、観察者の前方の視界内およびその近傍の少なくともいずれかの空中に集めることにより、表示素子に表示された映像の実像を上記空中に結像させると、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空中像を結像する表示装置では、一般的に、空中像の視野角が狭いことが問題となる。そして、特許文献１に開示の構成のような乗物用照明装置では、乗員の姿勢によっては、乗員の目の位置が空中像の視野角の範囲外に位置し、乗員が空中像を視認できない場合があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、乗員が空中像を視認し易い乗物用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者等は、鋭意検討した結果、乗物用シートの前方において空中像を結像する乗物用表示装置では、乗物における種々の構造物の変位量のうち、特に乗物用シートのリクライニング位置の変位量が、空中像の視認し易さに与える影響が大きいことを突き止めた。そして、乗物用シートのリクライニング位置に応じて、乗物用表示装置の各部の配置を変位させることにより、空中像の視野角の範囲を調整する本明細書に開示の技術を開発するに至った。
【０００７】
上記課題を解決するために、本願明細書に開示の乗物用表示装置は、表示光を出射するように構成された表示部と、前記表示部からの前記表示光が表す像を、乗物用シートの前方において空中像として結像させるように構成された光学系と、前記乗物用シートのリクライニング位置に関するリクライニング情報を取得するリクライニング情報取得部と、を備え、前記リクライニング情報取得部からの前記リクライニング情報に基づき、前記表示部と前記光学系のうち少なくとも一方を変位させるように構成されている。
【０００８】
このような乗物用表示装置によれば、乗物用シートのリクライニングの状態を変更することにより乗員の目の位置が変化する場合であっても、表示部又は／及び光学系を変位させることにより、視野角内に乗員の目が位置するようにして空中像を結像させることができる。このため、乗物用シートのリクライニングの状態によらず、乗員が空中像を視認し易い乗物用表示装置を実現することができる。
【０００９】
上記構成において、前記リクライニング情報取得部からの前記リクライニング情報に基づき、前記表示部のチルト角を変更させるように構成されていてもよい。このような構成によれば、表示部のチルト角を変更するという比較的容易な光学設計で、視野角内に乗員の目が位置するようにして空中像を結像させることができる。
【００１０】
上記構成において、前記表示部は、前記乗物用シートの前方において、前記表示光を前記乗物用シートに対して前方に向けて出射するように配され、前記光学系は、前記表示部から出射された前記表示光の少なくとも一部を前記乗物用シートに対して前方に向けて鏡面反射する反射面を有し、反射された前記表示光の進行方向とは逆向きに進行する光の少なくとも一部を透過するように構成された反射透過プレートと、前記反射透過プレートで反射された前記表示光を再帰性反射して、前記反射透過プレートの前記反射面に対して前記表示部と対称な位置に空中像を結像するように構成された再帰性反射材と、を有する。このような構成によれば、表示部からの表示光が直接的に乗員に視認され難く、乗員が空中像に焦点を合わせて空中像を視認し易くなっている。
【００１１】
上記構成において、前記光学系は、前記乗物用シートにおけるアームレストの直上に前記空中像を結像するように構成されていてもよい。このような構成によれば、乗員がアームレストの肘掛け面を目安として空中像に焦点を合わせて、空中像を視認し易くなっている。
【発明の効果】
【００１２】
本願明細書に開示の技術によれば、乗員が空中像を視認し易い乗物用表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置が搭載された車室内を示す図
【図２】第１リクライニング位置における表示装置を示す断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した図）
【図３】第２リクライニング位置における表示装置を示す断面図
【図４】表示部のチルト角の変更する態様を示す断面図
【図５】表示装置の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図１から図４によって説明する。本実施形態では、車両（乗物の一例）１０のセンターコンソール（乗物用内装材）２０に設けられた表示装置（乗物用表示装置）３０について例示する。なお、図２及び図３の左側が車両前方、右側が車両後方にそれぞれ対応し、上方が車両上方、下方が車両下方にそれぞれ対応する。
【００１５】
センターコンソール２０は、図１に示すように、運転席用の乗物用シート（乗物用シートの一例）１１と図示しない助手席用の乗物用シートとの間に配設されている。本実施形態では、センターコンソール２０は、上面における車両後側部分が運転席又は／及び助手席のアームレスト２１を構成する。アームレスト２１は、肘掛け面２１Ａが乗員の前腕付近で、水平方向に沿って延在している。センターコンソール２０は、アームレスト２１の車両前方に表示装置３０が収容される表示装置収容部２３を備えている（図２参照）。表示装置収容部２３は、凹状をなし、車両上方に向けて開口した開口部２３Ａを有している。
【００１６】
乗物用シート１１は、図２及び図３に示されるように、シートバック１３とシートクッション１２を備え、リクライニングの状態を変更可能に構成されている。乗物用シート１１は、シートクッション１２に対するシートバック１３の角度を調整するリクライニング機構（不図示）を備えている。リクライニング機構は、シートバック１３を第１リクライニング位置（図２参照）と、第１リクライニング位置より後傾した第２リクライニング位置（図３参照）との間で、所定のリクライニング位置に回動可能に構成されている。
【００１７】
乗物用シート１１は、図５に示されるように、乗物用シート１１のリクライニング位置に関する情報を検出する検出部としてリクライニング情報検出部１５を備えている。リクライニング情報検出部１５は、当該リクライニング位置と対応するリクライニング機構（そのモータやギヤ等）の駆動量を検出するものであってもよく、また、シートクッション１２及びシートバック１３の位置を検出するセンサによってリクライニング位置を検出するものであってもよい。リクライニング情報検出部１５によって検出されたリクライニング位置に関する情報は、後述する表示装置３０のリクライニング情報取得部５１へ送られる。
【００１８】
表示装置３０は、図４に示されるように、表示光を出射するように構成された表示部３１と、表示部３１からの表示光が表す像を、乗物用シート１１の前方において空中像ＡＩとして結像させるように構成された光学系４０と、を備えている。
【００１９】
表示部３１は、予めメモリ（不図示）に保存された映像や、新たに生成した映像等を表示可能に構成されている。表示部３１としては、液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイを適用することができる。本実施形態では、表示部３１が立体的な生き物の映像を表示するものを例示する（図１参照）。このような表示としては、動的な意匠を伴うものであっても構わない。
【００２０】
表示部３１は、図２及び図３に示すように、乗物用シート１１の前方において、表示光を乗物用シートに対して前方に向けて出射するように配されている。本実施形態では、表示部３１は、表示装置収容部２３の車両後側において、表示面３１Ａが前方かつ上方を向く姿勢で配されている。図２においては、後述する第１表示位置における、表示光Ｌ１の光線を模式的に描き、図３においては、後述する第２表示位置における、表示光Ｌ２の光線を模式的に描いている。
【００２１】
表示部３１は、図４及び図５に示されるように、チルト角を変更させる駆動部３３を備えている。駆動部３３は、表示部３１を第１表示位置（図４において実線で示す）と、第１表示位置より表示面３１Ａが起立した第２表示位置（図４において二点鎖線で示す）との間で、所定の表示位置に回動可能に構成されている。第１表示位置は乗物用シート１１の第１リクライニング位置に対応し、第２表示位置は乗物用シート１１の第２リクライニング位置に対応する。第１表示位置は、後述する反射透過プレート４１の反射面４１Ａに対して表示面３１Ａの角度が約５５°に設定され、第２表示位置は、水平面に対して表示面３１Ａの角度が約７０°に設定されている。
【００２２】
光学系４０は、図４に示されるように、反射された表示光の進行方向とは逆向きに進行する光の少なくとも一部を透過するように構成された反射透過プレート４１と、反射透過プレート４１で反射された表示光を再帰性反射する再帰性反射材４３と、を有する。本実施形態では、反射透過プレート４１及び再帰性反射材４３は、その位置がセンターコンソール２０に対して固定された状態となっている。
【００２３】
反射透過プレート４１は、図４に示されるように、表示部３１から出射された表示光の少なくとも一部を乗物用シート１１に対して前方に向けて鏡面反射する反射面４１Ａを有している。反射透過プレート４１としては、ハーフミラー等を例示することができる。反射透過プレート４１は、反射面４１Ａにおける光の透過率及び反射率をそれぞれ適宜設計することで、ビームスプリッターとして機能する。本実施形態では、反射透過プレート４１の反射と透過の割合が、反射面４１Ａにおいて、表示部３１からの光（車両後方かつ下方から進行してくる光）をほとんど反射するとともに、再帰性反射材４３からの光（車両前方かつ下方から進行してくる光）をほとんど透過するように設定されている。このような構成により、反射透過プレート４１を介することによる光の減衰を低減して、空中像ＡＩが明るく表示されるようになっている。
【００２４】
反射透過プレート４１は、図２及び図３に示されるように、水平方向に沿って延在する姿勢で、反射面４１Ａを表示装置収容部２３内に向けるようにして開口部２３Ａ内に配されている。反射透過プレート４１は、第１表示位置における表示部３１からの表示光Ｌ１の進行方向から、第２表示位置における表示部３１からの表示光Ｌ２の進行方向までをカバーする領域に亘って配されている。反射透過プレート４１は、センターコンソール２０の上面において、アームレスト２１に肘を掛けた乗員の手元付近に位置している。
【００２５】
再帰性反射材４３は、図４に示すように、光源から照射された光を受けると、その光を光源方向に再帰させる性質を有する反射材である。そのような反射材としては、ガラスビーズ反射材、マイクロプリズム反射材等を例示することができる。
【００２６】
再帰性反射材４３は、図２及び図３に示されるように、表示部３１の前方かつ反射透過プレート４１の下方において、反射面４１Ａが後方かつ上方を向く姿勢で配されている。再帰性反射材４３は、反射透過プレート４１で反射した光うち、第１表示位置における表示部３１からの表示光Ｌ１の進行方向から、第２表示位置における表示部３１からの表示光Ｌ２の進行方向までをカバーする領域に亘って配されている。
【００２７】
再帰性反射材４３は、図４に示されるように、反射透過プレート４１の反射面４１Ａに対して表示部３１と対称な位置に空中像ＡＩを結像するように構成されている。本実施形態では、光学系４０は、乗物用シート１１におけるアームレスト２１の直上に空中像ＡＩを結像するように構成されている（図２参照）。以下、この位置を空中像ＡＩの結像位置と呼ぶ。空中像ＡＩの結像位置は、表示部３１のチルト角を変更して、図２における反時計周り（以下、正の方向と称する）に回転させると、負の方向に同等の回転角だけ回転することとなる。再帰性反射材４３により結像される空中像ＡＩは、再帰性反射が起こる光線角度の制限を受け、比較的狭い視野角を有している。空中像ＡＩの視野角の範囲は、再帰性反射材４３への表示光の入射角が変更されることに伴って、表示部３１のチルト角を正方向に変更することにより、車両下方に変位し、表示部３１のチルト角を負方向に変更することにより、車両上方に変位するものとされる。
【００２８】
表示装置３０は、図５に示されるように、乗物用シート１１のリクライニングの状態に関するリクライニング情報を取得するリクライニング情報取得部５１を備えている。表示装置３０は、リクライニング情報取得部５１からのリクライニング情報に基づき、表示部３１を変位させるように構成されている。本実施形態では、表示装置３０は、リクライニング情報取得部５１からのリクライニング情報に基づき、表示部３１のチルト角を変更させるように構成されている。
【００２９】
リクライニング情報取得部５１は、図５に示されるように、表示装置３０における、表示部３１のチルト角を制御する制御部５０に含まれている。また、表示装置３０は、乗物用シート１１のリクライニング情報と表示部３１のチルト角の関係を示す配置情報を予め記憶する配置情報記憶部５７を備えている。配置情報記憶部５７に記憶された配置情報としては、例えば、乗物用シート１１の第１リクライニング位置から第２リクライニング位置までを４段階に分割して、第１段階（第１リクライニング位置を含む）では表示部３１のチルト角５５°とし、第２段階では表示部３１のチルト角６０°とし、第３段階では表示部３１のチルト角６５°とし、第４段階（第２リクライニング位置を含む）では表示部３１のチルト角約７０°とする、というような対応関係を示す情報を例示することができる。制御部５０及び配置情報記憶部５７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成されている。
【００３０】
制御部５０は、図５に示されるように、リクライニング情報検出部１５からリクライニング情報を取得するリクライニング情報取得部５１と、配置情報記憶部５７から配置情報を取得する配置情報取得部５３と、配置情報取得部５３で取得された配置情報を参照して、リクライニング情報取得部５１で取得したリクライニング情報に対応する表示部３１のチルト角を決定する配置決定部５５と、を有している。配置決定部５５で決定された表示部３１のチルト角は、表示部３１に送られる。
【００３１】
表示部３１は、図５に示されるように、制御部５０から入力されたチルト角に関する情報に基づき駆動部３３が駆動されるように構成されている。表示部３１は、駆動部３３によりチルト角が変更されると、乗物用シート１１のリクライニング状態に応じて最適化されたチルト角で、映像光を出射可能とされる。
【００３２】
続いて、本実施形態の作用について、乗物用シート１１の第１リクライニング位置（図２参照）及び第２リクライニング位置（図３参照）を例にとって説明する。第１リクライニング位置において乗員が乗物用シート１１に着座した場合、標準的な体形及び姿勢の乗員の目の位置が概ね所定の位置に定まる。この際、表示部３１は第１表示位置（チルト角５５°）となっている。表示部３１の第１表示位置における空中像ＡＩの視野角は、第１リクライニング位置の乗物用シート１１に着座した乗員の目の位置に合わせて適宜設定されている（なお、図２及び図４においては、第１表示位置における視野角の中心軸をＶ１で示す）。このため、乗員は、第１リクライニング位置において、乗員はシートバック１３に背中を凭せ掛けた無理のない姿勢で空中像ＡＩを視認可能となっている。
【００３３】
続いて、乗物用シート１１を第１リクライニング位置から第２リクライニング位置に変更する。すると、乗員の上体もシートバック１３とともに後傾し、第１リクライニング位置に比べて目の高さが低くなる。表示装置３０は、乗物用シート１１のリクライニング状態に連動して、表示部３１のチルト角が変更され、表示部３１は第２の表示位置（チルト角７０°）に変位する。表示部３１の第２表示位置における空中像ＡＩの視野角は、第２リクライニング位置の乗物用シート１１に着座した乗員の目の位置に合わせて適宜設定されている（なお、図３及び図４においては、第２表示位置における視野角の中心軸をＶ２で示す）。このため、乗員は、第２リクライニング位置において、シートバック１３に背中を凭せ掛けた無理のない姿勢で空中像ＡＩを視認可能となっている。
【００３４】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本願発明者等は、鋭意検討した結果、乗物用シート１１の前方において空中像ＡＩを結像する表示装置３０では、車両１０における種々の構造物の変位量のうち、特に乗物用シート１１のリクライニング位置の変位量が、空中像ＡＩの視認し易さに与える影響が大きいことを突き止めた。そして、乗物用シート１１のリクライニング位置に応じて、表示装置３０の表示部３１の配置を変位させることにより、空中像ＡＩの視野角の範囲を調整する本実施形態を開発するに至った。本実施形態の表示装置３０によれば、乗物用シート１１のリクライニングの状態を変更することにより乗員の目の位置が変化する場合であっても、表示部３１を変位させることにより、視野角内に乗員の目が位置するようにして空中像ＡＩを結像させることができる。このため、乗物用シート１１のリクライニングの状態によらず、乗員が空中像ＡＩを視認し易い表示装置３０を実現することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、リクライニング情報取得部５１からのリクライニング情報に基づき、表示部のチルト角を変更させるように構成されている。このため、表示部３１のチルト角を変更するという比較的容易な光学設計で、視野角内に乗員の目が位置するようにして空中像ＡＩを結像させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、表示部３１は、乗物用シート１１の前方において、表示光を乗物用シート１１に対して前方に向けて出射するように配され、光学系４０は、表示部３１から出射された表示光の少なくとも一部を乗物用シート１１に対して前方に向けて鏡面反射する反射面４１Ａを有し、反射された表示光の進行方向とは逆向きに進行する光の少なくとも一部を透過するように構成された反射透過プレート４１と、反射透過プレート４１で反射された表示光を再帰性反射して、反射透過プレート４１の反射面４１Ａに対して表示部３１と対称な位置に空中像ＡＩを結像するように構成された再帰性反射材４３と、を有する。このため、表示部３１からの表示光が直接的に乗員に視認され難く、乗員が空中像ＡＩに焦点を合わせて空中像ＡＩを視認し易くなっている。
【００３７】
また、本実施形態では、光学系４０は、乗物用シート１１におけるアームレスト２１の直上に空中像ＡＩを結像するように構成されている。このため、乗員がアームレスト２１の肘掛け面２１Ａを目安として空中像ＡＩに焦点を合わせて、空中像ＡＩを視認し易くなっている。
【００３８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、リクライニング情報取得部からのリクライニング情報に基づき、表示部と光学系のうち表示部を変位させるように構成されたものを例示したが、これに限られない。例えば、リクライニング情報取得部からのリクライニング情報に基づき、光学系を変位（例えば、再帰性反射材のチルト角を変更）させるように構成されたものであってもよく、表示部と光学系の双方を変位させるように構成されたものであってもよい。
（２）上記実施形態では、表示部のチルト角を変更するように構成されたものを例示したが、変位の態様はこれに限られない。例えば、表示部全体が光学系に対して回動するようにして変位してもよく、さらに、車両前後方向にスライドするように変位してもよい。
（３）上記実施形態以外にも、光学系の構成、配置は適宜変更可能である。例えば、光学系は、再帰性透過材、凹面鏡等により、空中像を結像するものであってもよい。
（４）上記実施形態以外にも、反射透過プレートの構成、配置は適宜変更可能である。例えば、反射透過プレートは、両面において、可視光領域における光透過率が３０％以上７０%以下であり、かつ、可視光領域の光線反射率が３０％以上７０%以下のハーフミラーであってもよい。なお、この場合には、ハーフミラーにおける光の減衰を考慮して、表示部における光出射量を適宜設定する必要がある。
（５）上記実施形態以外にも、表示装置が設置される乗物用内装材の種類、表示装置の設置場所は適宜設定可能である。例えば、表示装置は、インストルメントパネルに設置されていてもよく、乗物用シートに設置されたアームレストに設けられていてもよい。さらに、後部座席用の乗物用シートの前方に空中像を結像する表示装置として、前席の乗物用シートの背面に設置されていてもよい。
（６）上記実施形態では、リクライニング情報に基づき、表示部と光学系のうち少なくとも一方を変位させるように構成されたものを例示したがこれに限られない。例えば、リクライニング情報とともに、乗物用シートの車両前後へのスライド位置に関するスライド情報、シートクッションの上下方向における位置に関するリフトアップ情報、ヘッドレストの位置に関するヘッドレスト位置情報等に基づき、表示部又は／及び光学系を変位させてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１１…乗物用シート、２１…アームレスト、３０…表示装置（乗物用表示装置）、３１…表示部、３１Ａ…表示面、４０…光学系、４１…反射透過プレート、４１Ａ…反射面、４３…再帰性反射材、５１…リクライニング情報取得部、ＡＩ…空中像、Ｌ１，Ｌ２…表示光
【図１】
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【図２】
2019078794.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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