(57)【要約】【課題】表示領域を斜めから見た際にも外観を損ねない車両用表示装置を提供する。【解決手段】画像を表示領域に表示することで、車両情報を運転者に提供する表示器１４と、表示器１４に画像信号を伝達する回路基板１６と、表示器１４と回路基板１６を収容する凹部を有する下ケース１７と、凹部を覆うように設けられ、透光性有色基材１３１で形成される透視部１３ａを有する文字板１３と、運転者から文字板１３を通して視認可能に設けられ、光の反射を抑制する低反射処理層１３４と、を備え、透光性有色基材１３１は透光率が３３％以下である車両用表示装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示領域に表示することで、車両情報を運転者に提供する表示手段と、
前記表示手段に画像信号を伝達する回路基板と、
前記表示手段と前記回路基板を収容する凹部を有する筐体と、
前記凹部を覆うように設けられ、透光性有色基材で形成される透視部を有する透視部材と、
前記運転者から前記透視部材を通して視認可能に設けられ、光の反射を抑制する低反射処理層と、を備え、
前記透光性有色基材は透光率が３３％以下である
車両用表示装置。
【請求項２】
前記車両から受信した前記車両情報に基づいて、前記画像を生成する制御手段
を更に備える
請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記透視部材は裏面に前記低反射処理層を設ける
請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記表示手段は表示領域に前記低反射処理層を設ける
請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記低反射処理層より情報出力方向側に光出射方向制限層を設ける
請求項１乃至４いずれか１項に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、車両に搭載される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば特許文献１に開示されているような、低反射処理層を設けることにより視認性を向上させた表示装置が種々提案されている。低反射処理層としては、ＡＲ （Anti Reflection）フィルムや、微細な凹凸形状により表面反射を抑制するモスアイフィルム等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
低反射処理層は視線角度が０°となるような位置（層に対して視線が垂直となる位置）から視認した場合には処理を施さない場合よりも反射率が小さい。しかしながら、視線角度が９０°に近づくにつれ、反射率が上昇し、白っぽく見え、外観を損ねてしまう場合があった。
【０００５】
本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、車両用表示装置を斜めから視認した場合においても外観を損ねない車両用表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用表示装置は、
画像を表示領域に表示することで、車両情報を運転者に提供する表示手段と、
前記表示手段に画像信号を伝達する回路基板と、
前記表示手段と前記回路基板を収容する凹部を有する筐体と、
前記凹部を覆うように設けられ、透光性有色基材で形成される透視部を有する透視部材と、
前記運転者から前記透視部材を通して視認可能に設けられ、光の反射を抑制する低反射処理層と、を備え、
前記透光性有色基材は透光率が３３％以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、斜めから視認した場合においても外観を損ねない車両用表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の第一の実施形態の表示装置の車両搭載時の外観を示す図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ断面図。
【図３】（ａ）第一の実施形態の文字板１３のＸ−Ｘ断面図。（ｂ）第一の実施形態のルーバーフィルム１３３の水平断面図。
【図４】第二の実施形態の表示装置の断面図。
【図５】第二の実施形態の文字板１３及び表示器１４の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示の表示装置（車両用表示装置）を、車両に適用した実施形態として例にあげ、添付図面を用いて説明する。
図１に示すように、表示装置１０は車両１に搭載され、車両１の使用者である運転者の前方のインストルメントパネル（インパネ）に形成されたメータフード２の下方に組み付けられている。また表示装置１０は、表示装置１０の外部から得られた種々の情報を表示し、運転者へ提供する。
【００１０】
また表示装置１０は運転者から視認可能に２つのアナログメータを備える。アナログメータは車両１の速度やエンジン回転数といった車両情報を提供する。また表示装置１０は使用者から見て表示装置１０の中央に表示器１４（表示手段）が視認可能に配置される。表示器１４は表示領域に表示する画像により車両装備のメンテナンス情報や、経路案内情報、車両情報、運転情報を含む情報を情報出力方向にいる運転者に提供する。
また表示装置１０は、車両装備の異常や状態を報知する警告表示部１０ｄを設ける。
【００１１】
次に、図２を用いて表示装置１０の構成を詳細に説明する。
表示装置１０は、レンズ１１（透視部材）、見返し１２、文字板１３（透視部材）、表示器１４、中ケース１５、回路基板１６、下ケース１７（筐体）を備える。
【００１２】
レンズ１１（透視部材）は、フック１１ａと、透視部１１ｂと、を有する。例えばアクリル樹脂が適用できる。運転者は透視部１１ｂを通して表示装置１０を見ることで車両情報を把握することができる。
【００１３】
またレンズ１１の運転者と対向する面の形状は、外光や運転者自身の像が運転者の視点方向へ反射されることがないように、車両上方向にあたる部分がせり出ており、結果として車両下方向を向いた形状を成して余計な映り込みを防止している。また本開示におけるレンズ１１の運転者と対向する面の形状は車両下方向を向いた形状を成しているとしたが、これは上述の反射を防ぐための形状であるため、少なくとも片側に傾斜していればよい。本開示とは反対に車両上方向を向いた形状でも良い。またフック１１ａにより後述する見返し１２に形成された係止部１２ａに係止される。
【００１４】
見返し１２は、遮光性の樹脂からなり、例えばタルク粉末を含有するポリプロピレンが適用できる。また見返し１２は、後述する文字板の可視部を規定するような孔状を成す壁部と、レンズ１１に係止される被係止部、後述する下ケース１７を係止する係止部を有する。壁部の形状は、レンズ１１を図に示す通りに係止する目的と、後述する文字板１３が外光に照らされることを防止する目的から、車両上方向にあたる部分がせり出ている。上述の通り、レンズ１１の傾斜はこれに限定されるものではないので、レンズ１１の傾斜に追従するようにせり出ていればよい。
【００１５】
文字板１３の構成は図３を用いて説明する。
文字板１３（透視部材）は基材１３１と、印刷層１３２と、ルーバーフィルム１３３（光出射方向制限層）と、モスアイフィルム１３４（低反射処理層）とを設ける。運転者は透視部材である文字板１３の透視部１３ａから表示器１４を視認することで車両情報を知ることができる。
【００１６】
基材１３１は板状で透光性を持ち有色な材料（透光性有色基材）が適用でき、特にスモーク顔料を含有することで所望の透光率を有する樹脂材やガラスで構成しうるが、本開示では例えばスモーク顔料を添加することで垂直に入射した光の透過率を３０％にしたポリカーボネートの板材とする。
【００１７】
本実施形態では例えば３０％の透光率に設定してある。液晶表示器などのフラットパネルディスプレイはその表示領域の外装に透明樹脂基材が使われるが、一般に樹脂ブランク材の表面は光の反射率（以下、反射率という場合はその素材表面における光の反射率を指す。）は４％であり、低反射性実現手段として、ＡＲ（アンチリフレクション）処理がある。これは誘電体多層膜を透光性物質の表面に添加することで透光性物質表面での光の反射を抑える技術であり、１％ほどにまで反射率を低減することができる。
【００１８】
これより高い低反射性能を実現する技術として、ＯＢ（オプティカルボンディング）が知られているが、これは反射率がおよそ０．１％である。しかし、設計上の制約が多く、適用できる場面が限られている。
【００１９】
そこで本開示では、反射率が１％の低反射処理層を用いる場合においてもＯＢ相当の反射率０．１％を実現できるように、透視部１３ａに用いる透光性有色基材の透光率を３３％以下に設定した。反射光は外光であり、外光が表示装置１０に入射する際と反射後に射出する際の２回、透視部１１ｂを通過する。つまり３３％の透光率を透視部１１ｂに設定することで、絶対的な光量が３３％の二乗、約１０％、つまり十分の一にすることができ、反射率１％の低反射処理層を用いる場合においても反射率０．１％相当の絶対光量しか外光の反射を行わないため、簡易な構成で高い低反射性を実現している。そのため、透光率は３３％以下であることが望ましい。
【００２０】
また別の観点では、低反射処理層は斜めから視認すると白っぽく見える場合がある。これによる外観性の低下を防ぐ効果もある。つまり、透視部１１ｂに垂直視認時に３０％の透光率を設定するとしたが、斜めから視認した際はこれより低い透光率になる（暗く見える）。具体的には透光率をαとし、透視部１１ｂの表面に対する法線ａから視線角度θ１だけ角度をつけた視線ｂから視認した際の透光率をβとすると、β＝αｃｏｓθ１となる。ただしここでｃｏｓは三角関数の余弦である。これにより、視線角度θ１が大きくなるに連れ、低反射処理層が白っぽく見えるが、そもそも透光率が小さくなるため、外観性の低下が無くなる。
【００２１】
また、一般にスモーク顔料による透光率の下限は２０％となっている。これ未満になると、表示手段の表示内容を視認しづらくなるためである。
【００２２】
印刷層１３２は基材１３１の裏面に塗料が塗布されてなる。主に暗色な塗料が適用され、後述する表示器１４の可視部には塗料が塗られておらず、表示器１４の表示領域よりも外側には塗料が印刷されている。また印刷層１３２は色が異なる塗料、例えば明色塗料を一部に施す事により、前述の目盛り部１０ａを形成する。また印刷層１３２の一部には警告表示部１０ｄが形成されている。警告表示部１０ｄは印刷層１３２の所定箇所に抜き文字状に印刷が施されていないことで透光性を持つ構成である。
【００２３】
ルーバーフィルム１３３（光出射方向制限層）は図３（ｂ）に示す通り、高透明シリコーンゴム１３３ｂがＰＣ（ポリカーボネート）フィルム１３３ａ及びＰＣフィルム１３３ｄに挟まれることでなるフィルムであり、高透明シリコーンゴム１３３ｂの中には高透明シリコーンゴム１３３ｂが成す面に垂直となるように黒色シリコーンゴム帯状体１３３ｃが等間隔に並ぶようなフィルムである。ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）により基材１３１の裏面に貼付されている。
【００２４】
ルーバーフィルム１３３は上記の構成により、所定の斜め方向へ透過する光を遮断する機能を有するフィルムである。本実施形態におけるこの所定の斜め方向とは、黒色シリコーンゴム帯状体１３３ｃの厚み方向に対する斜め方向である。図３（ｂ）に示す通り、黒色シリコーンゴム帯状体１３３ｃの厚み方向成分においてフィルム面の法線Ａに対する視線Ｂの角度（視線角度）が、黒色シリコーンゴム帯状体の幅Ｙに対する間隔Ｘの比率のアークタンジェントの値（臨界視線角度θ２）以上となる時、フィルムを透過する光が遮断されフィルムが黒く見える。この臨界視線角度θ２を、後述するモスアイフィルム１３４や、表示器１４の表面に施された低反射処理層が顕著に白く見え始める際の視線角度より小さい角度となる構成にすることが望ましい。
【００２５】
本実施形態では黒色シリコーンゴム帯状体１３３ｃの厚み方向が表示装置１０の左右方向（水平方向）と一致するように設けている。これにより、ルーバーフィルム１３３に入射した光で入射角の水平成分が所定角度（臨界視線角度θ２）以上である光は遮断される。従って、表示装置１０と正対する運転者には表示装置の表示器１４やアナログメータが提供する情報を視認可能にしつつも、左右方向の乗員からはルーバーフィルム１３３によりメータ表示面は黒く見える。
【００２６】
また表示装置１０から出射されメータフード２に遮られなかった光が、表示装置の左右方向に存在する車両１に搭載された窓部材や内装部材を照らす虞を低減する効果も達することができる。
【００２７】
モスアイフィルム１３４は、蛾の目（Moth-eye）の表面構造のように光の波長より短い周期構造を表面に備えるフィルムである。これを透光性物体の表面に貼付すると、フィルムの外界を構成する物質と透光性物体を構成する物質との間に屈折率の差が存在する場合においても、周期構造により擬似的に屈折率が徐変されることで透光性物体の表面での光の反射を抑制することができるフィルムである。モスアイフィルム１３４は文字板１３の最裏面にＯＣＡを用いて貼付されている。
【００２８】
モスアイフィルム１３４は入射角を０°として光線を照射した場合は反射率が０．１％未満となる。しかし、入射角を例えば６０°とした場合にはその低反射性能を維持できず、外観が白っぽく見える場合がある。したがって、ルーバーフィルム１３３は、例えば、臨界視線角度θ２が６０°のもの（ルーバーフィルム１３３面に対しておよそ３０°で遮光する仕様）を適用でき、この場合、表示装置１０の表示視野角（可視角度）も臨界視野角と同じになる。
【００２９】
また文字板１３は、運転者と対向する面に樹脂製のリング部材１０ｂと指針部１０ｃを有する。指針部１０ｃは図示しない公知の回動部を有する。回動部は例えば後述する制御部１６ｃに接続されるステッピングモータで構成され、車速やエンジン回転数に応じて所定のパルス信号を制御部１６ｃから受信し、回動を行う。この回動に伴い指針部１０ｃも回動し、目盛り部１０ａと指針部１０ｃが表す示度により車両情報を運転者に提供するアナログメータを形成する。
【００３０】
図２に示す表示装置１０の構成の説明に戻る。
【００３１】
表示器１４は画像表示手段からなり、例えばＴＦＴ液晶モジュールが適用できる。表示器１４は後述する制御部１６ｃとＦＰＣ（Flat Printed Cable）で接続され、制御部１６ｃが送信した画像情報及び輝度情報を受信し、所定の画像更新周期で表示する情報を更新又は維持する。また表示器１４は、表示領域を含む運転者と対向する面にＡＲコートが施されている。
【００３２】
ＡＲコートとは、当該面の最表面に位置する物質よりも屈折率が低い低屈折率膜であって、相対的に屈折率が低い低屈折率層と相対的に屈折率が高い高屈折率層とが交互に積層された誘電体多層膜を施すことで実現される低反射処理層である。その処理方法は例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などでなされる。
【００３３】
中ケース１５は遮光性の樹脂材料からなり、例えばタルクを含有するポリプロピレンが適用できる。中ケース１５の形状は表示器１４を収容する凹部と、警告表示部１０ｄを透過照明する光線が通過する孔部を設ける形状を成している。
【００３４】
また中ケース１５は警告表示部１０ｄを透過照明する光線の光路を規定する区画壁を有し、その区画壁のうち表示器１４を収容する第一の凹部と隣接する区画壁のうち文字板１３と接触する端面、区画壁端部１５ａを有する。
【００３５】
回路基板１６は例えば板状のガラスエポキシ材に銅箔の配線パターンが印刷されたプリント基板を適用でき、中ケース１５の裏面（表示器１４を収容する凹部の底面に対する裏面）に配置される。また回路基板１６は運転者と対向する面（表面）の所定箇所に光源１６ｂが設けられ、裏面にはコネクタ１６ａと、制御部１６ｃが設けられ、図示されていないが制御部１６ｃが生成した画像信号を表示器１４へ送信するＦＰＣ用コネクタが設けられている。
【００３６】
コネクタ１６ａは基板に露出した端子を樹脂のハウジングで覆われた接続部材である。表示装置１０と、車両１が備える電源と、を接続したり、表示装置１０と、車両１が備える種々のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とをＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続するためのコネクタである。
【００３７】
光源１６ｂは回路基板１６に実装された発光体であり、例えば発光ダイオードが適用できる。回路基板１６から供給される電圧により発光し、出射した光線は中ケース１５の孔部を通して警告表示部１０ｄを透過照明する。
【００３８】
制御部１６ｃ（制御手段）はプログラムや入力されたデータ、演算経過、演算結果等を保持する記憶部、記憶部に保持された情報に基づいて所定の演算処理を行う演算部、また他機器との接続用インターフェース等を設けたマイクロコンピュータで構成し得る。回路基板１６、コネクタ１６ａを介して表示装置１０の外部に接続された種々の電子機器から車両情報、経路案内情報等を受信し、表示器１４へ表示する画像を生成して表示器１４へ送信したり、アナログメータへその時点でのエンジン回転数や車速に応じた車両情報を送信したりしている。
【００３９】
下ケース１７は遮光性の樹脂材料からなり、文字板１３、表示器１４、中ケース１５、回路基板１６を収容する凹部と、見返し１２に係止されるための被係止部を設け、更にコネクタ１６ａが表示装置１０外部と接続されるための孔部が設ける。
【００４０】
以上の構造物により本開示の表示装置１０は構成される。
【００４１】
次に本開示の表示装置の第二の実施形態を図示例を用いつつ説明する。なお、上述実施形態と同様の部品構成については同じ符号を記して詳細な説明を省く。
【００４２】
図４に示すように、第二の実施形態の表示装置１０はレンズ１１（透視部材）、表示器１４、中ケース１５、回路基板１６、下ケース（筐体）１７を備える。本実施形態のように、見返しを排した構成であってもよい。
【００４３】
第一の実施形態では文字板１３を透視部材とし基材１３１を透光性有色基材とすることで本発明の主な効果を実現した。本実施形態ではレンズ１１を透視部材とし、透視部１１ｂに用いる基材は透光率を３３％以下に設定した透光性有色基材とし、本発明の主な効果を達している。要するに、低反射処理層より上方出力方向側に透光率を３３％以下に設定した透光性有色基材を設けていれば本発明の効果を達する。
【００４４】
図５にレンズ１１と表示器１４の断面図を示す。図４に示す通り、第二の実施形態においてはレンズ１１が印刷層１３２とルーバーフィルム１３３を設けている。また、表示器１４の表示面には低反射処理層としてモスアイフィルム１３４が設けられている。
【００４５】
また本実施形態では、ルーバーフィルム１３３の黒色シリコーンゴム帯状体１３３ｃの厚み方向が鉛直方向に沿うように貼付されている。これにより、表示装置１０から出射される光のうち、鉛直方向成分においてフィルム面の法線ａと出射する方向とが成す角度が所定以上である光が遮断される。
【００４６】
これにより車両１に備わる窓部材や内装部材が、メータフード２に遮られず出射された光により照らされる虞を低減するという効果も達することが可能である。
【００４７】
本実施形態のように、透視部材に低反射処理層が無くとも、表示装置１０に備わる被透視部材（例えば表示器１４）に低反射処理が施されており、その運転者と低反射処理との間に光出射方向制限層を設けられていれば、見映えの改善を達することができる。
【００４８】
なお、例えば、鉛直方向成分または水平方向成分の何れか一方において出射角度が所定以上の光を遮断する光出射方向制限層１４ｂを適用することもでき、想定される運転者の視点移動に応じて選択されると良い。
【００４９】
また本実施形態のように、光出射方向制限層が設けられる部材は透視部材に限定されるものではなく、運転者が表示手段を視認した際に、運転者の視点と表示手段の間に設けられていれば良い。
【００５０】
なお、本発明の表示装置を上述した実施形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。
【００５１】
例えば、表示器１４としてＴＦＴ液晶モジュールが適用できるとしたが、情報を表示できるディスプレイ装置ならばこれに適用でき、例えば有機ＥＬディスプレイも適用できる。
【００５２】
また、低反射処理層としてモスアイフィルムを適用した例を提示したが、透光性物体の表面の反射を抑えるフィルムであればよいので、ＡＧ（Anti Glare）フィルムや、ＡＲフィルムでもよい。ＡＲコートにおいても、視線角度を９０°へ近づけるにつれて白っぽく見える場合がある。
【００５３】
また、光出射方向制限層として本開示ではルーバーフィルムを用いて説明したが、他の光出射方向制限層を用いても本発明を達することができるのは勿論である。所定の出射角度を有する光のみを遮断できる光出射方向制限層であれば本発明の効果を達することができる。例えば光出射方向制限層として、偏光板と、入射角特性を持った傾斜は以降位相差板を組み合わせた光出射方向制限層であってもよい。この入射角特性を持った位相差板とは、例えば層に対して垂直に入射した直線偏光は透過し、入射角が所定の角度以上の直線偏光は１／２波長分の位相差を与え、入射前の偏光軸と直交する偏光軸に回転する位相差板として作用するフィルムがある。このフィルムに偏光板を貼付したものが光出射方向制限層として適用できる。偏光板が貼付された面が運転者と対向するように、なおかつ偏光板の軸が入射前の直線偏光の偏光軸と一致するように光出射方向制限層として設けることで、層に対して垂直に入射した光線は透過し、入射角が所定の角度以上の光線は位相差が生じ、偏光板により遮断される。
【００５４】
また、本開示では光出射方向制限層は層の法線方向に対して対称な遮光特性を示す光出射方向制限層を用いて説明したが、対称な遮光特性を示すものでなくとも良い。例えば、鉛直方向成分において出射角度が上方向に所定の出射角度以上の光のみ遮断する光出射方向制限層であってもよい。この場合は上方向から覗き込んだ場合でも外観を損ねない作用があり、また、上方向に備わる窓部材や内装部材への光の照射を防ぐ事もできる。
【００５５】
また、本開示では説明を簡便にするため表示装置１０の文字板１３や表示器１４は運転者が視認する面が鉛直となるように説明したが、実施に伴い各部材は傾斜を伴って設計された場合においても本開示の効果は発揮できることは勿論である。
【００５６】
また、本開示ではマイクロコンピュータからなる制御手段を回路基板に実装し、表示手段の表示制御を行う構成を示したが、制御手段を筐体の外部に構成し、制御手段により生成された画像信号を入力して表示駆動する構成であっても良い。例えば、車両に搭載されたセンターインフォメーションディスプレイに備わる制御手段が、メータフード内に配置される本開示の車両用表示装置、ヘッドアップディスプレイ、センターインフォメーションディスプレイに表示される画像を生成するような構成であっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１  車両
１０  表示装置（車両用表示装置）
１０ａ  目盛り部
１０ｂ  リング部材
１０ｃ  指針部
１０ｄ  警告表示部
１１  レンズ（透視部材）
１１ａ  フック
１１ｂ  透視部
１２  見返し
１２ａ  係止部
１３  文字板（透視部材）
１３１  基材
１３２  印刷層
１３３  ルーバーフィルム（光出射方向制限層）
１３３ａ  ＰＣフィルム
１３３ｂ  高透明シリコーンゴム
１３３ｃ  黒色シリコーンゴム帯状体
１３３ｄ  ＰＣフィルム
１３４  モスアイフィルム（低反射処理層）
１４  表示器（表示手段）
１５  中ケース
１６  回路基板
１６ａ  コネクタ
１６ｂ  光源
１６ｃ  制御手段
１７  下ケース（筐体）
２  メータフード
【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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