(57)【要約】【課題】汎用性が極めて高い光学表示装置を提供する。【解決手段】光学表示装置１は、表示対象物６と開口部５との間に遮蔽板７を配置することで、表示対象物６は遮蔽板７により開口部５から見えなくなり、虚像６ａと実像６の二重の像が観察される観察領域がなくなる。さらに、遮蔽板７の表示対象物６側の表面７ａにＬＥＤ８を取り付けることで、表示対象物６が十分に照らされて明るい虚像６ａを表示させることができ、しかも、ＬＥＤ８の照明光が直接的に観察者に向いていないため、ＬＥＤ８の照明光によって虚像６ａが観察し難くなるのを防止することができる。このように、虚像６ａの視認性を高めつつ光学表示装置１の利用範囲を広げることができ、汎用性を極めて高くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の放物面鏡と第２の放物面鏡とが互いに向き合うように接合された放物面鏡本体の前記第２の放物面鏡の頂部に開口部が形成され、前記第１の放物面鏡の焦点に配置された表示対象物の虚像を、前記開口部近傍に表示させる光学表示装置において、
前記表示対象物と前記開口部との間に配置されると共に、前記表示対象物から前記開口部に向かう直接光を遮蔽する遮蔽部材と、
前記表示対象物を照らす照明手段とを備えたことを特徴とする光学表示装置。
【請求項２】
照明手段は、前記遮蔽部材の前記表示対象物側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
【請求項３】
照明手段は、前記放物面鏡本体の外側に固定されていると共に、前記放物面鏡本体の前記開口部に向けて光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
【請求項４】
前記開口部の外側近傍に配置されると共に、前記虚像を写す虚像観察ミラーを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学表示装置。
【請求項５】
前記第１の放物面鏡の鏡面の頂部には、低反射処理又は無反射処理が施されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の光学表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する一対の放物面鏡を用いて、表示対象物の立体的な虚像を表示させる光学表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特許文献１に記載された光学表示装置がある。この光学表示装置は、放物面鏡のトップミラーと放物面鏡のボトムミラーとが、互いに向き合うように接合されて、放物面鏡本体を構成している。また、トップミラーの頂部には、開口部が形成されており、放物面鏡本体の内部には、トップミラーの焦点に表示対象物が配置されている。そして、開口部から入射された光により表示対象物が照らされ、開口部近傍に表示対象物の立体的な虚像が表示される。
【特許文献１】米国特許第３６４７２８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の光学表示装置では、放物面鏡本体の内部に配置された表示対象物が、開口部を通して見えてしまうと、虚像を観察する角度によっては、虚像と実像の二重の像の観察を余儀なくされ、虚像が非常に観察し難くなる。さらには、車内のように暗い場所では、開口部を通して放物面鏡本体内に入ってくる光量に限界があり、表示対象物を十分に照らすことができず、暗い虚像が表示されることになる。このように、従来の光学表示装置では、虚像の観察領域や暗さに制限があり、これによって光学表示装置の利用範囲が極めて制限され、汎用性を極めて悪くしているといった問題点がある。
【０００４】
本発明は、汎用性が極めて高い光学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】
【０００５】
本発明に係る光学表示装置は、第１の放物面鏡と第２の放物面鏡とが互いに向き合うように接合された放物面鏡本体の第２の放物面鏡の頂部に開口部が形成され、第１の放物面鏡の焦点に配置された表示対象物の虚像を、開口部近傍に表示させる光学表示装置において、
表示対象物と開口部との間に配置されると共に、表示対象物から開口部に向かう直接光を遮蔽する遮蔽部材と、
表示対象物を照らす照明手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この光学表示装置では、表示対象物と開口部との間に遮蔽部材を配置することで、表示対象物は遮蔽部材により開口部から見えなくなり、虚像と実像の二重の像が観察されることがなくなる。さらに、照明手段を採用することで、車内のように暗い場所であっても明るい虚像を観察することができる。このように、本発明によれば、虚像の視認性を高めつつ光学表示装置の利用範囲を広げることができ、汎用性を極めて高くすることができる。
【０００７】
また、照明手段は、遮蔽部材の表示対象物側に配置されていると好適である。
このような構成によって、表示対象物が照明手段で直接的に照らされて、明るい虚像を表示させることができ、しかも、照明光が直接的に観察者に向いていないため、照明手段の光によって虚像が観察し難くなるのを防止することができる。
【０００８】
また、照明手段は、放物面鏡本体の外側に固定されていると共に、放物面鏡本体の開口部に向けて光を出射すると好適である。
このような構成によって、表示対象物が照明手段で間接的に照らされて、明るい虚像を表示させることができ、しかも、照明光が直接的に観察者に向いていないため、照明手段の光によって虚像が観察し難くなるのを防止することができる。
【０００９】
また、開口部の外側近傍に配置されると共に、虚像を写す虚像観察ミラーを更に備えると好適である。
この光学表示装置によれば、虚像観察ミラーを開口部の外側近傍に配置することで、虚像観察ミラーに虚像を写し出すことができ、直接虚像を観察できない領域、すなわち死角になっている観察領域からでも、虚像観察ミラーを通して間接的に虚像を観察することができる。このため、虚像の観察領域を大幅に広げることができる。
【００１０】
また、第１の放物面鏡の鏡面の頂部には、低反射処理又は無反射処理が施されていると好適である。
第１の放物面鏡の鏡面の頂部に低反射処理又は無反射処理を行わない場合、表示させたい本来の虚像とは別の虚像も出現し、開口部近傍に二重の虚像が写し出されることになるので、本来の虚像が観察し難くなる。例えば、ドアの開閉状況を虚像としてモニター表示している場合、二重写しの虚像によってドアの開閉箇所を誤認することも起こり得る。従って、虚像の観察を確実なものにするために、第１の放物面鏡の鏡面の頂部に低反射処理又は無反射処理が行われている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学表示装置の汎用性を極めて高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光学表示装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１に示すように、光学表示装置１は、椀状の放物面鏡をなすボトムミラー２と椀状の放物面鏡をなすトップミラー３とを互いに向き合うように周縁部で接合した放物面鏡本体４を備え、トップミラー３の頂部には、円形の開口部５が形成されている。ボトムミラー２の焦点Ｆ１は、開口部５から少し外側に出るように位置し、トップミラー３の焦点Ｆ２は、ボトムミラー２の鏡面２ａにおける頂部２ｂの近傍に位置している。
【００１４】
放物面鏡本体４の内部には、トップミラー３の焦点Ｆ２に、表示対象物６が配置されている。そして、表示対象物６からの光は、トップミラー３により反射されてボトムミラー２に向かい、さらに、ボトムミラー２により反射されて、開口部５近傍にあるボトムミラー２の焦点Ｆ１に集光する。このため、観察者は、開口部５近傍に出現する表示対象物６の立体的な虚像６ａを観察することができる。
【００１５】
また、放物面鏡本体４の内部には、表示対象物６と開口部５との間であって放物面鏡本体４の中央部に、光を遮蔽する円形の遮蔽板７が配置されている。遮蔽板７は、焦点Ｆ１と焦点Ｆ２を結ぶ線に対して直交して配置されると共に、開口部５の外形と表示対象物６の中心とを結ぶ線で囲まれる領域からはみ出すように形成されており、開口部５から表示対象物６が見えないように配置されている。なお、遮蔽板７は、放物面鏡本体４に固定されたワイヤやブラケットなどにより取り付けられている。
【００１６】
そして、遮蔽板７の表示対象物６側の表面７ａには、５個のＬＥＤ８が固定されている。そして、各ＬＥＤ８は、ＬＥＤ回路基板を介して、放物面鏡本体４外に設けられた電源と電気的に接続されており、この電源から電流が供給されると、ＬＥＤ８が発光して表示対象物６を照射する。
【００１７】
このように、表示対象物６と開口部５との間に遮蔽板７を配置することで、表示対象物６は遮蔽板７により開口部５から見えなくなり、虚像６ａと実像６の二重の像が観察される観察領域がなくなる。さらに、遮蔽板７の表示対象物６側の表面７ａにＬＥＤ８を取り付けることで、表示対象物６がＬＥＤ８で直接的に且つ十分に照らされて、明るい虚像６ａを表示させることができ、しかも、ＬＥＤ８の照明光が直接的に観察者に向いていないため、ＬＥＤ８の照明光によって虚像６ａが観察し難くなるのを防止することができる。さらに、暗い場所であっても明るい虚像６ａを観察することができる。このように、光学表示装置１によれば、虚像６ａの視認性を高めつつ光学表示装置１の利用範囲を広げることができ、汎用性を極めて高くすることができる。
【００１８】
また、表示対象物６からの光の大部分は、トップミラー３で一次的に反射するが、表示対象物６からの光が、ボトムミラー２で一次反射する場合、開口部５近傍に表示させたい本来の虚像６ａとは別の虚像が表示される。そこで、これを防止するために、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂには、表示対象物６の像を反射させない黒色の無反射テープ９が貼付されている。この無反射テープ９は、望まれない虚像の発生を防止する程度の大きさに形成されている。
【００１９】
ここで、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂに無反射テープ９を貼付しない場合について考える。この場合、表示させたい本来の虚像６ａとは別の反転した虚像も出現し、開口部５近傍に二重の虚像が写し出されることになるので、本来表示させたい虚像６ａが観察し難くなる。しかも、二重の虚像は、それぞれ上下に逆転した状態で表示されるため、虚像の位置や方向を誤認することも起こり得る。このため、前述したように、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂに無反射テープ９を貼付することで、虚像６ａの観察が確実なものになる。
【００２０】
さらに、表示対象物６は、直接見ることも触ることもできないため、子供等のいたずらを防止することができる。また、観察している像は虚像６ａであるため、水や物が当ったとしても、損傷することがない。また、開口部５は、アクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネート等からなる透明な防塵板で塞いでもよい。これにより、見栄え良くデザインの自由度を向上させることができる。照明として、ＬＥＤ以外に、フィラメントタイプのランプや有機ＥＬ等であってもよい。
【００２１】
［第２実施形態］
実施形態１で原理的に説明された光学表示装置１は、様々な表示に応用が可能であり汎用性が高く、例えば、ルームミラー、ダッシュボード、ヘッドアップディスプレイに適用可能であり、以下、これらを例にとって説明する。図２に示すように、車両１０には、後続車を確認するためのルームミラー１１と、車速やエンジンの回転数等の各種メータが表示されるダッシュボード２１と、カーナビや時計が表示されるヘッドアップディスプレイ３１とが備えられている。
【００２２】
ルームミラー１１は、フロントガラスに固定されており、表示対象物として、車両１０のミニチュアモデルであるミニカー１６が採用されている。ダッシュボード２１は、車両１０の運転席前方であってフロントウィンドウの下方に取り付けられており、表示対象物として、車速及び回転数を示す画像メータ２２が採用されている。また、ヘッドアップディスプレイ３１は、車両１０の内側天井に埋め込まれており、表示対象物として、時計３２が採用されている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、ルームミラー１１は、放物面鏡本体４の運転者側端部が切除されており、この切除によって形成された開口部１２に、ミラー１３が嵌め込まれている。そして、ルームミラー１１は、ブラケット１４を介してフロントガラスに固定されている。なお、ルームミラー１１の放物面鏡本体４は、ボトムミラー２が上部に位置し、トップミラー３が下部に位置しており、トップミラー３に形成される開口部５は下方に向けられている。
【００２４】
放物面鏡本体４の内部に配置される遮蔽板７は、ミラー１３の裏面に接着されたブラケット１５に固定されて、ミニカー１６と開口部５との間であって、放物面鏡本体４の中央部に配置されている。遮蔽板７のミニカー１６側の表面７ａに配置されるＬＥＤ８は、ブラケット１４を介して車両１０の制御部と電気的に接続されている。そして、ＬＥＤ８は、車両１０の制御部から電流が供給されると発光して、ミニカー１６を照らす。
【００２５】
放物面鏡本体４の内部に配置されるミニカー１６は、遮蔽板７から延びるブラケット１８の先端に固定されて、トップミラー３の焦点に配置されている。ミニカー１６の各ドアにＬＥＤ１７が取り付けられている。このＬＥＤ１７は、ブラケット１４中の配線を介して車両１０の制御部と電気的に接続されている。そして、車両１０のドアが開くと、これに連動して、車両１０の制御部から、ミニカー１６の対応するドアのＬＥＤ１７に電流が供給され、このＬＥＤ１７が発光する。
【００２６】
さらに、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂには、開口部５近傍に二重の虚像が表示されるのを防止するための無反射テープ９が貼付されている。
【００２７】
このように構成されるルームミラー１１では、放物面鏡本体４の内部に配置されたミニカー１６の立体的な虚像１６ａが開口部５近傍に表示される。そして、車両１０のドアが開くと、このドアに対応するミニカー１６のドアに取り付けられたＬＥＤ１６が発光し、これに伴い、対応する虚像１６ａのＬＥＤ１７ａも発光するように表示される。このように、運転手が虚像１６ａを観察することで、ＬＥＤ１７ａの点灯又は消灯に基づいて車両１０のドアの開閉状態を確認することができる。しかも、運転者が頻繁に確認するミラー１３の近傍に虚像１６ａが表示されるため、運転者の注意が向きやすくなり、特に、注意を喚起する必要がある情報を表示させる場合に優れた効果が期待できる。これにより、光学表示装置の利用価値を更に向上させることができる。
【００２８】
なお、図２に示すように、ダッシュボード２１及びヘッドアップディスプレイ３１も、ルームミラー１１と同様に、遮蔽板７、ＬＥＤ８、無反射テープ９等を備えている。そして、ダッシュボード２１の開口部５からは、車速及び回転数を示す画像メータ２２の立体的な虚像２２ａが表示され、ヘッドアップディスプレイ３１の開口部５からは、時計３２の立体的な虚像３２ａが表示される。
【００２９】
このように、車両１０内に設置されるルームミラー１１、ダッシュボード２１、ヘッドアップディスプレイ３１では、遮蔽板７を配置することで、虚像と実像の二重の像が観察される観察領域がなくなる。これにより、虚像と実像の二重の像が観察されることによって情報を誤認するのを防止することができ、特に、注意を喚起する必要がある情報を表示させる場合に優れた効果が期待できる。これにより、光学表示装置の利用価値を更に向上させることができる。
【００３０】
さらに、遮蔽板７の表示対象物面側の表面７ａにＬＥＤ８を取り付けることで、車内のように暗い場所であっても、明るい虚像１６ａ、２２ａ、３２ａを作り出すことができる。これにより、虚像の視認性を高めつつ、光学表示装置の利用価値を更に向上させることができる。
【００３１】
［第３実施形態］
図５に示すように、第３の実施形態に係るルームミラー４１は、上記した第２の実施形態のルームミラー１１に、虚像観察ミラー４２を追加したものである。
【００３２】
第２の実施形態に係るルームミラー１１は、虚像１６ａを直接観察できる角度が限られている。すなわち、符号Ａに示すように、斜め４５°と鉛直線との間では虚像１６ａを観察することができるが、符号Ｂに示すように、斜め４５°と水平線との間は、死角領域であり虚像１６ａを観察することができない。
【００３３】
そこで、放物面鏡本体４に固定された支持バー４３に傾動自在な虚像観察ミラー４２を取り付け、虚像観察ミラー４２を開口部５の外側近傍に配置させ、観察者Ｂに向けて虚像観察ミラー４２に虚像１６ａを写し出すことで、虚像１６ａを直接観察できない領域、すなわち死角になっている観察領域からでも、虚像観察ミラー４２を通して間接的に虚像１６ａを観察することができる。このため、身長が極端に高い又は低い運転者や、助手席又は後部座席等に座っている同乗者であっても、虚像１６ａを直接的又は間接的に観察することができ、虚像１６ａの観察領域を大幅に広げることができる。
【００３４】
［第４実施形態］
図６に示すように、第４の実施形態に係るルームミラー５１は、上記した第２の実施形態におけるＬＥＤ８の設置場所を変更したものである。照明手段としてのＬＥＤ５２は、ミラー１３の裏面に回路基板（図示しない）を介して固定されている。さらに、ＬＥＤ５２は、遮蔽部材７の表示対象物１６側に配置されている。
【００３５】
このような構成によって、表示対象物１６がＬＥＤ５２で直接的に照らされて、明るい虚像１６ａを表示させることができ、しかも、照明光が直接的に観察者に向いていないため、ＬＥＤ５２の光によって虚像１６ａが観察し難くなるのを防止することができる。
【００３６】
［第５実施形態］
図７に示すように、第５の実施形態に係るルームミラー６１は、上記した第３の実施形態における虚像観察ミラー４２に変えて、照明手段としてのＬＥＤ６２を備えている。このＬＥＤ６２は、放物面鏡本体４に固定された支持バー４３の先端のプレート６３に回路基板（図示しない）を介して固定されると共に、開口部５の外側近傍に配置させ、放物面鏡本体４の開口部５に向けて光を出射している。
【００３７】
このような構成によって、表示対象物１６がＬＥＤ６２で間接的に照らされて、明るい虚像１６ａを表示させることができ、しかも、照明光が直接的に観察者に向いていないため、ＬＥＤ６２の光によって虚像が観察し難くなるのを防止することができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂに無反射テープ９を貼付することで、光の反射を阻止するように説明したが、ボトムミラー２の鏡面２ａの頂部２ｂを粗面化処理等して、光の正反射を阻止又は抑止してもよい。
【００３９】
また、第２の実施形態において、ミニカー１６のドアにＬＥＤ１７を設けることで、ドアの開閉状態を確認するように説明したが、ミニカー１６自体のドアを開閉させてもよい。また、ミニカー１６のタイヤにＬＥＤを取り付けて、タイヤの空気圧が減ったことを検出した場合にこのＬＥＤを点灯させるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、ミニカー１６の周囲に画像表示装置を設けると共に、ナビゲーション情報や車載搭載カメラで撮像した映像を表示させてもよい。この場合、ミニカー１６の虚像１６ａと画像表示装置で表示される映像とが一緒に表示されるため、ナビゲーション情報が認識しやすくなり、車両の周辺状況を確認しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る光学表示装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】光学表示装置を適用した車両を示す断面図である。
【図３】ルームミラーの断面図である。
【図４】ルームミラーを示す斜視図である。
【図５】ルームミラーの他の例を示す断面図である。
【図６】ルームミラーのさらに他の例を示す断面図である。
【図７】ルームミラーのさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…光学表示装置、２…ボトムミラー（第１の放物面鏡）、２ａ…鏡面、２ｂ…頂部、３…トップミラー（第２の放物面鏡）、４…放物面鏡本体、５…開口部、６…表示対象物、６ａ…虚像、７…遮蔽板、８，５２，６２…ＬＥＤ（照明手段）、１１…ルームミラー（光学表示装置）、１６…ミニカー（表示対象物）、１６ａ…虚像、２１…ダッシュボード（光学表示装置）、２２…画像メータ（表示対象物）、２２ａ…虚像、３１…ヘッドアップディスプレイ（光学表示装置）、３２…時計（表示対象物）、３２ａ…虚像、４１，５１，６１…ルームミラー（光学表示装置）、４２…虚像観察ミラー。
【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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