(57)【要約】【課題】装置を小型化すること、および歪みの少ない虚像を所定の位置に結像することが可能な虚像式車両標識表示装置を提供することにある。【解決手段】虚像式車両標識表示装置を装置本体９と標識板２で構成した。装置本体９は、一方の端面側を開口１０とした該四角筒状のケース１１の他方の端面側近傍に、照射方向をケース内に向けて光源１２を取り付けると共に、光源１２に所定の角度で配置された反射鏡１３と開口１０の間にコリメートレンズ１４とビームスプリッタ３を配設し、ビームスプリッタ３の上方に補正レンズ４と回動及び傾動可能な透明板１５を配設した。標識板２は再帰反射材料からなる実画像７を有し、装置本体９の開口１０の前方に位置するように配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に配置された、光源を備えた装置本体と、前記車室内の前記装置本体から離れた場所に配置された反射部材からなる実画像を有し、
前記装置本体から出射した光を前記実画像に照射し、該実画像で反射された前記実画像の反射像を前記装置本体に導入して該装置本体に配設された反射手段に照射し、前記反射手段で反射された前記反射像を観視することによって前記反射手段を結ぶ視線の延長線上のフロントガラス前方の任意の位置に前記実画像の虚像を結像することを特徴とする虚像式車両標識表示装置。
【請求項２】
前記実画像から前記反射手段に至る光路の途中に少なくとも前記光路長の補正を行なうための補正レンズを設けたことを特徴とする請求項１に記載の虚像式車両標識表示装置。
【請求項３】
前記反射部材は再帰反射材であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の虚像式車両標識表示装置。
【請求項４】
前記反射手段は透明板またはビームスプリッタのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の虚像式車両標識表示装置。
【請求項５】
前記光源はＬＥＤまたは半導体レーザのいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のずれか１項に記載の虚像式車両標識表示装置。
【請求項６】
車両に取り付けた測距センサが障害物を検知したときに、前記光源から発せられる光の色調を変えて前記虚像の表示色を変えるか、および／または、前記光源の点灯モードを変えて前記虚像の結像モードを変えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の虚像式車両標識表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は虚像式車両標識表示装置に関するものであり、詳しくは、例えば運転者がコーナーポールの虚像によって車両の車幅感覚を認識するようにした虚像式車両標識表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にコーナーポールを取り付けるためには取付作業に比較的多くの手間を要すると共に、車体側に付設する取付金具等の補助部品が車両の美観を損なう可能性がある。
【０００３】
この問題を解決するために、運転者の眼から本来コーナーポールがあるべき位置までの距離の所にコーナーポールの虚像を作り、運転者がそのコーナーポールの虚像をあたかも本物の如く認識することによって車幅感覚を把握しようとする方法が提案されている。
【０００４】
具体的には、図８にあるように、コーナーポールの縮小図５０が描かれた透明フィルム５１の背面側に光源５２を配置し、透明フィルム５１の前面側正面位置に第１ミラー５３を、第１ミラー５３の傾斜位置に第２ミラー５４を夫々配置し、第２ミラー５４の上方に結像用の凸レンズ５５と傾斜自在の透明板５６を順次配置している。
【０００５】
これにより、コーナーポールの縮小図５０は光源５２に照射されて第１ミラー５３上に投影され、反射像が第２ミラー５４に投影されて再度反射され、反射像が凸レンズ５５へ投影される。凸レンズ５５では第２ミラー５４からの反射像が所定倍率に拡大され、拡大像が透明板５６上に投影される。
【０００６】
この透明板５６上の投影像は運転者（の眼）の前方で、且つ運転者の視線５７の下方に位置し、運転者が透明板５６を見ると透明板５６を通してフロントガラス前方の車体コーナー部分の位置にコーナーポールの実物大の虚像５８が視認されるというものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実用新案登録第２５１８１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成の光学式コーナーポール装置においては、透明板５６からコーナーポールの虚像５８の位置までの距離および大きさが、装置内のコーナーポールの縮小図５０から透明板５６までの光路長に、本体の取付位置、透明板５６の傾斜角、凸レンズ５５の倍率等が相当する距離を算入したものとなる。そのため、装置内の光学系の光路長が長くなり、装置が大型化することは避けられない。
【０００８】
また、凸レンズ５５の倍率を高めることによって凸レンズ５５の収差の影響が大きくなり、視点の位置が移動すると運転者にはコーナーポールの虚像５８が歪んで見えることになる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、装置を小型化すること、および歪みの少ない虚像を所定の位置に結像することが可能な虚像式車両標識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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、車室内に配置された、光源を備えた装置本体と、前記車室内の前記装置本体から離れた場所に配置された反射部材からなる実画像を有し、
前記装置本体から出射した光を前記実画像に照射し、該実画像で反射された前記実画像の反射像を前記装置本体に導入して該装置本体に配設された反射手段に照射し、前記反射手段で反射された前記反射像を観視することによって前記反射手段を結ぶ視線の延長線上のフロントガラス前方の任意の位置に前記実画像の虚像を結像することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記実画像から前記反射手段に至る光路の途中に少なくとも前記光路長の補正を行なうための補正レンズを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記反射部材は再帰反射材であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記反射手段は透明板またはビームスプリッタのいずれかであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか1項において、前記光源はＬＥＤまたは半導体レーザのいずれかであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか1項において、車両に取り付けた測距センサが障害物を検知したときに、前記光源から発せられる光の色調を変えて前記虚像の表示色を変えるか、および／または、前記光源の点灯モードを変えて前記虚像の結像モードを変えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の虚像式車両標識表示装置は、装置本体と反射部材からなる実画像を車室内に配置し、装置本体から出射した光を実画像に照射し、該実画像で反射された実画像の反射像を装置本体に導入して該装置本体に配設された反射手段に照射し、反射手段で反射された反射像を観視することによって反射手段を結ぶ視線の延長線上のフロントガラス前方の任意の位置に前記実画像の虚像を結像するようにした。
【００１７】
そのため、虚像式車両標識表示装置の小型化、および歪みの少ない虚像を所定の位置に結像することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の好適な実施形態例を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１９】
図１は本発明の虚像式車両標識表示装置の光学系についての説明図である。本装置の光学系は主に、光源部１、標識板２、ビームスプリッタ３、補正レンズ４、反射手段５で構成されている。
【００２０】
光源部１は大口径の光出射口６を有し、光源からの光を反射鏡、コリメートレンズ等の集光手段によって並行光となして該平行光を大口径の光出射口６から外部に向かって照射する。なお、本図においては、光源、反射鏡、コリメートレンズは示されていない。
【００２１】
平行光の照射先にはビームスプリッタ３が配設されており、更にビームスプリッタの先には再帰反射部材で形成された実画像７を有する標識板２が配設されている。そして、光源部１から照射された光はビームスプリッタ３を透過して後方に位置する標識板２に到達し、標識板２の実画像７で再帰反射して反射光がビームスプリッタ３に戻る。
【００２２】
このとき、標識板２の実画像７には光源部１からの平行光が照射されるために再帰反射光は実画像７を反映した反射像を形成し、この反射像が平行光のままビームスプリッタ３に照射される。ビームスプリッタ３では反射像が透過光と反射光に分岐され、反射光の分岐光路上に配設された補正レンズ４に照射される。
【００２３】
補正レンズ４は、例えばビームスプリッタ３側に凹面を向けた正のメニスカスレンズであり、補正レンズ４の凹面から補正レンズ４内に入射した反射像は補正レンズ４内を導光されて凸面から出射し、補正レンズ４で拡大された反射像が反射手段５に照射される。
【００２４】
このとき、反射手段５はビームスプリッタまたは反射板が用いられ、ビームスプリッタの場合は、拡大された反射像がビームスプリッタに照射されて反射像がビームスプリッタで透過光と反射光に分岐され、反射光の分岐光路上に視点を有する人間の眼に投影される。このとき、人間の眼には反射像があたかもビームスプリッタからなる反射手段５の後方に位置するように見える。つまり、実画像７の拡大虚像８が反射手段５の奥に視認される。
【００２５】
一方、拡大された反射像が照射される対象の反射手段５が透明板の場合は、透明板は補正レンズ４の方向に対して傾斜して配設されており、反射像が透明板で反射されて反射光の光路上に視点を有する人間の眼に投影される。よって、この場合も上記ビームスプリッタを配設した場合と同様に、実画像７の拡大虚像８が透明板からなる反射手段５の奥に視認される。なお、透明板は反射膜を有するビームスプリッタに比べると反射率が低いが透明であるため視界を妨げにくい特長を持つ。
【００２６】
なお、反射手段５から拡大虚像８までの距離およびは拡大虚像８の実画像７に対する拡大率は、実画像７から反射手段５までの光路長と補正レンズ４の配設位置、補正レンズ４の焦点距離、補正レンズ４の倍率等によって設定される。
【００２７】
図２は、本発明の虚像式車両標識表示装置の具体例を示したものである。本装置は装置本体９と標識板２で構成されている。
【００２８】
装置本体９は図のように、一方の端面側を開口１０とした該四角筒状のケース１１の他方の端面側近傍に、照射方向をケース１１内に向けて光源１２が取り付けられている。光源１２の種類は特に限定されるものではないが、本具体例ではＬＥＤを光源１２としている。
【００２９】
ＬＥＤ光源１２の照射方向には、反射鏡１３が光源１２に対して所定の角度をもって配設されており、光源１２から発せられた光は反射鏡１３で反射されてケース１１の開口１０方向に向かう。
【００３０】
反射鏡１３と開口１０の間にはコリメートレンズ１４とビームスプリッタ３が配設されており、光源１２から発せられて反射鏡１３で反射された光はコリメートレンズ１４によって略平行光となり、この略平行光はそのままビームスプリッタ３を透過してケース１１の開口１０から装置本体９の外部に向けて出射される。
【００３１】
装置本体９の外部には、再帰反射部材で形成された実画像７を有する標識板２が配設されており、装置本体９から出射した光は標識板２に照射され、標識板２の実画像７で再帰反射された反射光による反射像が同一の光路を辿ってケース１１の開口１０からケース１１内に戻り、ビームスプリッタ３に照射される。
【００３２】
ビームスプリッタ３に照射された反射像は該ビームスプリッタ３で透過と反射に分岐され、そのうち反射された反射像が上方に位置する補正レンズ４の入射面に照射され、補正レンズ４の出射面から出射した反射像は拡大されて拡大反射像となる。
【００３３】
補正レンズ４の上方には、図示しないが、ケースに固定された円状の方向調整リングと該方向調整リングに移動自在に取り付けられた仰角調整ヒンジが設けら、仰角調整ヒンジに透明板１５が支持されている。透明板１５は仰角調整ヒンジを方向調整リングに沿って移動することにより向きが調整され、仰角調整ヒンジの角度を変えることにより傾きが調整される。
【００３４】
そして、補正レンズ４による拡大反射象は、所定の向き及び所定の傾きに設定された透明板１５に照射される。透明板１５に照射された拡大反射象は照射光と透明板の法線で形成される同一面内の、法線に対して照射光と反対方向に且つ入射角と同一角度をもって反射される。
【００３５】
この透明板１５で反射された拡大反射象を人間の眼が捕えることにより、反射像があたかも透明板１５の後方に位置するように見える。つまり、実画像７の拡大虚像８が透明板１５の奥に視認されることになる。
【００３６】
図３は上記構成の虚像式車両標識表示装置を車室内に搭載した状態を示している。これにより、コーナーポールの拡大虚像を本来コーナーポールがあるべき位置に結像させ、運転者がそのコーナーポールの虚像をあたかも本物の如く認識することによって車幅感覚を把握しようとするものである。
【００３７】
再帰反射材料をコーナーポールの形状に加工した実画像７が標識板２に取り付けられ、これが車室内の適当な位置に設置されている。図ではフロントピラー１６に設置された状態を示している。なお、標識板２全体を再帰反射材料で構成し、部分的にマスキングを施して実画像７となる再帰反射部がコーナーポールの形状に露出するようにしてもよい。
【００３８】
そして、装置本体９が、例えばダッシュボード上に固定されている。このとき、運転者の眼と本来コーナーポールのあるべき位置を結ぶ線上に装置本体９の透明板１５が位置するように装置本体９の位置が設定され、それと同時に、装置本体９の開口１０から出射する光が標識板２の実画像（再帰反射部）７に照射されるように装置本体９の方向が調整されている。
【００３９】
また、光源（図示せず）を点灯させたときに透明板１５の奥の本来コーナーポールがあるべき方向に虚像８を結ぶように反射板１５の向き及び傾きが調整され、本体装置９内のビームスプリッタ（図示せず）と透明板１５の間に配設した適切な焦点距離を有する補正レンズ４によって本来コーナーポールがあるべき位置に虚像８を結ぶように調整されている。
【００４０】
そこで、運転者は透明板１５の奥に結像されたコーナーポールの虚像８を本来のコーナーポールと同一のものとみなすことにより、本来のコーナーポールで得られる車幅感覚と同等の感覚を持って車両の運転を行なうことができる。なお、透明板１５の替わりにビームスプリッタを配設しても同様の光学的機能を果たすことができる。
【００４１】
以上説明した虚像式車両標識表示装置は、従来装置本体内に設けられていた光路の一部を装置本体と装置本体の外に設置した実画像の間に設けた。そのため、装置本体内に設ける光路長を大幅に短縮することが可能となり、装置本体の極めて飛躍的な小型化が実現した。
【００４２】
また、従来、光路長を補うために設けられた焦点距離の短い結像レンズが不要となり、虚像の結像位置の微妙な調整を担う焦点距離の長い補正レンズのみで十分な光学的機能を果たすことができる。そのため、レンズ収差の影響が低減され、歪みの少ない虚像を所定の位置に結像することが可能となった。
【００４３】
図４〜図７は、本発明の虚像式車両標識表示装置を使用した応用例を示した説明図である。図４のように、車両の前端に光あるいは電波あるいは超音波等による測距センサ１７を取り付け、図５のように、障害物１８に対する測距センサ１７の測距データと設定された基準距離データ１９を比較回路２０で比較し、測距データが基準距離データ１９と等しいか、または小さくなった場合に光源制御回路２１を介して光源１２を制御し、装置本体から照射される光の色調を変えたり、あるいは光量を周期的に変化させたりする。
【００４４】
すると、図６のように車両の前端から所定の距離の範囲内に障害物がない場合は、例えば光源からは緑色光が発せられてコーナーポールの虚像８は緑色で形成される。また、図７のように所定の距離の範囲内に障害物１８が存在する場合は、例えば光源からは赤色光が発せられてコーナーポールの虚像８は赤色で形成される。
【００４５】
つまり、運転者は虚像８の形成色の変化を認識することによって障害物１８に対する異常接近の危険を察知し、障害物１８との接触あるいは衝突を未然に回避することができる。
【００４６】
光源から発せられる光の色調を変化させないで、光の光量を周期的に変化させて虚像８の形成光量（明暗）の変化（点灯モードの変化）で障害物１８に対する異常接近を警告するようにしてもよい。例えば、障害物がない場合は虚像８を継続的な一定の明るさの光で表示し、障害物１８を検出した場合は虚像８を断続的なパルス状の光で表示するものである。
【００４７】
以上のように、この応用例によれば、運転者はコーナーポールの虚像によって車幅感覚を認識しなが車両を運転することができると共に障害物に対する異常接近も察知することが可能となり、事前に危険を回避しながら車両を安全に走行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の虚像式車両標識表示装置の光学系についての説明図である。
【図２】本発明の虚像式車両標識表示装置の具体例を示したものである。
【図３】本発明の虚像式車両標識表示装置の車室内搭載図である。
【図４】本発明の虚像式車両標識表示装置を使用した応用例を示した説明図である。
【図５】本発明の虚像式車両標識表示装置を使用した応用例のブロック図である。
【図６】本発明の虚像式車両標識表示装置を使用した応用例を示した説明図である。
【図７】同様に、本発明の虚像式車両標識表示装置を使用した応用例を示した説明図である。
【図８】従来例の車室内搭載図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    光源部
２    標識板
３    ビームスプリッタ
４    補正レンズ
５    反射手段
６    光出射口
７    実画像
８    虚像
９    装置本体
１０    開口
１１    ケース
１２    光源
１３    反射鏡
１４    コリメートレンズ
１５    透明板
１６    フロントピラー
【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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【図８】
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