(57)【要約】【課題】  コストを抑制し、外観の見栄え品質を低下させないようにしつつ、目の位置の違いに対応することができる車両用表示装置を提供すること。【解決手段】  表示を行うＬＣＤ３からの表示像をミラー５によりフロントウィンドウシールド７またはコンバイナで乗員に向かって反射させて表示を行う車両用表示装置１において、ミラー５で反射させた表示光を通過させるように設けられた、頂角を変更自在な頂角可変プリズム４と、アイレンジの上下動に対して、フロントウィンドウシールド７における表示光の反射位置が同じとなるように頂角可変プリズム４の頂角を変更させる制御部６とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示を行う表示手段からの表示像を鏡面によりフロントウィンドウシールドまたはコンバイナで乗員に向かって反射させて表示を行う車両用表示装置において、
前記鏡面で反射させた表示光を通過させるように設けられた、頂角を変更自在な頂角可変プリズムと、
アイレンジの上下動に対して、前記フロントウィンドウシールドにおける表示光の反射位置が同じとなるように前記頂角可変プリズムの頂角を変更させる頂角制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用表示装置において、
前記表示手段を上下動自在にする手段と、
前記頂角制御手段によるアイレンジの上下動に対して、前記フロントウィンドウシールドにおける表示光の反射位置が同じとなるようにする制御に協調して、前記鏡面における表示光の反射位置が同じとなるように前記表示手段の上下位置を変更させる上下位置制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示器の表示像を車両のフロントウィンドウシールドまたはコンバイナで反射させて車両乗員に向かうようにし、虚像で表示を行う車両用表示装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用表示装置では、インストルメントパネル内に文字、図形等の画像表示像を形成する表示器を設け、その表示器の画像表示像を乗員の眼の方向に拡大反射表示させる光学部材を備え、表示器の画像表示像を乗員の眼の位置により、表示器の表示可能領域内の特定領域のみ選択的に形成することにより、ドライバの眼の高さ位置に関わらず表示像を視認できるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１８６８２号公報（第２−５頁、全図）
【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、従来の車両用表示装置にあっては、ドライバの目の位置の違いにより、光路のフロントウィンドウシールド上での反射位置が異なることになる。
そのため、フロントウィンドウシールドに通常設けられる増反射膜であるコンバイナの面積が大きくなるという問題があった。
また、ミラーを回転させることによりフロントウィンドウシールド上での反射位置を揃えることは可能だが、ミラーが配置される場所は、車体の室内とエンジンルームを隔てる隔壁に近い所であり、ミラーの回転により、ミラーと隔壁の干渉が問題となっていた。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストを抑制し、外観の見栄え品質を低下させないようにしつつ、目の位置の違いに対応することができる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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、表示を行う表示手段からの表示像を鏡面によりフロントウィンドウシールドまたはコンバイナで乗員に向かって反射させて表示を行う車両用表示装置において、前記鏡面で反射させた表示光を通過させるように設けられた、頂角を変更自在な頂角可変プリズムと、アイレンジの上下動に対して、前記フロントウィンドウシールドにおける表示光の反射位置が同じとなるように前記頂角可変プリズムの頂角を変更させる頂角制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、コストを抑制し、外観の見栄え品質を低下させないようにしつつ、目の位置の違いに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用表示装置を実現する実施の形態を、請求項１に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２とに基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用表示装置の説明図である。図２は実施例２の車両用表示装置の頂角可変プリズムの説明図である。
実施例１の車両用表示装置１は、光源２、ＬＣＤ３、頂角可変プリズム４、ミラー５、制御部６を主要な構成としている。
光源２は、ＬＣＤ３に背後から投光して、表示に輝度を持たせ、表示光をミラー５へ向かわせるものである。
ＬＣＤ３は、多数のドット表示により、制御部６の内部に設けられるＶＲＡＭの画像データの設定に応じた画像を表示する。
【０００９】
頂角可変プリズム４は、頂角を制御部６の制御による駆動力によりプリズム部材の頂角を変更し得るものである。実施例１では、２枚の透明剛体をベローズでつないで水密空間を作り、この空間にシリコン油等の液体を充填したもの、あるいは液体の替わりに、シリコンゴムを挟んだものを例として挙げ、特開平７−１０４２１８を、頂角可変プリズムを記載した例として挙げておく。
【００１０】
さらに、頂角可変プリズム４は、ベローズで接続された２枚の透明剛体の例えば対向する２点の端部で、その間隔をアクチュエータ４１の駆動で変更して、頂角を可変にする。実施例１では、上下の２点を２つのアクチュエータ４１で変化させ、頂角を変更する（図２参照）。そして、ミラー５からフロントウィンドウシールド７への光路の途中位置に設ける。
ミラー５は、頂角可変プリズム４を通過したＬＣＤ３からの光をフロントウィンドウシールド７の反射位置へ反射させるものである。
制御部６は、光源２、ＬＣＤ３の表示に関する制御、頂角可変プリズム４のアクチュエータ４１の制御を行う。
【００１１】
作用を説明する。
[アイレンジ変更への対応について]
ここで、アイレンジ変更への対応について説明する。
図３は従来構成においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。図４は従来構成においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。図５は従来構成においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【００１２】
なお、図中構成には、説明のために実施例１と同様の符号を示す。光路は、表示上端光路１０１、表示中央光路１０２、表示下端光路１０３として示す。また、図３〜図５には、アイレンジに伴う光路の違いがわかるように、図４のアイレンジ中央の状態で、表示中央光路１０２のミラー５での反射点を反射基準点Ｐ、表示中央光路１０２のフロントウィンドウシールド７での反射点を反射基準点Ｑを示す。
【００１３】
図３〜図５に示すように、アイレンジの上下変更に従来構成によりミラー５を回転させて対応させると、フロントウィンドウシールド７での反射面積を大きく必要とすることがわかる。よって、これをコンバイナとして設けることは、見栄え、コストの面から困難であり、ミラー５の回転構造を設けることも、上記説明のように困難性がある。
これを実施例１では解決している。
【００１４】
[頂点可変プリズムによる偏向作用]
図６は実施例１の車両用表示装置においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。図７は車両用表示装置においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。図８は車両用表示装置においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【００１５】
実施例１では、頂角可変プリズム４を、厚さ１０ｍｍ（平行平板時）、屈折率１．４９とする。また、頂角可変プリズム４の対向する平板の成す角を頂角とする。
実施例１では、アイレンジ中央で頂角可変プリズム４を頂角０°とし、平板が平行な状態にする（図７参照）。そして、アイレンジが上方５０ｍｍの場合には、頂角可変プリズム４の頂角を上に鋭角な８°にする（図６参照）。また、アイレンジが下方５０ｍｍの場合には、頂角可変プリズム４の頂角を下に鋭角な８°にする（図８参照）。
【００１６】
このように、頂角可変プリズム４の偏向作用によって、図６〜図８に示すように、頂角可変プリズム４を通過して、フロントウィンドウシールド７へ向かう表示中央光路１０２は、アイレンジが上方５０ｍｍ、中央、下方５０ｍｍのいずれもフロントウィンドウシールド７の反射基準点Ｑの位置となる。
つまり、フロントウィンドウシールド７の反射位置を変えることなく、アイレンジの変化に対応することが可能となる。
【００１７】
これにより、フロントウィンドウシールド７における反射をコンバイナで行う際のコスト抑制ができ、さらに、フロントウィンドウシールド７における反射面が小さく済むことにより、ドライバの前方視界の確保を向上させることができる。
また、ミラーは固定となるため、設置に困難性を生じない。
【００１８】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用表示装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００１９】
(1)表示を行うＬＣＤ３からの表示像をミラー５によりフロントウィンドウシールド７またはコンバイナで乗員に向かって反射させて表示を行う車両用表示装置１において、ミラー５で反射させた表示光を通過させるように設けられた、頂角を変更自在な頂角可変プリズム４と、アイレンジの上下動に対して、フロントウィンドウシールド７における表示光の反射位置が同じとなるように頂角可変プリズム４の頂角を変更させる制御部６とを備えるため、コストを抑制し、外観の見栄え品質を低下させないようにしつつ、目の位置の違いに対応することができる。
【実施例２】
【００２０】
実施例２の車両用表示装置は、表示手段を上下動させるようにした例である。
構造を説明する。
図９は実施例２の車両用表示装置におけるＬＣＤ３の上下動構造を示す説明図である。
実施例２では、ＬＣＤ３の上下動手段として、例えば図９に示すように枠体１２にＬＣＤ３を固定する構造にし、枠体１２にモータ１０を設け、枠体１２を上下動可能な構成にし、ラック１１を固定部材として設けて、モータ１０の出力軸にラックピニオンの駆動力伝達構造にする。これにより、ＬＣＤ３がモータ１０の駆動で上下動する。上下動は数ｍｍ〜数ｃｍのレベルとする。
このモータ１０の駆動制御は、制御部６で行うものとする。
【００２１】
作用を説明する。
[頂点可変プリズムによる偏向作用及びＬＣＤの上下動作用]
図１０は実施例２の車両用表示装置においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。図１１は車両用表示装置においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。図１２は車両用表示装置においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【００２２】
実施例２では、頂角可変プリズム４を、厚さ１０ｍｍ（平行平板時）、屈折率１．４９とする。また、頂角可変プリズム４の対向する平板の成す角を頂角とする。
実施例２では、アイレンジ中央で頂角可変プリズム４を頂角０°とし、平板が平行な状態にする（図１１参照）。そして、アイレンジが上方５０ｍｍの場合には、頂角可変プリズム４の頂角を上に鋭角な１０°にする（図１０参照）。また、アイレンジが下方５０ｍｍの場合には、頂角可変プリズム４の頂角を下に鋭角な１０°にする（図１２参照）。
さらに、実施例２では、アイレンジ中央では、ＬＣＤ３を上下動させず、アイレンジが上方５０ｍｍの場合には、ＬＣＤ３を下方に１ｍｍ移動させ、また、アイレンジが下方５０ｍｍの場合には、ＬＣＤ３を上方に１ｍｍ移動させる。
【００２３】
すると、頂角可変プリズム４の偏向作用によって、図１０〜図１２に示すように、頂角可変プリズム４を通過して、フロントウィンドウシールド７へ向かう表示中央光路１０２は、アイレンジが上方５０ｍｍ、中央、下方５０ｍｍのいずれもフロントウィンドウシールド７の反射基準点Ｑの位置となる。
【００２４】
さらに、実施例２では、ＬＣＤ３の上下動によって、ＬＣＤ３からの表示光をミラー５で反射する位置は、アイレンジが上方５０ｍｍ、中央、下方５０ｍｍのいずれも反射基準点Ｐの位置となる。
これにより、ミラー５の大きさをアイレンジに対応させるために大きくすることがなくなるため、搭載性が向上する。
【００２５】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用表示装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００２６】
(2)ＬＣＤ３を上下動自在にするモータ１０、ラック１１と、制御部６によるアイレンジの上下動に対して、フロントウィンドウシールド７における表示光の反射位置が同じとなるようにする制御に協調して、ミラー５における表示光の反射位置が同じとなるようにＬＣＤ３の上下位置を変更させるよう制御部６の制御とを備えるため、ミラーのサイズを最小限に抑制することができ、搭載性を向上させることができる。
【００２７】
以上、本発明の車両用表示装置を実施例１、実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００２８】
例えば、実施例２では、モータとラックによる上下動構造としたが、他の構造であってもよい。
また、実施例１では頂角可変プリズムとして、対向する板部材の間に液体等を充填して、その板の間を変更するものであったが、他の構造、例えばレンズを組合せたものなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の車両用表示装置の説明図である。
【図２】実施例２の車両用表示装置の頂角可変プリズムの説明図である。
【図３】従来構成においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【図４】従来構成においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。
【図５】従来構成においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【図６】実施例１の車両用表示装置においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【図７】車両用表示装置においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。
【図８】車両用表示装置においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【図９】実施例２の車両用表示装置におけるＬＣＤ３の上下動構造を示す説明図である。
【図１０】実施例２の車両用表示装置においてアイレンジを上方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【図１１】車両用表示装置においてアイレンジを中央（０ｍｍ）とした場合を示す説明図である。
【図１２】車両用表示装置においてアイレンジを下方５０ｍｍとした場合を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両用表示装置
２  光源
３  ＬＣＤ
４  頂角可変プリズム
４１  アクチュエータ
５  ミラー
６  制御部
７  フロントウィンドウシールド
１０  モータ
１１  ラック
１２  枠体
１０１  表示上端光路
１０２  表示中央光路
１０３  表示下端光路
Ｐ  反射基準点
Ｑ  反射基準点
【図１】
2008026715.tif 000003
【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】
2008026715.tif 000010
【図９】
2008026715.tif 000011
【図１０】
2008026715.tif 000012
【図１１】
2008026715.tif 000013
【図１２】
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