(57)【要約】【課題】表示器の表示面を複数に分割し、分割した領域のそれぞれの画像を別個に、光学系を介してそれぞれ視認可能とした車両用分割表示装置において、簡単な構成で乗員に映じる画像の品質を向上することである。【解決手段】表示器２の表示面２ａの上方に仕切り壁４を設けて、表示面２ａの上方を、表示面２ａの領域２０１，２０２間の境界線２００を挟んで分割するとともに、一方の分割領域２０１（２０２）から他方の分割領域２０２（２０１）の上方に光が進入しないようにする。両分割領域２０１，２０２に表示される画像が互いに干渉し合うのを防止することで、画像の品質を向上する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器の表示面の領域を複数に分割して、分割した領域ごとに、該領域の画像を送出する光学系を設けた車両用分割表示装置において、
前記表示面よりも上方を、前記分割領域間の境界線を挟んで２つに隔てるとともに光の行き来を禁止する仕切り壁を設けたことを特徴とする車両用分割表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用分割表示装置において、前記表示面と前記仕切り壁との間に、該仕切り壁の端面と実質的に当接するスクリーンとともに、前記表示面に映じた画像をスクリーン上に結像せしめる集光手段を設けた車両用分割表示装置。
【請求項３】
表示器の表示面の領域を複数に分割して、分割した領域ごとに、該領域の画像を送出する光学系を設けた車両用分割表示装置において、
前記光学系を、前記表示面側に設けられ、前記表示面に映じた分割領域の画像を所定位置に結像せしめる第１の結像光学系と、該結像光学系により結像した像を送出する第２の結像光学系とにより構成したことを特徴とする車両用分割表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用分割表示装置において、前記第１の結像光学系の結像位置にスクリーンを設けて、観察者が前記第２の結像光学系により前記スクリーンに映じた像の虚像を視認するようにした車両用分割表示装置。
【請求項５】
請求項３記載の車両用分割表示装置において、前記第２の結像光学系の結像位置にスクリーンを設けて、観察者が前記スクリーンに映じた実像を視認するようにした車両用分割表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用分割表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両には、車両の走行に際し、速度等のメータ表示の他にも種々の情報を表示させるようになってきており、例えば、ＧＰＳを用いたカーナビゲーションシステム用の装置は急速に普及しつつある。また、テレビジョン受像機により、乗員がテレビ放送を楽しめるようにしている車両もある。かかる表示装置として、運転者にとっても、乗員にとっても望ましい視認状態が得られるように、複数の光学系を備えたものがある。例えば、運転者の上方位置で車室の天井面に、表示器の画面の画像を投影するプロジェクタを内蔵した表示装置を固定し、表示装置には、プロジェクタから投影像が映じるスクリーンを後部座席に向けて設けて、後部座席の乗員がスクリーンの表示を視認できるようにし、かつ、前記画像をインストゥルメントパネルに載置したミラーを使ってミラーから運転者が画面の画像を視認できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２７２８９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、種々の情報や映像を表示する表示装置として、ＤＭＤパネルやＬＣＤパネル等の表示器の表示面の領域を複数に分割し、各分割領域ごとに異なる種類の表示をさせるとともに、分割領域ごとに設けた光学系で視認可能とした車両用分割表示装置がある。これは、光学系に、その光学系に送出すべき画像の他に別の分割領域の画像の光が漏れ、干渉するという問題がある。また、表示像を大きくするために高拡大率にしようとすると、レンズや凹面鏡等の光学素子の曲率が相当程度大きくなり、表示像の歪みが大きくなる。例えば、表示器の画面を虚像により乗員が視認する構成の場合、画面を視認可能な視点の範囲を広く確保しようとすれば、表示器の画面の前方が広く開放されている必要があるため、相対的に表示面の狭い表示器とするか、表示面を狭く使わざるを得ず、光学系の拡大率を大きくせざるを得ない。特に、表示器としてＤＭＤパネルを採用した場合、表示面の前方に、照明光を表示面に向ける凹面鏡やそのケーシングが配置されるため、問題である。
【０００５】
これに対処すべく光学素子の数を増やして拡大率を分散させれば、軸方向の大型化は免れず、凹面鏡のように軸外しをして拡大する光学素子を多用すれば、車載スペースを節約できるメリットはあるが、軸外しによる像歪や収差が大きくなる。
【０００６】
このように、車両用分割表示装置は実用化になお課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、実用性が高く品質の高い表示が可能な車両用分割表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、表示器の表示面の領域を複数に分割して、分割した領域ごとに、該領域の画像を送出する光学系を設けた車両用分割表示装置において、
前記表示面よりも上方を、前記分割領域間の境界線を挟んで２つに隔てるとともに光の行き来を禁止する仕切り壁を設ける。
【０００９】
仕切り壁により光の行き来が禁止されて、境界線を挟む分割領域の表示画像が干渉しあうのを防止することができる。これにより、表示画像の品質が向上し、実用性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記表示面と前記仕切り壁との間に、該仕切り壁の端面と実質的に当接するスクリーンとともに、前記表示面に映じた画像をスクリーン上に結像せしめる集光手段を設ける。
【００１１】
これにより、表示面を保護する透明なカバーが存在する等で、表示面の直上位置で光の行き来がなされ得る場合でも、この光は集光手段により、スクリーン上に像を結ぶ光であるから、分割領域の表示画像が互いに干渉しあうのをさらに良好に防止することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、表示器の表示面の領域を複数に分割して、分割した領域ごとに、該領域の画像を送出する光学系を設けた車両用分割表示装置において、
前記光学系を、前記表示面側に設けられ、前記表示面に映じた分割領域の画像を所定位置に結像せしめる第１の結像光学系と、該結像光学系により結像した像を観察者に送出する第２の結像光学系とにより構成する。
【００１３】
表示装置として必要な拡大率を、第１の結像光学系と第２の結像光学系とで分担するから、各結像光学系の光学素子は拡大率を抑制して、像歪や収差のない像を得ることができる。第２の結像光学系を軸外しをして構成すれば、第１の結像光学系の軸方向に大型化することなく、表示画像の品質が向上し、実用性が向上する。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項３の発明の構成において、前記第１の結像光学系の結像位置にスクリーンを設ける。
【００１５】
表示面の直上位置の開口が小さく実質的な絞り部となっていても、この絞り部の出射側のスクリーンに実像を結ぶようにすることで、このスクリーンが実質的な表示面となる。したがって、スクリーンの前方を十分に開放しておけば、スクリーンに映じた像の虚像を視認可能な視点の範囲を、十分に確保することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項３の発明の構成において、前記第２の光学系の結像位置にスクリーンを設ける。
【００１７】
スクリーンに映じた像を直接みるので、みる方位が特に限られない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明を適用した第１実施形態になる車両用分割表示装置を示す。表示部１１と光学部１２とを有しており、表示部１１は、ハウジング１１０に、その天井部の開口から四角形の表示側の面を上方に向けて、表示器である表示パネル２が取り付けてある。ハウジング１１０内には表示パネル２用の図示しない駆動回路が格納されている。駆動回路による駆動で表示面２ａに画像が表示される。表示パネル２はＤＭＤパネルで、回路基板２１の表面に、図中上側の面を表示面２ａとして画像を表示するＤＭＤ基板２２が実装され、その上方には保護用のガラス板２３が積層している。表示パネル２の直上方からやや側方に逸れた位置には、表示面２ａを照明すべく、ランプや、ランプからの光を表示面２ａの方に集めるとともに表示面２ａへの照明光を均一化する凹面鏡等よりなる照明光学系が配置される。表示パネル２としてはＬＣＤパネルも用いられ得る。
【００１９】
表示パネル２に表示される画像は表示面２ａをその中央で対称に２つに画した領域２０１，２０２で別種の画像であり、駆動回路を共通にすることで構成の簡略化を図っている。以下の説明において、第１の領域２０１の画像は運転者用の速度等の表示であり、第２の領域２０２の画像は運転者を含む乗員共通の一般情報の表示であるとする。
【００２０】
光学部１２は、表示パネルガラス板２３の、ＤＭＤ基板２２とは反対側の面（以下、表示パネル表面という）２ｂの図中上方に、前記領域２０１，２０２の並び方向と同じ方向に２つの三角プリズム３１，３２が並設してある。三角プリズム３１，３２は、直角の頂角に連なる面を、表示パネル表示面２ａと平行に配置され、第１の三角プリズム３１は表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１と対向し、第２の三角プリズム３２は表示パネル表示面２ａの第２の領域２０２と対向している。そして、第１の三角プリズム３１と第２の三角プリズム３２とで、それらの４５°の傾斜面が互いに逆方向に向けられており、表示パネル表示面２ａと対向する面から入射した光の傾斜面からの出射方向が逆方向を向くようになっている。
【００２１】
前記出射方向にはそれぞれ光学系５１，５２が設けてあり、対応する三角プリズム３１，３２からの光を受けて所定の方向に表示像を出力するようになっている。
【００２２】
図２は、表示パネル２から三角プリズム３１，３２までの部分の斜視図であり、表示パネル表面２ｂの図中上方を、表示面２ａの２つの領域２０１，２０２の境界線２００を挟んで隔てる仕切り壁４が設けてある。仕切り壁４は、表示パネル表示面２ａに垂直に設けられ、表示パネル２とは反対側の端部で、端面が三角プリズム３１，３２それぞれの端面と当接している。また、仕切り壁４は上端が三角プリズム３１，３２の傾斜面よりも高くしてある。これにより、表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１から第１の三角プリズム３１に到る空間と、表示パネル表示面２ａの第２の領域２０２から第２の三角プリズム３２に到る空間とが、仕切り壁４により実質的に分離される。
【００２３】
仕切り壁４は、一般的な光学機器のハウジングの内壁面と同様に、遮光性部材により構成され、光の行き来が禁止される。したがって、表示パネル２がＤＭＤパネルの場合は、表示面２ａの各領域２０１，２０２が照明されるように、ライトや凹面鏡を領域２０１，２０２のそれぞれに臨む位置に配置するか、照明光学系を領域２０１，２０２ごとに設ける。また、仕切り壁４は例えば表面がツヤのない黒色のものを用い、表面の反射率を抑えることで、表示パネル表示面２ａの画像が運転者らに多重に映じないようにする。
【００２４】
しかして、表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１からの光は、仕切り壁４に遮られて、第２の三角プリズム３２に入射することが禁止され、すべて第１の三角プリズム３１に入射する。一方、表示パネル表示面２ａの第２の領域２０２からの光は、仕切り壁４に遮られて、第１の三角プリズム３１に入射することが禁止され、すべて第２の三角プリズム３２に入射する。しかして、第１の光学系５１による表示像に表示パネル表示面２ａの第２の領域２０２の画像が含まれたり、第２の領域２０２からの漏洩光で画質が低下したりすることがない。反対に、第２の光学系５２による表示像に表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１の画像が含まれたり、第１の領域２０１からの漏洩光で画質が低下したりすることがない。これにより、実用性が向上する。
【００２５】
次に、光学系５１，５２について説明する。図３は第１の光学系５１を示すもので、運転者の視線移動の負担を軽減するヘッドアップディスプレイ光学系である。光学系５１は２つの結像光学系５１１，５１２から構成されている。第１の結像光学系５１１は凸レンズ６１を有しており、表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１の画像が凸レンズ６１により所定の倍率で拡大されて、凸レンズ６１の出射側に配置されたスクリーン６２上に投影されるようになっている。
【００２６】
第１の結像光学系５１１は、スクリーン６２からの光を反射する第１の凹面鏡６３と、該凹面鏡６３からの光を反射する第２の凹面鏡６４とを有しており、ここで、軸外しがなされるようになっている。前記スクリーン６２に映じた像が凹面鏡６３，６４を介して運転者の視点ＥＰ１で実像を結ぶ。運転者は凹面鏡６４内に、拡大された虚像を視認することになる。
【００２７】
光学糸５１に要求される拡大率を、第１の結像光学系５１１と第２の結像光学系５１２とで分担するから、各結像光学系５１１，５１２は拡大率を抑制して、像歪や収差のない表示像を得ることができる。また、第２の結像光学系５１２は軸外しをして構成されており、第１の結像光学系５１１の軸方向に大型化しない。これにより、実用性が向上する。
【００２８】
また、表示パネル表示面２ａの前方で表示パネル表示面２ａの外周に前記照明光学系のように陰になるものがあっても、第１の結像光学系５１１により、表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１の画像の実像を得ているので、第１の領域２０１の画像が完全に映じていれば、表示パネル表示面２ａ近傍で陰になるものの存在によっては、運転者の視点ＥＰ１の移動で像が見えにくくなるということを防止することができる。
【００２９】
図４は第２の光学系５２を示すもので、乗員に表示像を示すためのスクリーン６７を備えたプロジェクタ光学系である。第２の光学系５２は２つの結像光学系５２１，５２２から構成されている。第２の三角プリズム３２から出射した表示パネル表示面２ａの第１の領域２０１からの光が、第１の結像光学系５２１を構成する凸レンズ６５により所定の倍率で拡大されて像を結ぶようになっている。
【００３０】
第２の結像光学系５２２は凹面鏡６６を有しており、第１の結像光学系５２１で得られた前記実像が凹面鏡６６で拡大されて、スクリーン６７上に投影される。乗員はスクリーン６７上に映じた像を視認することになる。
【００３１】
必要な拡大率を、第１の結像光学系５２１と第２の結像光学系５２２とで分担するから、各結像光学系５２１，５２２の光学素子は拡大率を抑制して、像歪や収差のない像を得ることができる。
【００３２】
また、第２の結像光学系５２２は軸外しをして構成されており、第１の結像光学系５２１の軸方向に大型化することなく、表示像の品質が向上し、実用性が向上する。
【００３３】
（第２実施形態）
図５に本発明を適用した第２実施形態になる車両用分割表示装置を示す。第１実施形態において、表示パネルから三角プリズムに到る光の経路を形成する部材の一部を変えたもので、図は本車両用分割表示装置の主要部を示している。車両用分割表示装置は基本的な構成は第１実施形態と同じで、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３４】
第１実施形態で示した図１、図２から知られるように、表示パネル表示面２ａと仕切り壁４の端面との間にはガラス板２３が挿入されるので、表示パネル表示面２ａの一方の領域２０１（２０２）からの光は実際にはガラス板２３を通り他方の領域２０２（２０１）へと一部が行き来する。ガラス板２３がごく薄いものであればよいが、表示パネルの仕様によっては厚めのガラス板２３が用いられる場合もある。また、ＤＭＤパネルの場合は、前記のごとく凹面鏡等が近接して配置されるので、表示装置の全体形状等によっては、仕切り壁の端面を表示パネル表面に当接することも困難な場合もある。本実施形態は、かかる場合にも、画質の低下が生じないようにすることができるようにして、さらに画質の向上を図ったものである。
【００３５】
本実施形態では、仕切り壁４Ａは、表示パネル表面２ｂから浮いており、仕切り壁４Ａの下端には表示パネル２の表示面２ａと平行に、スクリーン７２が当接せしめてある。
【００３６】
表示パネル２とスクリーン７２との間には集光手段であるレンズ７１がその主光軸を表示パネル表示面２ａおよびスクリーン７２の映写面と直交する方向にとって設けてあり、表示パネル表示面２ａの画像をスクリーン７２上に投影せしめるようになっている。
【００３７】
したがって、本実施形態では、スクリーン７２上に投影された像が、三角プリズム３１，３２および光学系５１，５２を介して乗員に視認可能となる。
【００３８】
本実施形態によれば、表示パネル表示面２ａの各点から発せられた光は、各点が属する領域２０１（２０２）とは反対側の領域２０２（２０１）の側に進入しても、レンズ７１により、前記各点と対応するスクリーン７２上の所定の点に集められ、表示パネル表示面２ａの画像がスクリーン７２上に結像することになる。したがって、表示パネル表示面２ａからスクリーン７２までの間に仕切り壁が存在しなくとも、境界線２００を挟む領域２０１，２０２の画像が干渉しあうのをさらに良好に防止することができる。
【００３９】
なお、表示パネル表示面２ａの画像の結像位置がスクリーン７２位置になるように、レンズ７１の仕様および表示パネル２、スクリーン７２の配置が決められている。図６はスクリーン７２位置で合焦しない場合を示しており、表示パネル表示面２ａの境界線２００よりも図中上側の原像Ａは、仕切り壁４Ａよりも図中下側に実像Ａができ、境界線２００よりも図中下側の原像Ｂは、仕切り壁４Ａよりも図中上側に実像Ｂができる。しかし、結像位置がスクリーン７２位置からずれているため、単に像がぼけるだけではなく、仕切り壁４Ａよりも図中上側に実像Ａの光が滲み、仕切り壁４Ａよりも図中下側に実像Ｂの光が滲むことになる。このため、境界線２００を挟む表示パネル表示面２ａの領域２０１，２０２の表示画像が干渉しあうのを防止する作用が損なわれる。したがって、表示パネル表示面２ａの画像の結像位置がスクリーン７２位置になるように、レンズ７１の仕様および表示パネル２１、スクリーン７２の配置を決める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態になる車両用分割表示装置の構成図である。
【図２】前記車両用分割表示装置の主要部の斜視図である。
【図３】前記車両用分割表示装置の第１の光学系の構成図である。
【図４】前記車両用分割表示装置の第２の光学系の構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態になる車両用分割表示装置の主要部の斜視図である。
【図６】前記車両用分割表示装置の作動を説明する図である。
【符号の説明】
１１　表示部
１１０　ハウジング
１２　光学部
２　表示パネル（表示器）
２ａ　表示面
２０１，２０２　領域
２００　境界線
３１，３２　プリズム
４，４Ａ　仕切り壁
５１，５２　光学系
５１１，５２１　第１の結像光学系
５１２，５２２　第２の結像光学系
６１，６５　凸レンズ
６２，６７　スクリーン
６３，６４，６６　凹面鏡
７１　レンズ（集光手段）
７２　スクリーン
【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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