(57)【要約】【課題】表示画面の配置の自由度を確保しながら外来光による表示画面の視認性の低下を防止する。【解決手段】車室内のインストルメントパネル１０に表示装置１とその表示画面２を設置し、表示画面２の表面には反射低減の光学膜を設け、運転者の眼１１を所定のアイレンジＳＥに収まるように運転席のシートを調整可能とし、表示画面２で反射してアイレンジＳＥに入射する可能性のある外来光の車室への入り口領域Ｓに対応するウインド部に遮光膜１３を設ける。外来光は眼に入射するまでに遮光膜１３で強度を弱められるので、反射光が表示画面２の表示画像の視認性を低下させることを防止できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の前席前方に設置された表示画面に情報を提示する車両用表示装置において、
運転者の眼の位置と、前記表示画面の設置位置および角度の相対位置関係から、車外からの外来光が前記表示画面に入射して前記眼の位置に反射する光路に対応する、車両のウインド部の前記外来光の入射箇所に遮光手段を設けることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記表示画面の表面に表面反射を低減する反射低減手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記遮光手段はルーバー状の構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記外来光の入射箇所にＢピラーが位置するように前記表示画面の設置位置および角度を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記運転者の眼の位置と前記表示画面の設置位置の相対位置関係から、前記表示画面からの出射光がフロントガラスで反射して前記運転者の眼に入射する光路に対応する、前記フロントガラスの反射箇所に反射低減手段を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示画面は可動支持機構を備えて、表示画面の設置位置または設置姿勢を変更可能なことを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記表示画面は凹状に湾曲して、車両のウインド部の前記外来光の入射箇所に設ける遮光手段の範囲を小さくすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項８】
車室内の前席前方に設置された表示画面に情報を提示する車両用表示装置において、
外来光が前記表示画面に入射することを検出する外来光検出手段と、
該外来光検出手段からの信号により前記表示画面の角度を変更する画面駆動手段とを備え、
該画面駆動手段は、前記外来光の入射が検出された場合、前記表示画面の表面からの反射光が前記運転者の眼に入射しないように前記表示画面の角度を制御することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項９】
前記外来光検出手段は、ナビゲーションシステムに接続し、ナビゲーションシステムで測定される車両の位置、時刻および車両走行方向に基づき太陽の位置方向を算出し、前記表示画面への太陽光の入射方向を検出することを特徴とする請求項８に記載の車両用表示装置。
【請求項１０】
運転者のシート位置を移動させて着座状態の運転者の眼の位置を所定の範囲に設定する眼の位置設定手段を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−２３４３６０号公報
車両用表示装置においては、表示画面には視認性を向上させるために、表示装置から出射された直接光を拡散する光拡散処理が施されている。そのため、表示画面に外来光が直接入射すると、グレア現象を生じて視認しにくくなるといった問題がある。
そこで、庇やルーバーで表示画面への外来光の直接入射を遮るか、表示画面からの太陽光などの反射光が運転者の眼に入らないように、表示画面の位置を運転者に対して手前や低い位置あるいは表示画面を垂直に近い角度に立てて配置する方法が検討されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の表示装置における外来光対策では、表示画面近傍に庇やルーバーを設ける必要があり、車両のインストルメントパネルのデザイン性を損なってしまう、つまり見栄えが悪いという問題がある。
また、光拡散処理を施した表示画面は、高照度条件下で表示画面全体が白濁して見えてしまい視認性が低下し、さらにピントがあっていないような感じの表示品質の低下という問題があった。
さらに、表示画面の設置位置を工夫することによって、表示画面からの反射光が運転者の眼に入らないようにする方法ではインストルメントパネルにおける表示装置および表示画面の配置設計が制限されてしまうという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、インストルメントパネルのデザイン性を損なうことなく、画像表示の品質を保ち、表示装置および表示画面の配置設計の自由度を向上させると伴に、視認性のよい画像表示が可能な車両用表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、車室内の前席前方に設置された表示画面に、情報を提示する車両用表示装置において、運転者の眼の位置と、前記表示画面の設置位置および角度の相対位置関係から、車外からの外来光が前記表示画面に入射して前記眼の位置に反射する光路に対応する、車両のウインド部の前記外来光の入射箇所に遮光手段を設けるものとした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明により、運転者の眼の位置と、表示画面の位置および設置角度の相対位置関係から、車外からの外来光が表示画面で反射して運転者の眼に入射する場合に対応する車両のウインド部の外来光の入射箇所に遮光手段を設けるので、運転者の視認性を低下させる外来光が弱められ、表示画面の近傍に設ける遮光手段を小さくするかまたは廃止することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は第１の実施例の車両用表示装置の設置状態を示す図であり、車室の前席を上方から見た図である。図２は運転者の眼の位置を所定の範囲に収めるように、運転者の眼の位置を調整する手段の構成を示す図である。
【０００８】
図２に示すように、ペダル２１、ステアリングホイール２２、運転席シートの座面２３、背もたれ２４が矢印のように調整可能な機構となっており、運転者の眼１１は所定のアイレンジＳＥの範囲に設定できる構成である。
表示装置１の表示画面２はインストルメントパネル１０の運転席左前方位置に設置されており、運転者から見やすいように表示画面２は斜め上方および後方に向いている。
【０００９】
なお、表示画面２には、液晶パネル、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル、プラズマディスプレイまたはプロジェクターなどの表示機器を用いる。
表示画面２の表面は平滑とし光拡散処理を施さない。更に表示画面２には、比較的低輝度の物体に対して表面反射を低減する効果のある図示しない反射低減膜を設ける。この反射低減膜は光干渉膜または低屈折率透明薄膜で構成される光学膜である。
【００１０】
表示画面２に入射する外来光の反射光がアイレンジＳＥの範囲にある運転者の眼１１に入射する光路を逆に辿って、車室に入射する外来光の入り口となりうる車体側面領域Ｓ（以後、入射領域Ｓと称する）を計算によって求め、この入射領域Ｓに含まれるウインド部に遮光膜１３を設ける。
遮光膜１３は視覚制御光学フィルター、半透明なスモークフィルターなどであり、表示画面２への外来光の入射を弱め、車室内から車外を見ることができる素材である。
【００１１】
本実施例の作用を以下に説明する。
本実施例によれば、表示画面２は斜め上方後ろ寄りに向けられており、表面は光拡散処理されていないので、車両前上方からの外来光例えば太陽光は後ろ下方に反射され、表面での拡散も生じないので視認性がよくなる。
【００１２】
また、表示画面２の表面にて反射し、アイレンジＳＥにある運転者の眼１１に入射する可能性のある後ろ側面からの外来光が車室へ入射するときの入射領域Ｓに含まれるウインド部が遮光膜１３で覆われているので、表示画面２に直接入射する光は弱められる。
さらに、表示画面２の表面に光拡散処理がされていないので、表示画面２に入射する車両側面または上方からの浅い角度の外来光に対して表示画面２の表面における拡散を生ぜず視認性が向上する。
その結果、表示画面２の情報を運転者が見るときの視認性がよくなる。
本実施例の運転席シートの座面２３および背もたれ２４などの眼の位置調整可能な機構は本発明の眼の位置設定手段を、遮光膜１３は遮光手段を、反射低減膜は反射低減手段を構成する。
【００１３】
以上のように本実施例によれば、表示画面２の表面に光拡散処理がされていないので、前上方からの外来光は後ろ下方に反射され、また拡散光による視認性低下も無く、表示画面２の上部に外来光を遮る庇が不要である。
また、表示画面２で反射して運転者の眼１１に反射するような側面後ろ寄り上方からの外来光の強度が遮光膜１３で弱められていることと、浅い角度による表示画面２への入射光に対しても表面で光拡散しないことにより、表示画面２による反射または拡散による視認性低下が防止され、視認性が向上する。
【００１４】
また、表示画面２の上部に外来光を遮る庇が不要なため、インストルメントパネル１０における表示装置１および表示画面２の配置設計、外形設計の自由度が増す。
さらに、運転席シートなどの調節手段によって運転者の眼１１の位置の範囲（アイレンジＳＥ）が所定の狭い範囲に設定できるので、入射領域Ｓに設ける遮光膜１３の範囲を狭くできる。
さらに、表示画面２の表面に反射低減膜を設けているので、助手席乗員など比較的低輝度の物体が表示画面２へ映り込むのを低減して、運転者からの表示画面２の視認性が向上する。
さらに遮光膜１３は半透明なので外来光の入射強度を低減するとともに、運転者からの車外視認性が確保される。
【００１５】
なお、図３に示すように、入射領域Ｓが、車両のＢピラー１２を含むように、表示画面２の設置角度を設定してもよい。
このように入射領域ＳにＢピラーを含ませることによって、ウインド部に設ける遮光膜１３の範囲を小さくすることができる。Ｂピラーの横幅と表示画面２の設置角度によっては、入射領域ＳがＢピラーで覆われ、遮光膜１３を不要とすることができる。
【００１６】
図３では入射領域ＳがＢピラーを含むように表示画面２を設定しているが、それ以外の車両構成部材、例えばＣピラーやルーフの一部を含むように設定してもよい。
さらに、第１の実施例では、入射領域Ｓに含まれるウインド部に遮光膜を設けることとしたが、遮光膜の代わりにルーバーのような車外視認性を確保した遮光装置としてもよい。
【００１７】
次に本実施例の変形例を説明する。実施例では運転席シートなどを調整して運転者の眼１１の位置を所定のアイレンジＳＥに設定することにしているが、本変形例では図１から図３において、眼１１の位置は運転者の体格に合わせて運転席シートの座面２３と背もたれ２４を調整して着座した運転者の眼１１の位置とし、その結果、運転者の眼１１は図２に示す所定のアイレンジＳＥとは異なる範囲にありうる。
ペダル２１は位置を調整可能とする必要はない。表示画面２はインストルメントパネル１０に、表示画面２の左右方向および上下方向の角度が変更可能な可動支持機構で設置されており、設置姿勢が変更可能である。
その他は第１の実施例と同じ構成である。
【００１８】
運転者は自分に適切な着座位置に運転席シートの座面２３および背もたれ２４を固定する。その後、運転者が着座した眼の位置１１から表示画面２を見たとき、前述の遮光膜１３が設定されているウインド部、またはＢピラーと遮光膜１３が設定されているウインド部が表示画面２の横幅一杯に映りこむように表示画面２の角度を手で調整する。
この様に表示画面２の設置姿勢が変更可能であり、適切な角度に設定することにより、入射領域Ｓは、遮光膜１３またはＢピラーで覆われているように表示画面２の姿勢を設定できるので、第１の実施例と同じ効果を得られる。
【００１９】
次に図４は第２の実施例の車両用表示装置の設置状態を示す。
運転者の眼１１の位置は、第１の実施例と同様に調整可能なステアリングホイール２２、運転席シートの座面２３、背もたれ２４およびペダルによって所定の範囲のアイレンジに設定される。
【００２０】
表示画面２は左右に角度が所定の範囲で変化可能である。図５に示すように外来光検出部３が外来光Ａの強度と方向を検出し、その信号によって演算部５は運転者の眼１１に外来光Ａの表示画面２からの反射光Ｂが入射しないように表示画面２の左右方向の角度を演算し、駆動部４を制御して表示画面２の角度を調整する。
駆動部４は表示画面２の向きを検出する角度センサを内蔵している。
【００２１】
外来光検出部３は、筺体の上部にスリット状またはピンホール状の光の入射窓を有し、筺体の底部にはその窓を通過した線状またはポイントの光を受け、光が当たっている位置を検出するＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を配置した光学的位置検出センサと、外来光が所定の強度以上であることを検知するフォトダイオードの組み合わせである。
外来光検出部３は、表示画面２が設置されている近くのインストルメントパネル１０の、表示画面２に入射する可能性のある太陽光および広い角度範囲からの外来光例えば外部の照明光などを検出できる位置に設けられている。
【００２２】
表示画面２の角度を調整する方法を以下に説明する。
フォトダイオードは所定の強度以上の外来光を検知して、演算部５に表示画面２の角度制御を開始させる。演算部５は、光学的位置センサの光が当たっている位置信号とスリット状またはピンポイント状の入射窓の相対位置関係から外来光の入射角度を算出し、ついで表示画面２の駆動部４の角度センサから表示画面２の向いている角度を検出し、所定のアイレンジＳＥの位置は予めわかっていることから、表示画面２に入射する外来光の反射光がアイレンジＳＥに入射するかどうかを計算により判定する。
【００２３】
反射光がアイレンジＳＥに入射する場合は、まず図５に破線で示した表示画面２のように右側につまり図示しない運転者側に面を向けて、反射光の経路をＢからＢ’に逸らすように計算し、表示画面２の面を所定の角度内で傾ける適切な角度を求める。
右側に表示画面２の面を向けることによって反射光がアイレンジＳＥを逸れるような適切な角度が得られない場合は、表示画面２の面を所定の範囲内で最小角度左側に向ける角度を求める。
演算部５は反射光がアイレンジＳＥを逸れるような適切な角度を駆動部４に指令して表示画面２の向きを変える。
【００２４】
本実施例の作用を図６のフローチャートにより説明する。
ステップ１０１では、演算部５は、外来光検出部３のフォトダイオードが所定の強度以上の外来光を検出したかどうかをチェックする。
所定以下の外来光の強度の場合は終了し、所定以上の外来光を検出したとき、ステップ１０２に進む。
【００２５】
ステップ１０２では、演算部５による表示画面２の角度制御が開始され、現在の表示画面２の角度を駆動部４の角度センサから読み出す。
ステップ１０３では、演算部５は外来光検出部３の光学的位置検出センサから外来光入射方向を検出する信号を受け、外来光の入射方向を算出する。
ステップ１０４では、演算部５は表示画面２の現在の設定角度に対する反射光の光路を算出する。
【００２６】
ステップ１０５では、演算部５は反射光が所定のアイレンジＳＥに入射するかどうかをチェックする。
反射光がアイレンジＳＥに到達しない場合は終了する。反射光がアイレンジＳＥに到達する場合はステップ１０６に進む。
ステップ１０６では、演算部５は反射光がアイレンジＳＥ外になるように表示画面２の角度を算出し、その方向になるよう駆動部４に指令する。駆動部４が表示画面２の角度を調整後終了する。
この一連のステップは一定の周期で繰り返される。
本実施例の外来光検出部３は本発明の外来光検出手段を構成し、フローチャートのステップ１０３から１０６は画面駆動手段を構成する。
【００２７】
本実施例によれば、外来光検出部３は、表示画面２が設置されている近くのインストルメントパネル１０に設けられているので、車両の前上方から、車両側面上方からおよび車両側面後ろ上方から表示画面２に入射する外来光の反射光が運転者のアイレンジＳＥに達することが予測される場合は、駆動部４により反射光が運転者のアイレンジＳＥに到達しないように角度が調節される。
【００２８】
その結果、入射領域Ｓにルーバー、遮光膜などを設けなくてもよい。また、表示画面２に庇などの遮光装置を設ける必要が無く、インストルメントパネルにおける表示装置１および表示画面２の配置設計、外形設計の自由度が増す。
なお、本実施例において表示画面２の向きの角度変更は所定の範囲の左右方向だけとしたが、所定の範囲の左右上下方向としてもよい。
【００２９】
本実施例において、外来光として主に太陽光を考えた場合は、演算部５がナビゲーションシステムに接続し、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）による車両の位置と時刻および車両走行方向をナビゲーションシステムから得て、太陽の位置方向を暦に基づき算出し、太陽光線の入射方向を算出することで、外来光検出部３の光学的位置検出センサによる外来光の入射方向検出の代替ができる。
【００３０】
太陽光の入射角度が求まれば、前述のようにアイレンジＳＥに入射する、表示画面２からの太陽光の反射光の方向が算出できる。
この場合、外来光検出部３は外来光の強度を検出するフォトダイオードだけで構成する。
【００３１】
本変形例によれば、外来光として太陽光を考えた場合、第２の実施例と同じ効果を得ることができる。さらに、外来光検出部３に光学的位置検出センサを使わないので簡単な外来光検出手段とすることができる。
【００３２】
なお、第２の実施例ではアイレンジＳＥを所定の狭い範囲として、その範囲に反射光が入らないように表示画面２の角度を調整する構成としたが、それに限定されるものではなく、別の位置に運転者の眼１１の位置を移動させる場合にも適用できる。
その場合、図６のフローにおいて、演算部５はステップ１０１の前に、運転者の眼１１の位置の方向読み取りの手順を加えることによって可能となる。
例えば、運転者は手動で表示画面２の向きを動かして運転者の眼１１の方向に向け、ついで演算部５は駆動部４の角度センサから画面の向いている角度を読み取り、以後の角度制御の演算に用いる運転者の眼１１の方向とする。
【００３３】
第２の実施例においては、表示画面２に入射する外来光の角度を検出して、表示画面２からの外来光の反射光が運転者の眼１１に入らないように自動的に角度調節する構成としたが、表示画面２のインストルメントパネル１０からの支持機構を左右上下方向の角度調整可能な構造として、手動で画面角度の調整を可能としてもよい。
【００３４】
次に第３の実施例について説明する。この実施例は第１の実施例の構成に加えて表示画面２の出射光のフロントガラス１４による反射も抑制するようにしたものである。
図２のようにペダル、ステアリングホイール、運転席シートの座面、背もたれが調整可能となっており、運転者の眼１１は所定のアイレンジＳＥの範囲に設定される。
図７に矢示で示すように表示装置１の表示画面２からの出射光がフロントガラス１４内面で反射してアイレンジＳＥに入射する光路を算出して、アイレンジＳＥへ反射するフロントガラス１４内面の箇所に表面反射を低減するための光干渉膜または低屈折透明薄膜で構成される反射低減膜１５を設置する。
【００３５】
その他の構成は第１の実施例と同じである。第１の実施例と同一部分には、図２と同一符号が付されている。
表示画面２からの出射光がフロントガラス１４に反射してアイレンジＳＥに到達する。この時反射低減膜１５で反射した光を運転者は見ることになるので、フロントガラス１４に映じる表示画面２の表示画像は薄く運転者が前景を監視する際の視認性がよい。
本実施例の反射低減膜１５は発明の反射低減手段を構成する。
【００３６】
以上のように本実施例によれば、運転者のアイレンジＳＥは運転席シートの調整によって所望の狭い範囲に設定できるので、必要となるフロントガラス１４の反射低減膜を設定する領域は狭くて済む。また表示画面２には、フロントガラス１４への表示画面の映り込みを抑制するための、出射光の出射角度を制限するルーバーなどが不要となり、インストルメントパネル１０における表示装置１および表示画面２の配置設計、外形の設計自由度が増す。
【００３７】
さらに、第１の実施例と組み合わせることにより以下の効果がある。
表示画面２に入射した外来光の拡散光による視認性低下が無く、表示画面２の上部に外来光を遮る庇が不要であり、また助手席乗員などの表示画面２への映り込みが低減する。
また、インストルメントパネル１０における表示装置１および表示画面２の配置設計、外形設計の自由度が増す。
さらに、入射領域Ｓに設ける遮光膜１３の範囲を狭くでき、運転者からの車外視認性が確保される。
【００３８】
なお、第３の実施例は第１の実施例をベースにしたが、第２の実施例をベースとすることもできる。
第２の実施例と組み合わせることにより、入射領域Ｓにルーバー、遮光膜などを設けなくてもよい。また、表示画面２に庇などの遮光装置を設ける必要が無く、表示装置および表示画面のインストルメントパネルにおける配置設計、外形設計の自由度が増す。
【００３９】
次に第３の実施例の変形例を説明する。第３の実施例では運転席シートなどを調整して運転者の眼１１の位置を所定のアイレンジＳＥに設定することにしていたが、本変形例では、所定のアイレンジＳＥに運転者の眼１１の位置を固定することなく、運転者の眼１１がアイレンジＳＥとは異なる位置にある場合でも、表示画面２からの出射光の、フロントガラス１４からの反射光が運転者の眼１１に入らないようにする構成とする。
そのため、表示画面２はインストルメントパネル１０に可動支持機構で支持され、表示画面２の位置が変更可能になっている。その他は第３の実施例と同じ構成である。
【００４０】
運転者は自分に都合の良い着座位置に運転席シートの座面２３および背もたれ２４を固定する。その後、運転者が着座した眼の位置１１から前景を見たとき、前述のフロントガラスの反射低減膜１５が設定されている領域内に表示画面２が映りこむように表示画面２の位置を手で調整する。
この様に表示画面２の位置が変更可能であり、適切な位置に設定することにより、フロントガラス１４に映じる表示画面２の表示画像は薄く運転者が前景を監視する際の視認性がよい。
【００４１】
さらに、実施例１から３において、表示画面２の表面形状を凹状にしてもよい。
表面形状を凹状に湾曲させることによって、表面反射した光は凹面鏡の原理で焦点位置に集光するので、焦点位置を運転者の眼１１から逸らすように表示画面２の向きを設定することにより、実施例１における入射領域Ｓに設ける遮光膜１３または遮光装置、および実施例３におけるフロントガラスの反射低減膜１５の領域を小さくでき、実施例２においては角度の変更調整をわずかにすることができる。
その結果、インストルメントパネルの配置設計、外形設計の自由度が増加する。
【００４２】
なお、表示画面２の表面形状は平面または凹面に限定されず、凸面またはこれらの複合面などインストルメントパネルのデザイン形状に依存して決めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の車載用表示装置を示す図である。
【図２】第１の実施例における眼の位置設定手段の構成を示す図である。
【図３】第１の実施例の変形例を示す図である。
【図４】第２の実施例を示す図である。
【図５】第２の実施例の表示画面の角度調整方法を示す図である。
【図６】第２の実施例のフローチャートを示す図である。
【図７】第３の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１        表示装置
２        表示画面
３        外来光検出部
４        駆動部
５        演算部
１０      インストルメントパネル
１１      運転者の眼
１２      Ｂピラー
１３      遮光膜
１４      フロントガラス
１５      反射低減膜
２１      ペダル
２２      ステアリングホイール
２３      座面
２４      背もたれ
【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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