(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内部の発光表示源に表示された表示画像の像光を前記車両の運転者のアイポイントに向けて反射させるコンバイナ上に、前記アイポイントから視認可能な前記表示画像の虚像を表示させる車両用表示装置において、
前記コンバイナと前記アイポイントとの間であって、前記コンバイナによって前記アイポイントに向けて反射させた前記発光表示源からの前記表示画像の像光の光路上から外れた箇所に、前記車両の状態を実像表示する計器が配設されており、
前記コンバイナは、前記アイポイントから視認される前記コンバイナの輪郭が、前記表示画像の像光の照射により前記アイポイントから視認される該表示画像の虚像と前記計器の実像とをほぼ囲繞する外形によって形成されている、
ことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記計器は前記車両の車幅方向に間隔を置いて複数設けられており、前記コンバイナは、隣り合う２つの前記計器の間に位置するコンバイナ部分において前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されている請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記コンバイナよりも前記アイポイント側には前記車両のステアリングホイールが配置されており、前記コンバイナは、該コンバイナと前記ステアリングホイールとの前記アイポイントからの前後位置差による視差に応じて曲率の相違する正円弧状の上縁を有する外形で形成されている請求項１又は２記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記コンバイナは光の透過を可能とする部材によって形成されており、前記コンバイナを挟んで前記アイポイント側とは反対側の、前記車両の前後方向における前記コンバイナの前方には、前記計器とは別に前記車両の状態を示す第２表示画像を発光表示する第２発光表示源が配置されており、該第２発光表示源は、前記第２表示画像の像光が前記コンバイナの所定領域を透過し前記計器により遮られずに前記アイポイントに到達するように、前記第２表示画像を表示するように構成されており、前記コンバイナは、該コンバイナの前記所定領域を除く領域において、前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されている請求項１、２又は３記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記発光表示源による前記表示画像の発光表示は、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向による光を用いて行われ、前記コンバイナには、前記一方の偏光方向による光成分を遮断する第１偏光板が設けられており、前記発光表示源と前記コンバイナとの間には、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分を遮断する第２偏光板が配置されている請求項４記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記第２偏光板の前記コンバイナに臨む表面には、該表面に照射される光の前記コンバイナ側への反射を少なくとも抑制する反射抑制加工が施されている請求項５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、発光表示源の表示画像を、運転者のアイポイントの前方に配置されたコンバイナ上で虚像として視認させる車両用表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において虚像型の表示装置を用いる場合としては、例えば実開昭６４−３３４３５号公報や実開昭６４−３７７３５号公報に見られるような、ダッシュボードの前面開口部に填め込んだハーフミラー等の半透過パネルを用いて、ダッシュボード内部の計器の実像と他の計器の虚像とを一つの計器ユニット的に視認させる、虚像表示型のコンビネーションメータや、ダッシュボードの上方に配置したコンバイナやフロントガラス上に、ダッシュボード内部の発光表示器による表示画像の虚像を表示させて、このコンバイナやフロントガラスの向こうにある車両の前景と重ねて視認させる、ヘッドアップディスプレイがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このうち虚像表示型のコンビネーションメータは、ダッシュボード内の計器の実像を半透過パネル越しに視認できるようにするために、半透過パネルの外側の明るさをある程度抑えなければならず、そのために、外光が半透過パネルに直接照射されるのを防ぐフードをダッシュボードの上縁から突設する必要があり、その分だけダッシュボードが大型化し構造が複雑化することは避けられない。
【０００４】
一方、ヘッドアップディスプレイは、外光が照射されるコンバイナやフロントガラスを虚像表示用のスクリーンとして用いることを前提としているため、発光表示源が表示画像をある程度高い光量で発光させるように構成されており、虚像表示型のコンビネーションメータのような意味での外光遮断対策は必要ない。
【０００５】
しかし、ヘッドアップディスプレイは元々、車両の前方に向けた視線を既存のコンビネーションメータまで移動させなくても車両の各種情報を視認できるようにすることを目的としているので、当然、コンビネーションメータとは離れた箇所において発光表示器による表示画像の虚像を表示させることになる訳であり、虚像表示型のコンビネーションメータのような、実像を視認する計器と虚像を視認する計器とを一体化して一つの計器ユニット的に視認させることは、到底不可能である。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ダッシュボードの大型化や構造の複雑化を避けつつ実像と虚像との間に一体感のある表示を実現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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の車両用表示装置は、車両の内部の発光表示源に表示された表示画像の像光を前記車両の運転者のアイポイントに向けて反射させるコンバイナ上に、前記アイポイントから視認可能な前記表示画像の虚像を表示させる車両用表示装置において、前記コンバイナと前記アイポイントとの間であって、前記コンバイナによって前記アイポイントに向けて反射させた前記発光表示源からの前記表示画像の像光の光路上から外れた箇所に、前記車両の状態を実像表示する計器が配設されており、前記コンバイナが、前記アイポイントから視認される前記コンバイナの輪郭が、前記表示画像の像光の照射により前記アイポイントから視認される該表示画像の虚像と前記計器の実像とをほぼ囲繞する外形によって形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載した本発明の車両用表示装置は、請求項１に記載した本発明の車両用表示装置において、前記計器が前記車両の車幅方向に間隔を置いて複数設けられており、前記コンバイナが、隣り合う２つの前記計器の間に位置するコンバイナ部分において前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されているものとした。
【０００９】
さらに、請求項３に記載した本発明の車両用表示装置は、請求項１又は２に記載した本発明の車両用表示装置において、前記コンバイナよりも前記アイポイント側に前記車両のステアリングホイールが配置されており、前記コンバイナが、該コンバイナと前記ステアリングホイールとの前記アイポイントからの前後位置差による視差に応じて曲率の相違する正円弧状の上縁を有する外形で形成されているものとした。
【００１０】
また、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明の車両用表示装置において、前記コンバイナが光の透過を可能とする部材によって形成されており、前記コンバイナを挟んで前記アイポイント側とは反対側の、前記車両の前後方向における前記コンバイナの前方に、前記計器とは別に前記車両の状態を示す第２表示画像を発光表示する第２発光表示源が配置されており、該第２発光表示源が、前記第２表示画像の像光が前記コンバイナの所定領域を透過し前記計器により遮られずに前記アイポイントに到達するように、前記第２表示画像を表示するように構成されており、前記コンバイナが、該コンバイナの前記所定領域を除く領域において、前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されているものとした。
【００１１】
さらに、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置は、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置において、前記発光表示源による前記表示画像の発光表示が、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向による光を用いて行われ、前記コンバイナに、前記一方の偏光方向による光成分を遮断する第１偏光板が設けられており、前記発光表示源と前記コンバイナとの間には、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分を遮断する第２偏光板が配置されているものとした。
【００１２】
また、請求項６に記載した本発明の車両用表示装置は、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置において、前記第２偏光板の前記コンバイナに臨む表面に、該表面に照射される光の前記コンバイナ側への反射を少なくとも抑制する反射抑制加工が施されているものとした。
【００１３】
請求項１に記載した本発明の車両用表示装置によれば、車両の内部の発光表示源からの表示画像の像光の照射によりアイポイントから視認されるコンバイナ上の表示画像の虚像と、コンバイナによってアイポイントに向けて反射させた発光表示源からの表示画像の像光の光路上から外れた、コンバイナとアイポイントとの間の箇所に配置されている計器のアイポイントから視認される実像とを、ほぼ囲繞するように、コンバイナの輪郭がアイポイントから視認されることから、これら表示画像の虚像と計器の実像とがアイポイントから単一の計器ユニットによるコンビネーション表示として視認される。
【００１４】
そして、コンバイナよりもアイポイント側に配設されている計器がアイポイントから直接実像として視認されることから、ヘッドアップディスプレイを構成する場合と同じ程度の光量を発光表示源からの表示画像の像光が有してさえいれば、計器の発光表示像をコンバイナ越しに実像として視認する場合のように、計器の発光表示像のコントラストを確保するための外光遮断用のフードを殊更設ける必要がなくなることになる。
【００１５】
また、請求項２に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１に記載した本発明の車両用表示装置において、車両の車幅方向に間隔を置いた２つの計器の間に位置するコンバイナ部分において、発光表示源からの表示画像の像光をアイポイントに向けて反射させるように配置されていることから、アイポイントから視認されるコンバイナ上の表示画像の虚像と計器の実像とが、車両の車幅方向において並んで配置されることになる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の車両用表示装置において、コンバイナの輪郭がステアリングのホイール部分に隠されて、アイポイントから視認できないことになる。
【００１７】
また、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の車両用表示装置において、車両の前後方向におけるコンバイナの前方に配置された第２発光表示源に発光表示された第２表示画像が、コンバイナを挟んで第２発光表示源とは反対側のアイポイントから、コンバイナの所定領域越しに視認されると共に、計器によって視界が遮られないコンバイナ上の領域のうち所定領域を除いた領域において、発光表示源により表示された表示画像の虚像がアイポイントから視認されることになる。
【００１８】
さらに、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置において、発光表示源による表示画像の発光表示は、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向の光を用いて行われるのに対し、発光表示源とコンバイナとの間に配置された第２偏光板では、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分が遮断されるので、発光表示源からコンバイナに向かう表示画像の像光は、第２偏光板によって遮られることなくこれを透過し、コンバイナの半透過鏡処理された内面に到達して、車内のアイポイントに向けて反射される。
【００１９】
一方、車両の外部から内部に入射した外光が、第２偏光板を透過する前にコンバイナの内部を透過する場合には、このコンバイナに設けられた第１偏光板により、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向の光成分が遮断されて、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分のみがコンバイナから出射され、その出射光が、コンバイナと発光表示源との間に配置された第２偏光板に達する。
【００２０】
しかし、この第２偏光板により、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分が遮断されるので、結局、フロントガラスを透して車両の外部から内部に入射した外光が、第２偏光板を透過する前にコンバイナの内部を透過する場合には、その外光が、発光表示源に達するよりも前の段階で、全て遮られてしまうことになる。
【００２１】
また、請求項６に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置において、車両の外部から内部に入射した外光が、第１偏光板の透過によりＰ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分となって、コンバイナと発光表示源との間に配置された第２偏光板に達すると、第２偏光板の偏光方向と同じＰ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向による光成分の光よりは反射率が低いものの、第２偏光板によってコンバイナ側に反射されて、その反射光の少なくとも一部は、コンバイナによってアイポイント側に向けて反射される。
【００２２】
しかし、第１偏光板を透過して、コンバイナに臨む第２偏光板の表面に達した光は、第２偏光板の表面に施された反射抑制加工によってコンバイナ側への反射を抑制されるので、この第２偏光板の表面によりコンバイナ側に反射されて、さらに、このコンバイナによってアイポイント側に向けて反射される光の量が少なくとも減少することになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用表示装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の原理的な概略構成を示す断面図であり、本実施形態の車両用表示装置は、車両のダッシュボード１の内部に収容された表示デバイス３と、ダッシュボード１上に配置されて表示デバイス３からの表示画像の像光を車両の運転者のアイポイントＩに向けて反射させるコンバイナ５と、ダッシュボード１の内部に収容されて表示デバイス３及びコンバイナ５の間に配置された光路変更部材７と、コンバイナ５よりもアイポイントＩ寄りのダッシュボード１上部分に配置されたアナログメータユニット９とを有している。
【００２５】
このうち、前記ダッシュボード１は、不図示のフロントガラスへの映り込みを防止するために、暗色系に着色されている。
【００２６】
また、前記アナログメータユニット９（計器に相当）は、図２に車両用表示装置の拡大斜視図で示すように、ダッシュボード１のアイポイントＩ側に位置する先端部に、車幅方向に間隔を置いて２つ設けられており、これら２つのアナログメータユニット９，９を取り巻くように、ダッシュボード１の上面１ａには、半円状の凹部１ｂが形成されている。
【００２７】
そして、車幅方向において２つのアナログメータユニット９，９の中間に位置し、かつ、車両の前後方向においてこれら２つのアナログメータユニット９，９よりも前方に位置する凹部１ｂ箇所には、ダッシュボード１内の前記表示デバイス３からの像光を通過させるための開口１ｃが形成されている。
【００２８】
前記表示デバイス３（発光表示源に相当）は、本実施形態では、バックライト付きの液晶ディスプレイからなり、図１に示すように、車幅方向を偏光方向とする偏光板３ａによって、車両の上方に向けた表示面が形成されている。
【００２９】
そして、この表示デバイス３では、内部に封入された液晶セルによって、ナビゲーション装置の進行方向情報や走行速度といった、運転に必要な補助情報等の画像を表裏反転させた反転表示画像（図示せず、表示画像に相当）が、本来の正転画像の上側を車両の後方側、正転画像の下側を車両の前方側に配置して発光表示され、表示面を形成する偏光板３ａからは、この反転表示画像の像光が、車幅方向に偏光されて出射される。
【００３０】
前記表示デバイス３に表示された反転表示画像の像光は、前記光路変更部材７を透過し、さらに、ダッシュボード１の前記開口１ｃを通過して、ダッシュボード１上の前記コンバイナ５上に照射され、この照射により、表示デバイス３に表示された反転表示画像を表裏及び上下反転させた正転画像の虚像Ｓが、アイポイントＩから視認される。
【００３１】
前記コンバイナ５は、スモーク処理された暗色系の着色樹脂、即ち、半透光性の部材を長手方向両側に至るにつれて幅細となる帯状に形成した平板を、正円弧形状に湾曲させて構成されており、図２に示すように、ダッシュボード１の凹部１ｂの内周面と略同心円状となるように、長手方向両端が後方に位置し中央寄りが前方に位置してアイポイントＩ側に凹状となる向きで、かつ、図１に示すように、上端側が後方に位置し下端側が前方に位置するように傾斜させて、凹部１ｂから立設されている。
【００３２】
このコンバイナ５は、車両の外部から内部に入射する外光のうち、ダッシュボード１の開口１ｃを通過して表示デバイス３に向かう外光部分の光路上に、少なくとも車幅方向における全範囲に亘って位置するように、開口１ｃの前方乃至車幅方向の両側方に亘って開口１ｃを囲繞でき、かつ、２つのアナログメータユニット９，９をもその内側に位置させることができるような長手方向寸法で形成されている。
【００３３】
また、前記コンバイナ５は、車両の外部から内部に入射しダッシュボード１の開口１ｃを通過して表示デバイス３に向かう外光の全角度範囲θのうち、図１に角度範囲θ１で示す、車両の前方寄りからの外光部分の光路上に位置するような、長手方向と直交する幅方向寸法で形成されている。
【００３４】
また、このように形成されたコンバイナ５は、ダッシュボード１の凹部１ｂから立設されたコンバイナ５の長手方向中央寄り部分が、車両の前後方向におけるダッシュボード１の開口１ｃのすぐ前に位置するように配置されている。
【００３５】
尚、コンバイナ５は、アイポイントＩから視認した際に、図３に車両用表示装置の拡大正面図で示すように、コンバイナ５の上縁５ａのうち車幅方向中央寄りの部分が、コンバイナ５の手前に配置されたステアリングホイール１１と前後に重なり隠されて、ステアリングホイール１１越しにアイポイントＩから視認される車両の前方視界上にコンバイナ５がはみ出さないように、正円弧状の外形（輪郭）で形成されている。
【００３６】
そして、図１に示すように、コンバイナ５のアイポイントＩ側に位置する内周面には、表示デバイス３の偏光板３ａとは９０度偏光方向が異なる、車高方向を偏光方向とする偏光板５ｂ（第１偏光板に相当）がコーティングされており、この偏光板５ｂによる光の偏光と、コンバイナ５自身に施されたスモーク処理との双方により、このコンバイナ５は自身を通過する光を減光させる作用を発揮する。
【００３７】
このような構成によるコンバイナ５において、上述した表示デバイス３からの反転表示画像の像光が照射されて正転画像の虚像ＳがアイポイントＩから視認される領域は、図３に示すように、２つのアナログメータユニット９，９の間を通してアイポイントＩから直接視認される、車幅方向における中央寄り部分、換言すると、コンバイナ５の長手方向における中央寄り部分ということになる。
【００３８】
そして、上記したようにコンバイナ５が車幅方向に正円弧状を呈し、かつ、上縁５ａ側が下端側よりもアイポイントＩに近くなるように車高方向において傾斜して配置されていることから、図１に示すように、発光デバイス３からコンバイナ５を経てアイポイントＩに至る反転表示画像の光路長は、コンバイナ５の上縁５ａ側の方が下端側よりも短く、また、車幅方向におけるコンバイナ５の両端寄り部分の方が中央寄り部分よりも短くなる。
【００３９】
したがって、例えば、図４に説明図で示すような、車幅方向を長手方向とする横長の矩形状の反転表示画像が表示デバイス３に表示されて、その像光が光路変更部材７を経ずに直接、２つのアナログメータユニット９，９の間を通してアイポイントＩから直接視認されるコンバイナ５の長手方向における中央寄り部分に照射されたとすると、その反射光によりアイポイントＩから視認される、反転表示画像を表裏及び上下反転させた正転画像の虚像の形状は、図５に説明図で示すように、コンバイナ５の上縁５ａ側の方が下端側よりも横幅が狭く、かつ、車幅方向におけるコンバイナ５の両端寄り部分の方が中央寄り部分よりも下方にずれたような、略扇形に歪む。
【００４０】
尚、コンバイナ５が車幅方向において正円弧状に湾曲していることから、コンバイナ５で反転表示画像が反射される際には、反射前の反転表示画像に対して反射後の正転画像の方が、車幅方向に拡大される。
【００４１】
前記光路変更部材７は、図６に断面図で示すように、端面が三角形で互いに屈折率の異なる２つのプリズム７ａ，７ｂの斜面どうしを貼り合わせることで内部に境界面７ｃを設けた断面台形の直方体を、図７に斜視図で示すように、平面視扇状に湾曲させて形成されている。
【００４２】
そして、この光路変更部材７は、プリズム７ａの一側面で構成される光路変更部材７の短径側曲面を車両の後方側に向け、プリズム７ｂの一側面で構成される光路変更部材７の長径側曲面を車両の前方側に向けて、残る両側面を、図１に示すように、ダッシュボード１の開口１ｃ側と、表示デバイス３の表示面を形成する偏光板３ａ側とに各々向けて配置されている。
【００４３】
尚、本実施形態の車両用表示装置では、ダッシュボード１の開口１ｃ側に向けた光路変更部材７の一方の側面に、図６に示すように、表示デバイス３の偏光板３ａと偏光方向が一致する、車幅方向を偏光方向とする偏光板７ｄ（第２偏光板に相当）がコーティングされている。
【００４４】
したがって、例えば、図４に示すような横長の矩形状の反転表示画像が表示デバイス３に表示されて、その像光が表示デバイス３に対向する側面から光路変更部材７に入射されると、ダッシュボード１の開口１ｃに対向する光路変更部材７の他方の側面から出射する像光の画像は、図８に説明図で示すように、車両の前後方向における後方側の方が前方側よりも横幅が狭く、かつ、車幅方向の両端寄り部分の方が中央寄り部分よりも下方にずれたような、略扇形に歪む。
【００４５】
このような構成による光路変更部材７がダッシュボード１の内部に収容されて表示デバイス３及びコンバイナ５の間に配置されていることから、表示デバイス３に補助情報等の反転表示画像が表示されると、その像光が、表示デバイス３に対向する側面から光路変更部材７に入射されてその内部を透過し、ダッシュボード１の開口１ｃに対向する光路変更部材７の他方の側面から出射されて、２つのアナログメータユニット９，９の間を通してアイポイントＩから直接視認される、コンバイナ５の長手方向における中央寄り部分に照射される。
【００４６】
ここまでの間に、表示デバイス３に表示された反転表示画像は、まず、偏光板３ａを透過する際に車幅方向に偏光され、その後、図４に示すような横長の矩形状から、図８に示す略扇形に変化するような歪み作用を光路変更部材７から受け、さらに、光路変更部材７からダッシュボード１の開口１ｃに向けて出射する際に、ダッシュボード１の開口１ｃ側に対向する光路変更部材７の一方の側面にコーティングされた、偏光板３ａと偏光方向が一致する偏光板７ｄを通過することになる。
【００４７】
そして、偏光板３ａにより車幅方向に偏光され、かつ、光路変更部材７から歪み作用を受けて、コンバイナ５の長手方向における中央寄り部分に照射された反転表示画像は、コンバイナ５の内周面にコーティングされた車高方向を偏光方向とする偏光板５ｂを、偏光方向が異なるため通過することができず、よって、コンバイナ５の内周面によって全て、アイポイントＩに向けて反射されることになる。
【００４８】
このコンバイナ５の長手方向における中央寄りの内周面部分においてアイポイントＩに向けて反射される際、図８に示すような歪み作用を光路変更部材７から受けた反転表示画像は、表裏及び上下反転させた正転画像とされ、かつ、図４に示すような横長の矩形状から、図５に示す略扇形に変化するような歪み作用をコンバイナ５から受けることになる。
【００４９】
したがって、図８に示す略扇形を表裏及び上下反転させた画像が、図４に示すような横長の矩形状から図５に示す略扇形に変化するような歪み作用をコンバイナ５から受けると、光路変更部材７から受けた歪み作用のうち車両の前後方向成分がコンバイナ５から受けた歪み作用のうち車高方向成分によって相殺され、その結果、表示デバイス３に表示された反転表示画像を表裏及び上下反転させた正転画像は、反転表示画像に対して、図９に説明図で示すように、車幅方向においてのみ拡大された形状となる。
【００５０】
以上により、表示デバイス３に表示された反転表示画像は、２つのアナログメータユニット９，９の間を通してアイポイントＩから直接視認される、コンバイナ５の長手方向における中央寄り部分上において、車幅方向においてのみ拡大された形状の虚像Ｓとして視認されることになる。
【００５１】
ところで、光路変更部材７は、表示デバイス３側からの入射光に対しては、上記したような作用を持つが、反対に、ダッシュボード１の開口１ｃの外側からの入射光に対しては、次のような作用を持つ。
【００５２】
まず、車両の外部から内部に入射する外光のうち、ダッシュボード１の開口１ｃを通過して光路変更部材７乃至表示デバイス３に向かう外光成分は、コンバイナ５を通過する図１の角度範囲θ１の方向からの外光成分と、コンバイナ５を通過しない図１の角度範囲θ２の方向からの外光成分とがある。
【００５３】
このうち、コンバイナ５を通過する図１の角度範囲θ１の方向からの外光成分は、各プリズム７ａ，７ｂと空気との屈折率の相違に応じて屈折させながら透過させ、表示デバイス３の偏光板３ａに到達させるように作用する。
【００５４】
一方、コンバイナ５を通過しない図１の角度範囲θ２の方向からの外光成分は、ダッシュボード１の開口１ｃ側に位置するプリズム７ａの内部を、プリズム７ａの臨界角を超えた角度で境界面７ｃに達するように透過させ、この境界面７ｃにおいて、光路変更部材７の平坦な側面を構成するプリズム７ａの一面に向けて内部反射させて、プリズム７ｂ乃至表示デバイス３の偏光板３ａに到達させないように作用する。
【００５５】
よって、コンバイナ５を通過する図１の角度範囲θ１の方向からの外光成分は、コンバイナ５の通過の際に偏光板５ｂによって車高方向に偏光されて、ダッシュボード１の開口１ｃを通過し光路変更部材７の偏光板７ｄに達するが、偏光板７ｄが偏光板５ｂと異なる車幅方向を偏光方向とすることから、コンバイナ５を通過して光路変更部材７に達した外光成分は、偏光板７ｄを透過できずここで遮光され、表示デバイス３側に向かうことはない。
【００５６】
一方、コンバイナ５を通過しない図１の角度範囲θ２の方向からの外光成分は、偏光されないまま光路変更部材７の偏光板７ｄに達するので、この偏光板７ｄによって車幅方向に偏光された後に光路変更部材７のプリズム７ａに入射されるが、プリズム７ａの臨界角を超えた角度でプリズム７ｂとの境界面７ｃに達するので、境界面７ｃにおいてプリズム７ａ内に向けて内部反射され、プリズム７ｂ乃至表示デバイス３に向かうことはない。
【００５７】
したがって、これらによって、車両の外部からの外光が表示デバイス３に照射されて、表示デバイス３の発光表示する反転表示画像がウォッシュアウトすることが防止される。
【００５８】
また、コンバイナ５自身がスモーク処理された暗色系の着色樹脂によって形成されていることから、コンバイナ５自身によっても透過光の減衰が行われ、これが、外光の表示デバイス３に対する照射の防止に一役買うことになる。
【００５９】
さらに、コンバイナ５がダッシュボード１の凹部１ｂの内周面と略同心円状となるように凹部１ｂから立設されていることから、アイポイントＩから視認したコンバイナ５の背後に凹部１ｂの内周面が配置されて、コンバイナ５をダッシュボード１と同様の暗色系の色に認識させるように凹部１ｂの内周面が作用し、その結果、コンバイナ５の内周面上においてアイポイントＩから視認される発光表示画像部分とその背景部分とのコントラスト差が、コンバイナ５の背後からの外光照射によって低められることがなく、正転画像の虚像Ｓの視認性低下が防止される。
【００６０】
即ち、本実施形態の車両用表示装置では、表示デバイス３上でのウォッシュアウトとコンバイナ５上でのウォッシュアウトとが、いずれも防止されるようになるわけである。
【００６１】
尚、本実施形態の車両用表示装置では、ダッシュボード１の開口１ｃを通して光路変更部材７に照射される光のコンバイナ５側への反射抑制加工として、光路変更部材７の偏光板７ｄの上からさらに、アンチリフレクション（無反射、以下「ＡＲ」と略記する。）フィルム７ｅと、アンチグレア（無反射、以下「ＡＧ」と略記する。）フィルム７ｆとが、重ねてコーティングされている。
【００６２】
したがって、コンバイナ５を通過して偏光板５ｂにより車高方向に偏光された車両の外部からの外光が、光路変更部材７の偏光板７ｄの上からコーティングされたＡＲフィルム７ｅに達しても、このＡＲフィルム７ｅを透過する際に減衰されてコンバイナ５側への反射が防止されるので、車高方向に偏光された車両の外部からの外光が光路変更部材７の反射によりコンバイナ５の内周面に達して、アイポイントＩに向けて反射されてしまうことはない。
【００６３】
また、コンバイナ５の偏光板５ｂにより車高方向に偏光された車両の外部からの外光がＡＲフィルム７ｅを透過してＡＧフィルム７ｆに達して、その表面によって外光がＡＲフィルム７ｅ側に反射されても、その反射の際に外光が拡散されることから、ＡＧフィルム１７からの反射光がコンバイナ５の特定領域に集中して照射されて、アイポイントＩ側に高光量で反射されることはない。
【００６４】
また、ダッシュボード１の前面１ｄには、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や冷陰極管ディスプレイ（ＶＦＤ）、或は、ＦＥ（フィールドエミッション）ディスプレイや蛍光表示管、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイといった自発光デバイス等によって構成されて、各種ウォーニング情報を発光表示させる、ウォーニング用表示デバイス１５の表示面が露出している。
【００６５】
さらに、開口１ｃよりも車両の前方に位置する凹部１ｂの内周壁箇所には、意匠抜きのシンボルマークの点灯表示等による従来から公知のオーソドックスなウォーニング表示を行うウォーニング表示ユニット１３（第２発光表示源に相当）が配設されている。
【００６６】
上述のウォーニング表示ユニット１３が発光表示を行うと、図３に示すように、２つのアナログメータユニット９，９の間を通してアイポイントＩから直接視認される、コンバイナ５の長手方向における中央寄り部分であって、表示デバイス３の正転画像の虚像Ｓが表示される領域よりも車高方向における上方の所定領域Ｔにおいて、コンバイナ５を透過した各種ウォーニング情報の発光表示像Ｐ（実像）がアイポイントＩから視認されることになる。
【００６７】
また、コンバイナ５の下方に、ウォーニング表示デバイス１５（の実像）がアイポイントＩから視認されることになる。
【００６８】
そして、ウォーニング表示ユニット１３が発光表示を行う場合も、表示デバイス３が発光表示を行う場合も、ウォーニング表示ユニット１３による各種ウォーニング情報の発光表示像Ｐや表示デバイス３による正転画像の虚像Ｓ、及び、２つのアナログメータユニット９，９やウォーニング表示デバイス１５の全てが、アイポイントＩからの視覚上では、ステアリングホイール１１の内側に位置してステアリングホイール３越しにそれらが視認される。
【００６９】
尚、本実施形態においては、図２に示すように、表示デバイス３もコンバイナ５や光路変更部材７と同様に、車両の前方が低く後方が高い箇所に位置するように、全体を前下がりに傾斜させて配置されていることから、表示デバイス３の表示面を形成する偏光板３ａや、コンバイナ５及び光路変更部材７に貼着された偏光板５ｂ，７ｄのいずれにとっても、車幅方向に振動する直線偏光成分がＳ偏光成分となり、車高方向に振動する直線偏光成分がＰ偏光成分ということになる。
【００７０】
また、本実施形態においては、車両の外部から内部に入射する太陽光等の外光のうち、ダッシュボード１の開口１ｃを通って表示デバイス３に向かう外光成分の、少なくとも車幅方向における全光路範囲に亘って、その光路上に介在するように、コンバイナ５が形成されている。
【００７１】
次に、上述のように構成された本実施形態の車両用表示装置の動作（作用）について説明する。
【００７２】
本実施形態の車両用表示装置では、アイポイントＩからの視覚上において、２つのアナログメータユニット９，９の間にコンバイナ５の正転画像の虚像Ｓの視認領域や、ウォーニング表示ユニット１３による発光表示像Ｐの実像が視認される所定領域Ｔを配置した状態で、これら２つのアナログメータユニット９，９やウォーニング表示デバイス１５、発光表示像Ｐの実像、及び、正転画像の虚像Ｓをコンバイナ５の上縁５ａがほぼ囲繞することから、現実には個別のアナログメータユニット９，９やウォーニング表示ユニット１３、ウォーニング表示デバイス１５と、コンバイナ５とによって構成されるこれらが、あたかも単一のコンビネーションメータユニットのように視認されて、一体感が醸し出されることになる。
【００７３】
しかも、コンバイナ５がダッシュボード１の上面１ａの凹部１ｂから立設されていることから、この凹部１ｂの深さに応じた高さにコンバイナ５を構成することで、コンバイナ５自身が透明でなくとも、アイポイントＩからの車両外部の前方視界を妨げないように構成することができる。
【００７４】
さらに、アイポイントＩからの視覚上において、コンバイナ５の上縁５ａがステアリングホイール１１と前後に重なって、コンバイナ５の上縁５ａがアイポイントＩから直接視認されないようにも構成できるので、上記のように単一のコンビネーションメータユニットのような視覚上の効果とは別に、コンバイナ５の上縁５ａを隠して視覚上の違和感が発生するのを防ぐこともできる。
【００７５】
そして、本実施形態の車両用表示装置では、コンバイナ５の正転画像の虚像Ｓの視認領域や、ウォーニング表示ユニット１３による発光表示像Ｐの実像が視認される所定領域Ｔが、アイポイントＩからの視覚上において２つのアナログメータユニット９，９の間に配置されることから、アナログメータユニット９の上方又は下方にコンバイナ５の正転画像の虚像Ｓの視認領域を配置するのに比べて、ダッシュボード１の凹部１ｂの深さを大きくしたり、コンバイナ５の車高方向寸法を大きくする必要をなくして、車高方向における車両の前方視界を広く確保しつつ、コンバイナ５を車両の前方視界の外に配置することができる。
【００７６】
また、本実施形態の車両用表示装置では、ウォーニング表示ユニット１３による発光表示像Ｐをコンバイナ５越しにアイポイントＩから視認可能とするために、コンバイナ５をスモーク処理された暗色系の着色樹脂という透光性の部材によって構成している関係上、コンバイナ５のアイポイントＩ側に位置する内周面に、車高方向を偏光方向とする偏光板５ｂをコーティングすると共に、表示デバイス３の偏光板３ａと偏光方向が一致する、車幅方向を偏光方向とする偏光板７ｄを、光路変更部材７のダッシュボード１の開口１ｃ側に向けた一方の側面にコーティングした。
【００７７】
このため、表示デバイス３の表示面である偏光板３ａにより車幅方向に偏光された反転表示画像の像光が、光路変更部材７の偏光板７ｄを透過してコンバイナ５の内周面に達し、アイポイントＩ側に反射されるのを妨げず、その上で、車両の外部から入射してコンバイナ５の偏光板５ｂを透過し車高方向に偏光された外光が、表示デバイス３の表示面である偏光板３ａに達するのを、光路変更部材７の偏光板７ｄにより阻止して、表示デバイス３が外光の照射により加熱されるのを防止することができる。
【００７８】
さらに、本実施形態の車両用表示装置では、光路変更部材７の偏光板７ｄの上からＡＲフィルム７ｅを重ねてコーティングしたので、車両の外部から入射してコンバイナ５の偏光板５ｂを透過した外光が最初に照射される、光路変更部材７の表面たるＡＲフィルム７ｅにおいて、コンバイナ５の内周面に向けて反射されて、アイポイントＩに向けて反射されてしまうのを防ぐことができる。
【００７９】
しかも、ＡＲフィルム７ｅと偏光板７ｄとの間にＡＧフィルム７ｆを介在させたので、偏光板７ｄやプリズム７ａの一面において反射されるよりも前に、ＡＲフィルム７ｅを透過した外光をこのＡＧフィルム７ｆによって拡散反射させて、反射された外光がコンバイナ５の内周面の特定領域に集中しないようにし、その結果、コンバイナ５の内周面によって反射されてアイポイントＩに向かう外光の光量が高くならないようにして、防眩効果を得ることができる。
【００８０】
尚、本発明は、コンバイナ５をダッシュボード１の凹部１ｂから、その深さに応じた高さで立設することで、アイポイントＩからの車両外部の前方視界を妨げないようにコンバイナ５を構成できる限り、スモーク処理や偏光板のコーティングによる外光の減光加工を行わない透明なコンバイナを用いる車両用表示装置についても、適用可能である。
【００８１】
また、ＡＲフィルム７ｅとＡＧフィルム７ｆとのうちいずれか一方は省略してもよく、そうするか否かとは無関係に、光路変更部材７の一方の側面に、手垢等の油分の付着による反射効率上昇を防ぐために、撥水処理加工を反射抑制加工の一環として施してもよい。
【００８２】
さらに、アイポイントＩから直接視認可能なウォーニング表示デバイス１５を設けるか否かや、アナログメータユニット９を単数又は３つ以上とするか否かについても、任意である。
【００８３】
また、コンバイナ５はその車幅方向全体が正円弧状に湾曲していなくてもよく、光路変更部材７による画像の歪み作用の付与は、コンバイナ５の反転表示画像が照射される領域の形状及びその形状に応じて発生する歪み作用との関係で、適宜内容を変更し、或は、省略することができる。
【００８４】
さらに、構成上支障がないのであれば光路変更部材７を省略してもよく、その場合、偏光板７ｄは、単独の板状部材として表示デバイス３とコンバイナ５との間に配設してもよく、或は、これらの間に塵埃進入防止用に設けることのできる透光性の保護カバーにコーティングして設けるようにしてもよい。
【００８５】
さらに、ウォーニング表示ユニット１３による発光表示像Ｐのコンバイナ５を透過させた実像のアイポイントＩからの視認を伴わないように構成する場合には、コンバイナ５を遮光性の部材によって構成してもよい。
【００８６】
また、その場合には、表示デバイス３を、本実施形態で説明したバックライト付きの液晶ディスプレイのような、表示画像の像光が偏光作用を受けるものに限らず、例えば、ＦＥ（フィールドエミッション）ディスプレイや蛍光表示管、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等の自発光デバイスで構成してもよい。
【００８７】
さらに、その場合には、コンバイナ５の偏光板５ｂや光路変更部材７の偏光板７ｄ、加えて、偏光板７ｄの上から重ねてコーティングしたＡＲフィルム７ｅやＡＧフィルム７ｆも省略してよく、或は、光路変更部材７の一面に施した撥水処理加工も省略してよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の車両用表示装置によれば、車両の内部の発光表示源に表示された表示画像の像光を前記車両の運転者のアイポイントに向けて反射させるコンバイナ上に、前記アイポイントから視認可能な前記表示画像の虚像を表示させる車両用表示装置において、前記コンバイナと前記アイポイントとの間であって、前記コンバイナによって前記アイポイントに向けて反射させた前記発光表示源からの前記表示画像の像光の光路上から外れた箇所に、前記車両の状態を実像表示する計器が配設されており、前記コンバイナが、前記アイポイントから視認される前記コンバイナの輪郭が、前記表示画像の像光の照射により前記アイポイントから視認される該表示画像の虚像と前記計器の実像とをほぼ囲繞する外形によって形成されている構成とした。
【００８９】
このため、発光表示源の表示画像の虚像と計器の実像とがコンバイナの輪郭によって、アイポイントから単一の計器ユニットによるコンビネーション表示として視認されるようにして、発光表示源による表示と計器による表示とが個別に行われる車両用表示装置において、これらの視覚的一体感の演出とコンバイナの存在が与える視覚上の違和感の緩和とを、コンバイナ自身によって達成し、かつ、遮光用のフードの必要性をなくして、ダッシュボードの大型化や構造の複雑化を避けつつ計器の実像と表示画像の虚像との間に一体感のある表示を実現することができる。
【００９０】
また、請求項２に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１に記載した本発明の車両用表示装置において、前記計器が前記車両の車幅方向に間隔を置いて複数設けられており、前記コンバイナが、隣り合う２つの前記計器の間に位置するコンバイナ部分において前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されている構成とした。
【００９１】
このため、請求項１に記載した本発明の車両用表示装置において、アイポイントから視認されるコンバイナ上の表示画像の虚像と計器の実像とが、車両の車幅方向において並んで配置されるようにして、表示画像の虚像を視認させるコンバイナ上の領域を計器の上方や下方に配置せずに済むようにして、例えば計器の上方に表示画像の虚像の視認領域を配置するために、車両の車高方向におけるコンバイナの寸法を、コンバイナ上での車高方向における表示画像の照射寸法に対して必要以上に大きくしたり、計器の下方に表示画像の虚像の視認領域を配置するために、車両の車高方向におけるダッシュボードの凹部の深さを、コンバイナ上での車高方向における表示画像の照射寸法に対して必要以上に大きくしなくても、アイポイントから視認される発光表示源の表示画像の虚像及び計器の実像が、アイポイントからの車両の前方視界の外に位置するようにし、これにより、車両の前方視界とオーバーラップしてこれを狭めることがないように、コンバイナや計器をアイポイントからの車両の前方視界の外に容易に位置させることができる。
【００９２】
さらに、請求項３に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の車両用表示装置において、前記コンバイナよりも前記アイポイント側に前記車両のステアリングホイールが配置されており、前記コンバイナが、該コンバイナと前記ステアリングホイールとの前記アイポイントからの前後位置差による視差に応じて曲率の相違する正円弧状の上縁を有する外形で形成されているものとした。
【００９３】
このため、請求項１又は２に記載した本発明の車両用表示装置において、コンバイナの輪郭がステアリングのホイール部分に隠されて、アイポイントから視認できないようにして、コンバイナの存在が与える視覚上の違和感をステアリングのホイール部分の存在によって緩和することができる。
【００９４】
また、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の車両用表示装置において、前記コンバイナが光の透過を可能とする部材によって形成されており、前記コンバイナを挟んで前記アイポイント側とは反対側の、前記車両の前後方向における前記コンバイナの前方に、前記計器とは別に前記車両の状態を示す第２表示画像を発光表示する第２発光表示源が配置されており、該第２発光表示源が、前記第２表示画像の像光が前記コンバイナの所定領域を透過し前記計器により遮られずに前記アイポイントに到達するように、前記第２表示画像を表示するように構成されており、前記コンバイナが、該コンバイナの前記所定領域を除く領域において、前記発光表示源からの前記表示画像の像光を前記アイポイントに向けて反射させるように配置されているものとした。
【００９５】
このため、請求項１、２又は３に記載した本発明の車両用表示装置において、コンバイナ越しにアイポイントから視認される第２表示画像の実像を、アイポイントから直接視認される計器の実像やコンバイナ上で視認される発光表示源により表示された表示画像の虚像と重ならないように配置して、
計器の実像と表示画像の虚像との一体感に加えて、これらと第２表示画像の実像との一体感もある表示を実現することができる。
【００９６】
さらに、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置において、前記発光表示源による前記表示画像の発光表示が、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向による光を用いて行われ、前記コンバイナに、前記一方の偏光方向による光成分を遮断する第１偏光板が設けられており、前記発光表示源と前記コンバイナとの間には、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分を遮断する第２偏光板が配置されているものとした。
【００９７】
このため、請求項４に記載した本発明の車両用表示装置において、コンバイナに設けられた第１偏光板による、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一方の偏光方向の光成分の遮断と、それよりも発光表示源側に設けられた第２偏光板による、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向の光成分の遮断とにより、車両の外部から内部に入射する外光を発光表示源に到達する前に遮断して、コンバイナ上で視認される表示画像の虚像とその周辺部分とのコントラスト差がなくなるウォッシュアウトの発生を防止することができる。
【００９８】
また、請求項６に記載した本発明の車両用表示装置によれば、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置において、前記第２偏光板の前記コンバイナに臨む表面に、該表面に照射される光の前記コンバイナ側への反射を少なくとも抑制する反射抑制加工が施されているものとした。
【００９９】
このため、請求項５に記載した本発明の車両用表示装置において、車両の外部から内部に入射した外光が、コンバイナに設けられた第１偏光板の透過によりＰ偏光及びＳ偏光のうちいずれか他方の偏光方向による光成分となって、コンバイナと発光表示源との間に配置された第２偏光板に達しても、第２偏光板に達した光の偏光方向が第２偏光板による偏光方向と異なることによる反射率の低下に起因する反射の抑制効果以上に、第２偏光板の表面に施された反射抑制加工によってコンバイナ側への光の反射を抑制し、これにより、コンバイナによってアイポイント側に向けて反射されてしまう光の量を少なくとも減少させて、アイポイントにおける防眩効果をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用表示装置の原理的な概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の車両用表示装置の拡大斜視図である。
【図３】図１の車両用表示装置の正面図である。
【図４】図１の表示デバイスに表示される反転表示画像の一例を示す説明図である。
【図５】図１のコンバイナによって画像に及ぼされる歪み作用の説明図である。
【図６】図１の光路変更部材の断面図である。
【図７】図１の光路変更部材の斜視図である。
【図８】図１の光路変更部材によって画像に及ぼされる歪み作用の説明図である。
【図９】図１の光路変更部材及びコンバイナによる歪み作用の相殺の結果アイポイントから視認される正転画像の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ダッシュボード
１ａ  ダッシュボード上面
１ｂ  凹部
１ｃ  開口
３  表示デバイス（発光表示源）
５  コンバイナ
５ａ  コンバイナ上縁
５ｂ  偏光板（第１偏光板）
７ｄ  偏光板（第２偏光板）
７ｅ  アンチリフレクションフィルム（反射抑制加工）
７ｆ  アンチグレアフィルム（反射抑制加工）
９  アナログメータユニット（計器）
１１  ステアリングホイール
１３  ウォーニング表示ユニット（第２発光表示源）
Ｉ  アイポイント
Ｓ  虚像
Ｔ  所定領域
【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】
0004414612.tif 000008
【図８】
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【図９】
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