(57)【要約】【課題】  簡素な構造でメータディスプレイでの表示とヘッドアップディスプレイでの表示が可能な車載表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  画像を含んだ表示光ＬＤを出力する表示デバイス４と、表示デバイス４の表示光ＬＤが投影されるスクリーン６とを有する車載表示装置１であって、スクリーンは２つの第１スクリーン６と第２スクリーン７とからなり、表示デバイス４は第１スクリーン６用の表示光ＬＤと第２スクリーン７用の照明光ＬＬを出力し、表示光ＬＤが第１スクリーン６で結像し、照明光ＬＬが第２スクリーン７を透過照明するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を含んだ表示光を出力する表示デバイスと、前記表示デバイスの前記表示光が投影されるスクリーンとを有する車載表示装置であって、前記スクリーンは第１スクリーンと第２スクリーンとからなり、前記表示デバイスは前記第１スクリーン用の前記表示光と前記第２スクリーン用の照明光を出力し、前記表示光が前記第１スクリーンで結像し、前記照明光が前記第２スクリーンを透過照明することを特徴とする車載表示装置。
【請求項２】
前記第２スクリーンを反射した表示として間接視認する透光性板状部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項３】
前記第１スクリーンと前記第２スクリーンとを異なる角度で配置したことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項４】
前記第２スクリーンにレンズ層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項５】
前記第２スクリーンに視野角制御層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項６】
前記第２スクリーンに着色層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項７】
前記第２スクリーンに透過部と不透過部とからなる意匠を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項８】
前記第１スクリーンおよび／または第２スクリーンを非平面としたことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項９】
前記第２スクリーンへの前記照明光の照射領域を選択的に行うことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項１０】
前記第２スクリーンへの前記照明光の色を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項１１】
前記第２スクリーンへの前記照明光の点滅の周期を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に搭載される車載表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載表示装置は、運転に必要な各種情報を車両のフロントガラスやコンバイナ等の投影部材に表示したいわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を、車両のインストルメントパネルに設けたメータディスプレイと併設した車載表示装置が提案されている。例えば、特許文献１参照。この車載表示装置は、一つの表示素子を有し、前記表示素子の表示面における一部（一方）の表示エリア内の表示情報を前記メータディスプレイ内に表示し、前記一部の表示エリアとは異なる他の表示エリア内の表示情報を前記ヘッドアップディスプレイ内に表示するように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車載表示装置は、一つの表示素子からの投影光を光学的に分割するために、光分割デバイスや光学レンズやミラーなどを用いた複雑な構造をしており、搭載体積、重量、組立性、コストなど、様々な問題を抱えており、簡素な構造での実現が望まれている。
【０００５】
また、別の観点では、ヘッドアップディスプレイの表示は、抽象化して判読負荷を低減することが重要である。このような理由から、高精細で表現自由度の高いヘッドアップディスプレイだけでなく、簡易的な表示内容のヘッドアップディスプレイのニーズも高い。
【０００６】
そこで、本発明は、前述の問題点などを鑑みてなされたもので、簡素な構造でメータディスプレイでの表示と、ヘッドアップディスプレイでの表示が可能な車載表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車載表示装置は、画像を含んだ表示光を出力する表示デバイスと、前記表示デバイスの前記表示光が投影されるスクリーンとを有する車載表示装置であって、前記スクリーンは第１スクリーンと第２スクリーンとからなり、前記表示デバイスは前記第１スクリーン用の前記表示光と前記第２スクリーン用の照明光を出力し、前記表示光が前記第１スクリーンで結像し、前記照明光が前記第２スクリーンを透過照明するものである。
【０００８】
また、前記第２スクリーンを反射した表示として間接視認する透光性板状部材を設けたものである。
【０００９】
また、前記第１スクリーンと前記第２スクリーンとを異なる角度で配置したものである。
【００１０】
また、前記第２スクリーンにレンズ層を設けたものである。
【００１１】
また、前記第２スクリーンに視野角制御層を設けたものである。
【００１２】
また、前記第２スクリーンに着色層を設けたものである。
【００１３】
また、前記第２スクリーンに透過部と不透過部とからなる意匠を設けたものである。
【００１４】
また、前記第１スクリーンおよび／または第２スクリーンを非平面としたものである。
【００１５】
また、前記第２スクリーンへの前記照明光の照射領域を選択的に行うものである。
【００１６】
また、前記第２スクリーンへの前記照明光の色を変更するものである。
【００１７】
また、前記第２スクリーンへの前記照明光の点滅の周期を変更するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、簡素な構造でメータディスプレイでの表示とヘッドアップディスプレイでの表示が可能な車載表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態を示す配置図。
【図２】同実施形態のブロック図。
【図３】同実施形態の第２スクリーンの断面図。
【図４】同実施形態のコックピット内での表示状態を示す図。
【図５】同実施形態のコックピット内での表示状態を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態を示す配置図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を用いて本発明の第１実施形態を説明する。
【００２１】
本発明の車載表示装置１は、表示デバイス４と、投射光学系５と、第１スクリーン６と、第２スクリーン７と、から、主に構成されている。
【００２２】
なお、２ａ〜２ｄは、車両に搭載される車載機器であり、例えば、車載機器２ａは、車両を制御する制御装置であり、車載機器２ｂは、ナビゲーションであり、車載機器２ｃは、速度センサであり、車載機器２ｄは、車両周囲の物体を検知する（物体検知センサ）である。車載機器２ａは、車載機器２ｂ〜２ｃからの情報を受けるものである。
【００２３】
３は、表示出力処理手段であり、車載機器２ａからの情報を画像データとして表示デバイス４へ出力するものである。また、表示出力処理手段３は、画像データ補正部３ａを有し、第１スクリーン６や第２スクリーン７での表示に生ずる表示歪みを補正した画像データを作成することもできる。
【００２４】
車載表示装置１は、車載機器２ｂ〜２ｄからの情報を基にユーザ（本実施形態では、車両の運転者）に対して第１スクリーン６と第２スクリーン７を介して表示を行うものである。
【００２５】
表示デバイス４は、画像を含んだ表示光ＬＤと照明光ＬＬを出力するものであり、表示出力処理手段３で生成した画像データを図示しない光源からの光を用いて出力するものである。表示デバイス４の構成としては、液晶表示素子などの画像を生成する透過型の表示素子を、図示しない光源からの光で透過し、表示光ＬＤを出力するものや、多数の可動式の微小な鏡を平面に配列した反射型の表示素子に、図示しない光源からの光を反射させて、表示光ＬＤを出力するものなどである。
【００２６】
投射光学系５は、投射レンズ５ａと自由曲面ミラー５ｂとから構成されている。投射レンズ５ａは、ガラスや樹脂などから形成された複数のレンズからなる。
【００２７】
自由曲面ミラー５ｂは、本実施形態では、凸面ミラーであり、基材を樹脂で形成し、その反射面にアルミニウムの表面処理を施したものである。
【００２８】
投射レンズ５ａと自由曲面ミラー５ｂとを組み合せることで、表示デバイス４の各光ＬＤ、ＬＬを、第１スクリーン６で拡大し結像させるものであり、第２スクリーン７に光を投射することができる。
【００２９】
第１スクリーン６は、車載表示装置１のメータディスプレイの表示を行う部材であり、その断面形状が凹面であり、投射光学系５を通過した表示デバイス４からの表示光ＬＤを投射する反射型のスクリーンである。その構成は、透光性の樹脂基材、着色層、拡散層、レンズ層、反射層などからなる。第１スクリーン６で、表示デバイス４の表示光ＬＤが結像し、前記ユーザが結像した表示を視認することができる。なお、図１中のＬＤＨは、前記ユーザのアイポイント１１が視認する表示光ＬＤの表示の上端を示すものであり、ＬＤＬは、表示光ＬＤの表示の下端を示すものである。
【００３０】
第２スクリーン７は、車載表示装置１のヘッドアップディスプレイの表示を行う部材であり、図３に示すように、拡散層７ａと、視野角制御層７ｂと、レンズ層７ｃと、意匠層７ｄとからなる意匠板であり、投射光学系５からの照明光ＬＬによって透過照明される透過型のスクリーンであって、透光性板状部材８へ透過した光（透過光）ＬＴを照射するものである。本実施形態では、第２スクリーン７に設けた意匠は、「注意」という文字からなる意匠である表示シンボル１７ａ、１７ｂを第２スクリーン７の左右に設けてある。
【００３１】
拡散層７ａは、入射した照明光ＬＬを拡散し、均一な発光をさせる働きがある。拡散層７ａは、透光性の微小ビーズを含有した透光性のシートや、透光性のシートの表面に微小な凹凸を施したものなどがある。また、この拡散層７ａの内部、または入射面側または出射面側に着色層を設けることで、外光１２が、照射されても車載表示装置１内への入射が減衰され、第１スクリーン６、第２スクリーン７共に、高いコントラストの表示を提供することができる。
【００３２】
視野角制御層７ｂは、外光１２の射し込みを低減する働きと、照明光ＬＬの不必要な方向への出射を抑制し、透過光ＬＴの出射方向を制御する働きがある。構造は、例えば、透光性の樹脂シート内に、光吸収性（例えば黒色）の樹脂が、ルーバー（羽板）状に形成されたものである。視野角制御層７ｂがあることで、外光１２が、照射されても車載表示装置１内への入射が制限され、第１スクリーン６、第２スクリーン７共に、高いコントラストの表示を提供することができる。
【００３３】
レンズ層７ｃは、斜めに入射した照明光ＬＬが透光性板状部材８でアイポイント１１方向へ効率よく反射するように投射光の進行方向を変える働きがある。透光性の樹脂で連続的に入射面と反射面が形成された鋸歯状の断面をしている。このレンズ層７ｃがあることで、透光性板状部材８で効率よく透過光ＬＴが反射するため高輝度な表示を提供することができる。
【００３４】
意匠層７ｄは、第２スクリーン７の意匠を形成する層であり、透過部７ｄ１と不透過部７ｄ２とで形成されており、投射光学系５からの照明光ＬＬによって透過照明される。この意匠層７ｄは、透光性の基材に不透過部７ｄ２には、例えば黒色の印刷が施され、透過部７ｄ１には、例えば投射光を均一にするために白色の印刷が施される。この意匠層７ｄがあることで、第２スクリーン７では、焦点の合わない照明光ＬＬであっても、照明光ＬＬとして利用することができ、第２スクリーン７によって、輪郭がシャープな意匠の表示を行うことができる。
【００３５】
第２スクリーン７を透過した透過光ＬＴは、透光性板状部材８で反射し、ユーザのアイポイント１１へ向かう。
【００３６】
第１スクリーン６と第２スクリーン７は、異なる角度で配置されているため、簡素な構造でメータディスプレイを構成する第１スクリーン６とヘッドアップディスプレイを構成する第２スクリーン７にて表示を行うことができる。
【００３７】
第１スクリーン６は、凹面形状に限らず、円筒面や球面、段差面などを有した立体面とすることで、第１スクリーン６では、液晶パネルを始めとしたフラットパネルディスプレイでは表現できない斬新な見栄えを提供することができる。
【００３８】
第２スクリーン７は、平板状に限らず、円筒面や球面、段差面などを有した立体面とすることで、第２スクリーン７では、透光性板状部材８で反射される表示が、立体的な浮遊表示となり、これまでにない斬新な見栄えの表示を提供することができる。
【００３９】
透光性板状部材８は、第２スクリーン７からの透過光ＬＴをユーザのアイポイント１１方向に反射するものであり、第２スクリーン７を反射した表示として間接視認するものである。この透光性板状部材８は、ウインドシールド（フロントガラス）であってもよいし、別途、ウインドシールドに設けたコンバイナと呼ばれる専用の透過性の反射フィルムであってもよい。
【００４０】
次に、図４、５を用いて、車載表示装置１の表示例を示す。
【００４１】
ユーザは、アイポイント１１からステアリングホイール１４の内側および外側で、第１スクリーン６で結像する表示領域１５を視認する。表示領域１５の表示は、表示デバイス４から出た表示光ＬＤは、投射光学系５の投射レンズ５ａを透過し、自由曲面ミラー５ｂで反射し、第１スクリーン６で結像し、視認されるものである。
【００４２】
また、透光性板状部材８であるウインドシールド上に第２スクリーン７の透過光ＬＴが反射した表示領域１６を視認する。表示領域１６の表示は、表示デバイス４から出た照明光ＬＬが、投射光学系５の投射レンズ５ａを透過し、自由曲面ミラー５ｂで反射し、第２スクリーン７を透過した透過光ＬＴが、透光性板状部材８でアイポイント１１方向に反射し、視認されるものである。
【００４３】
図４では、例えば、車載機器（物体検知センサ）２ｄで、自車の進行方向を基準として、左の方角に物体を検知し、車載機器２ａの制御装置が危険状態であると判断した場合、ヘッドアップディスプレイが、「注意」と文字からなる意匠である表示シンボル１７ａを表示する。この表示シンボル１７ａの位置は、表示領域１６の左側であることを示している。
【００４４】
図５では、例えば、車載機器（物体検知センサ）２ｄで、自車の進行方向を基準として、右の方角に物体を検知し、車載機器２ａの制御装置が危険状態であると判断した場合、ヘッドアップディスプレイが、「注意」と文字からなる意匠である表示シンボル１７ｂを表示する。この表示シンボル１７ｂの位置は、表示領域１６の右側であることを示している。
【００４５】
表示シンボル１７ａと表示シンボル１７ｂとの切り換えは、表示デバイス４が、第２スクリーン７への照明光ＬＬの照射領域を選択的に行うことで実現することができる。
【００４６】
さらに、物体との距離などの情報に基づいて、表示デバイス４が、表示シンボル１７ａ、１７ｂの照明光ＬＬの色や点滅の周期を変えることで、危険状態の違いに対応した表示を提供することができる。
【００４７】
以上のような構成とすることで、簡素な構造でメータディスプレイでの表示とヘッドアップディスプレイでの表示が可能な車載表示装置を提供できる。
【００４８】
また、第２スクリーン７によるヘッドアップディスプレイの表示は、シャープで高輝度に提供することができる。
【００４９】
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態の車載表示装置２１を説明する。なお、第１実施形態と同一及び相当箇所には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
本実施形態と第１実施形態と主な違いは、第１スクリーンと第２スクリーンとの位置関係である。第１実施形態では、第２スクリーン７は、第１スクリーン６に対してアイポイント１１側に位置していたが、本実施形態では、第１スクリーン２６が、第２スクリーン２７に対してアイポイント１１側に位置している。なお、本実施形態の第１スクリーン２６は、平面の反射型スクリーンである。
【００５１】
また、本実施形態では、投射光学系５についても、投射レンズ５ａ、自由曲面ミラー５ｂに加えて、平面鏡２５ｃ、２５ｄを備えている点が、第１実施形態と異なる。なお、平面鏡２５ｄは、その反射面の断面形状が、長辺と短辺とを組み合わせたものを複数形成した鋸歯状である。このように形成したことによって、平面鏡２５ｄの車載表示装置２１の奥行き側への傾きを抑えることができ、平面鏡２５ｄの奥行き側への突出量を抑制することができ、車載表示装置２１の小型化を図ることができる。
【００５２】
本実施形態の第１スクリーン２６への表示光ＬＤは、表示デバイス４から出て、投射光学系５の投射レンズ５ａを透過し、自由曲面ミラー５ｂと平面鏡２５ｃとで反射し、第１スクリーン２６に達し、表示光ＬＤは、第１スクリーン２６で結像し、視認されるものである。
【００５３】
また、第２スクリーン２７への照明光ＬＬは、表示デバイス４から出て、投射光学系５の投射レンズ５ａを透過し、自由曲面ミラー５ｂ、平面鏡２５ｃ及び平面鏡２５ｄで反射し、第２スクリーン２７を透過し、第２スクリーン２７を透過した透過光ＬＴが、透光性板状部材８でアイポイント１１方向に反射し、視認されるものである。
【００５４】
以上のような構成とすることで、簡素な構造でメータディスプレイでの表示とヘッドアップディスプレイでの表示が可能な車載表示装置を提供できる。
【００５５】
また、第２スクリーン７によるヘッドアップディスプレイの表示は、シャープで高輝度に提供することができる。
【００５６】
以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。前記各実施形態においては、第２スクリーンは、意匠を施した意匠板であったが、例えば、透過照明可能な表示素子、例えば、液晶表示素子などを第２スクリーンに採用しても良い。あるいは、意匠などを設けていない透光性の部材、例えば、乳白色の半透過部材であっても良い。この半透過部材においては、表示デバイス４から異なる色の照明光ＬＬを照射することで、警告灯と同様の作用効果を得ることができる。また、照明光ＬＬが、点滅することでも、警告灯と同様の作用効果をえることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、自動車などの車両に搭載される車載表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１      車載表示装置
２ａ    車載機器（制御装置）
２ｂ    車載機器（ナビゲーション）
２ｃ    車載機器（速度センサ）
２ｄ    車載機器（物体検知センサ）
３      表示出力処理手段
３ａ    画像データ補正部
４      表示デバイス
５      投射光学系
５ａ    投射レンズ
５ｂ    自由曲面ミラー
６、２６      第１スクリーン
７、２７      第２スクリーン
７ａ    拡散層
７ｂ    視野角制御層
７ｃ    レンズ層
７ｄ    意匠層
８      透光性板状部材
１１      アイポイント
１２      外光
１４      ステアリングホイール
１５      メータディスプレイの表示領域
１６      ヘッドアップディスプレイの表示領域
１７ａ    表示シンボル
１７ｂ    表示シンボル
ＬＤ      表示光
ＬＬ      照明光
ＬＴ      透過光
【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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