JP4754776B2 - 虚像式メータ - Google Patents

Description

本発明は、虚像表示器にて表示された情報を筐体内面に取り付けられたミラーにて反射させてアイレンジ側から視認できるようにした虚像式メータに関し、特に、実像表示器を併用した虚像式メータに関する。

近年、乗用車等の車両には、ドライバ等からの視認性を向上させるために、いわゆる、虚像式メータが用いられることがある。この虚像式メータでは、通常、虚像表示器からの情報を所定のミラーで反射させて、この反射された情報をドライバ等のアイレンジに向けて出射するようにしている。これにより、虚像表示器からアイレンジまでの距離をできるだけ長くして、ウインドウシールドを通した前方視界との差を縮めて、ドライバ等から上記情報の視認性を向上させている。このような虚像式メータは、例えば、下記特許文献１等でも知られている。

更に、近年、虚像表示器に加えて、実像表示器も併用した虚像式メータも提案されている。このような実像表示器を備えた虚像式メータでは、虚像表示器から発せられミラーの反射により形成された虚像情報と、ミラーの反射によらない実像表示器から発せられた実像情報と、が合成された車両に関する情報が、ドライバ等のアイレンジから視認される。
特開２００１−１０５９２８号公報

ところが、実際的には、ドライバ等のアイレンジは、同一ドライバであっても、上下左右、特に、左右に所定範囲で変動する可能性がある。アイレンジから実像情報までの距離は比較的短く、アイレンジから虚像情報までの距離は比較的長いので、この距離差により、特定のアイレンジからは、実像情報と虚像情報とが重なって視認されることもあり得る。例えば、真正面からは実像情報と虚像情報とが重なりなく視認されるが、ドライバ等が左に寄った場合には、両者が重なって視認されることもあり得る。

この重なりを避けるためには、実像表示器を虚像情報をみるためのアイレンジの外に配置する必要があるが、単純にこの配置にしても、虚像情報幅と実像情報幅との和である総表示幅がいたずらに増大して、この結果、このメータの占有スペースが増大してしまう。

また、実像表示器に着目しても、光源収容部の内壁面は全て同等の傾斜角で形成されているので、通常、虚像式メータを見下ろす感じのドライバ等のアイレンジからは、実像表示器の表示面に照明ムラが発生しているように視認されることもあった。このように、実像表示器を併用した虚像式メータにおいては、両表示器を単純に組み合わせても、実用上、解決すべき問題が未だ残っていた。

よって本発明は、上記問題を解決し、スペース効率及び視認性に秀れ、より多くの有用な情報を表示できる車両用メータを提供することを課題としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の虚像式メータは、基板と、車両に関する所定の虚像情報を発光表示する、前記基板の前面に設けられた虚像表示器と、前記基板を収容する長方形かつ浅皿状のバックユニットと、車両に関する所定の実像情報を発光表示する一対の実像表示器と、前記虚像表示器から発せられた前記虚像情報をドライバ側に反射させるとともに前記実像情報をドライバ側に直接的に透過させるハーフミラーと、前記ハーフミラーが固定されているとともに、ドライバに対向する側が開口した三角柱状のフロントユニットと、を備えた虚像式メータであって、前記フロントユニットの下面側には、前記虚像表示器によって発光表示された前記虚像情報を通過させる開口部が設けられているとともに、該フロントユニットの上面側の両端近傍には、前記一対の実像表示器の表示面の形状にそれぞれ対応した一対の開口部が設けられ、そして、前記虚像表示器によって表示された前記虚像情報の両側において前記実像情報を表示させるように、前記一対の実像表示器が、それぞれ、前記ハーフミラーの裏面側においてかつ該ハーフミラーから離間して、前記フロントユニットの前記一対の開口部に取り付けられている、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、本虚像式メータは、虚像情報をハーフミラーで反射させてアイレンジ側に提供する虚像表示器と、実像情報を直接的にハーフミラーを透過させてアイレンジ側に提供する、ハーフミラーの裏面側に配置された実像表示器と、を備える。実像表示器をハーフミラーの裏面側に配置することにより、実像表示器をハーフミラーの表面側に配置した場合と比較して、虚像情報幅と実像情報幅との和である総表示幅を縮小することができる（図５（Ａ）参照）。

更に、実像表示器が、最左端のアイレンジから最右端のアイレンジまでの範囲で、前記実像情報を前記虚像情報の両側において視認できるように、前記ハーフミラーから所定距離だけ離間した位置に、配置されているので、前記アイレンジのいずれからも、虚像情報と実像情報とが前記ハーフミラーの長手方向において重なって表示されることがなく、より多くの有用な情報を表示することができ、かつ、視認性のよい車両用メータが得られる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の虚像式メータは、請求項１記載の虚像式メータにおいて、前記実像表示器は、前記実像情報として必要時のみ表示される車両のワーニングに関する情報を表示し、前記虚像表示器は、虚像情報として常時表示される車両の計測値に関する情報を表示する、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、必要時のみ表示されるワーニングに関する情報は実像情報として表示され、常時表示される計測値に関する情報は虚像情報として表示される。したがって、虚像式メータのもつ視認性に関する長所を全面的に享受できるうえに、必要時のみ表示される実像情報により、より多くの有用な情報を提供できる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の虚像式メータは、請求項１または２記載の虚像式メータにおいて、前記実像表示器の光源収容部は、底面部から開口部に向かって徐々に広がるように傾斜した内壁面と、前記開口部に覆設されて前記実像情報を示す意匠が形成された意匠シートと、を有し、前記内壁面は、この内壁面を全て同等の傾斜角で形成した場合と比較して、前記意匠をより均等な輝度で発光表示させるように、場所によって異なる傾斜角を有するように形成されている、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、光源収容部の内壁面は、この内壁面を全て同等の傾斜角で形成した場合と比較して、意匠シート上の意匠をより均等な輝度で発光表示させるように、場所によって異なる傾斜角を有するように形成されているので、ドライバのアイレンジを考慮しつつ意匠シートの照明ムラを軽減させることができ、実像情報の視認性をより向上させることができる。

請求項１記載の発明によれば、本虚像式メータは、虚像情報をハーフミラーで反射させてアイレンジ側に提供する虚像表示器と、実像情報を直接的にハーフミラーを透過させてアイレンジ側に提供する、ハーフミラーの裏面側に配置された実像表示器と、を備える。実像表示器をハーフミラーの裏面側に配置することにより、実像表示器をハーフミラーの表面側に配置した場合と比較して、虚像情報幅と実像情報幅との和である総表示幅を縮小することができ、スペース効率も向上させることができる（図５（Ａ）参照）。

更に、請求項１記載の発明によれば、実像表示器がハーフミラーから所定距離だけ離間して配置されているので、予め予想されるアイレンジの範囲内で、虚像情報と実像情報とがハーフミラーの長手方向に重なって視認されないように、虚像情報と実像情報とを表示させることができ、より多くの有用な情報を表示できる視認性のよい車両用メータが得られる。

また、請求項１記載の発明によれば、実像表示器は、ハーフミラーから所定距離だけ離間し、実像情報がアイレンジから虚像情報の両側において視認されるように配置されている。したがって、より多くの有用な情報を提供可能になるうえに、総表示幅をより縮小することができ、スペース効率をより向上させることができる（図５（Ｂ）参照）。

請求項２記載の発明によれば、必要時のみ表示されるワーニングに関する情報は実像情報として表示され、常時表示される計測値に関する情報は虚像情報として表示される。したがって、常時表示される情報に関しては、虚像式メータのもつ視認性に関する長所を全面的に享受できるうえに、必要時のみ表示される実像情報により、より多くの有用な情報を提供できる。

請求項３記載の発明によれば、光源収容部の内壁面は、この内壁面を全て同等の傾斜角で形成した場合と比較して、意匠シート上の意匠をより均等な輝度で発光表示させるように、場所によって異なる傾斜角を有するように形成されているので、実像情報の視認性がより向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図３を用いて、本発明に係る虚像式メータの全体構造等について説明すると、図１は、本発明の虚像式メータによる情報表示例を示す図である。図２は、本発明の虚像式メータの一例を示す分解斜視図である。図３は、図２の虚像式メータの断面図である。

図１に示すように、本虚像式メータは、運転席に着座したドライバ等のアイレンジからは、図１に示すように、そのハーフミラー１０を介して、実像情報１１ａ及び虚像情報３ａが合成された、車両に関する情報が視認される。ここでは、各種ワーニングや方向指示が実像情報１１ａとして表示され、スピードメータ、オドメータ、フューエルメータ、Ａ／Ｔポジションメータ等の各種計測値が虚像情報３ａとして表示されるものとする。これらの割り当て方は、必ずしもこの例に限定されるものではない。

実像情報１１ａは、ハーフミラー１０の裏面に配置された実像用表示器からの情報を示す表示光が、ハーフミラー１０をアイレンジ側に透過させたものである。一方、虚像情報３ａは、ハーフミラー１０の下方前面に配置される虚像表示器からの情報を示す表示光が、ミラーで反射した後にハーフミラー１０でアイレンジ側に反射したものである。

図２及び図３に示すように、本虚像式メータは、バックユニット１、基板２、虚像表示器３、反射部ユニット４、全反射ミラー５、ミラーホルダー６、ホルダーユニット７、表ガラス８、フロントユニット９、ハーフミラー１０及び一対の実像表示器１１を含むユニット部品から構成されており、これらが組み合わされて本虚像式メータが構成されている。

本虚像式メータは、バックユニット１、反射部ユニット４、ホルダーユニット７及びフロントユニット９から構成される筐体ユニット部材が組み合わされて外形が構成され、車両のフロント部のインストルメントパネルＩに埋設されている。各ユニットは、例えば、黒色の樹脂製であり、ネジ等で互いに固定されている。

バックユニット１は、長方形の浅皿状であり、基板２を収容するように構成されている。反射部ユニット４は、ミラーホルダー６が装着される傾斜面４１を有する。また、反射部ユニット４の側面には、インストルメントパネルＩに取り付けるための複数の取付片４２が設けられ、片方の側面には、関連する電子部品を収容するサイドユニット４３が取り付けられる。ホルダーユニット７は、傾斜面４１に装着されたミラーホルダー６を上側に取り付けられる。ホルダーユニット７の内側面には、虚像表示器３から発せられる光の反射を抑制するための、複数のリブ７１が設けられている。これら反射部ユニット４及びホルダーユニット７は、本虚像式メータの中央部を構成するユニットである。

フロントユニット９は、ドライバ等のアイレンジに対向する側が開口した三角柱状をしている。フロントユニット９の下面側には表ガラス８の形状に対応した開口部９１が形成され、上面側には２つの実像表示器１１の表示面の形状にそれぞれ対応した２つの開口部９２が形成されている。また、フロントユニット９の上辺には、その開口部９２に取り付けられたハーフミラー１０を固定するための複数の係止部９３が形成され、その側面にはクランプをぶら下げるための孔付取付片９４、その内面にはインストルメントパネルに取り付けるための取付孔９５が設けられている。

基板２の裏面には、本虚像式メータに関する各種電子部品２１や電源コネクタ２２等が実装されている。また、基板２の前面には、虚像表示器３が実装されている。虚像表示器３は、例えば、蛍光表示管等の発光表示型の表示装置で構成される。この虚像表示器３は、基板２に実装されて筐体の最奥部の底面に配置される。この虚像表示器３の表示面には、図１で示した虚像情報３ａに対応する表示エレメントが形成されており、これが所定の制御信号に応答して発光する。

全反射ミラー５は、長方形状をしており、反射率９０％以上の平板状の周知の反射部材である。この全反射ミラー５は、枠体で構成されたミラーホルダー６に保持されている。ミラーホルダー６は、黒色系の樹脂製であり、上記虚像表示器３から発せられる情報を十分にカバーできる程度の枠体を構成する枠部６１、６２で構成される。

表ガラス８は、暗色系半透過性、例えば、周知の透過率９０％程度の平板状のアクリル板で形成される。この表ガラス８は、上記反射された情報の微妙な色調整をしたり、フロントユニット９の開口部９１に取り付けられて虚像表示器３や全反射ミラー５を筐体に内封し、虚像表示器３や全反射ミラー５をダスト等から保護する機能等も有する。

ハーフミラー１０は、入射した光の総てを反射せず、その光量の何割かを透過させる性質を有している。したがって、ハーフミラー１０の裏面に配置された実像表示器１１からの情報は、このハーフミラー１０を透過して、アイレンジＥＲに向かう。一方、全反射ミラー５で反射された虚像表示器３からの情報は、このハーフミラー１０でも反射されて、アイレンジＥＲに向かう。

実像表示器１１は、例えば、液晶表示装置等の発光表示型の表示器である。実像表示器１１は、本体部１１１及び意匠シート１１２から構成されている。本体部１１１は、光源を収容する光源収容部１１３、その裏面に取り付られ少なくとも光源を実装する基板（不図示）、この基板を保護する保護カバーからなる。意匠シート１１２には、図１で示した実像情報１１ａに相当する表示意匠が形成されており、裏面から照明されて発光表示される。

補足すると、光源収容部１１３は、図３に示すように、光源が配置される底面部から開口部に向かって徐々に広がるように傾斜した内壁面を有する四角筒状をなしている。特に、内壁面は、上壁面の傾斜角が下壁面の傾斜角よりも緩やかに形成されている。これは、通常、虚像式メータを見下ろす感じのドライバ等のアイレンジを考慮して、意匠シート１１２上の照明ムラをより軽減するためである。このように、場所によって異なる傾斜角を光源収容部１１３の内壁面にもたせることにより、内壁面を全て同等の傾斜角で形成した場合と比較して、意匠シート１１２上の意匠をより均等な輝度で発光表示させることができ、実像情報の視認性がより向上する。

また、実像表示器１１は、ドライバ側からみるとハーフミラー１０の裏面（車両前方側）に配置され、更に、ハーフミラー１０から所定距離だけ離間して配置されている。この距離は、意匠シート１１２上のワーニング意匠が、ドライバ等のアイレンジから十分視認可能な距離、１ｃｍ程度である。実像表示器１１をハーフミラー１０から所定距離だけ離間して配置することにより、後述するが、スペース効率を向上させることができる。

このような構成における本虚像式メータの作用効果について、図３に、図４及び図５を加えて説明する。図３は、上述の通りであり、図４は、本発明の虚像式メータによる情報表示の原理を説明するための図である。図５は、上方からみた実像表示器の配置例を示す図であり、特に、図５（Ａ）は実像情報と虚像情報とがハーフミラーの長手方向において重ならないように実像表示器を配置した例を示し、図５（Ｂ）は総表示幅が縮小されるように実像表示器を配置した例を示す図である。なお、各図において、共通する部分には、同一の符号を付し、既に説明した部分の重複説明は省略する。

所定の制御信号に応答して、実像表示器１１からのワーニング等の情報を示す表示光Ｌ１１が発せられると、図３及び図４に示すように、この表示光Ｌ１１は、ハーフミラー１０を透過して、アイレンジＥＲに向かう。一方、所定の制御信号に応答して、虚像表示器３からスピード等の情報を示す表示光Ｌ３が出射されると、この表示光Ｌ３は、図３及び図４に示すように、全反射ミラー５で一旦反射されて、表ガラス８を透過してハーフミラー１０に向かう。ハーフミラー１０では、この表示光Ｌ３が再度反射されて、アイレンジＥＲに向かう。これにより、アイレンジＥＲからは、あたかも、虚像表示器３からハーフミラー１０までの距離分だけ、遠方にスピード等の情報が表示されているように視認される。

したがって、より多くの有用な情報を表示できる視認性のよい車両用メータが得られる。特に、必要時のみ表示されるワーニングに関する情報は実像情報１１ａとして表示され、常時表示される計測値に関する情報は虚像情報３ａとして表示されるので、常時表示される情報に関しては、虚像式メータのもつ視認性に関する長所を全面的に享受できるうえに、必要時のみ表示される実像情報１１ａにより、より多くの有用な情報を提供できる。

また、上記作用を、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて補足する。すなわち、上記アイレンジは上からみると、現実的には、ＥＲ１で示す最左端からＥＲ２で示す最右端までの範囲で変動する可能性があるので、これに係る作用を以下に説明する。なお、最左端ＥＲ１及び最右端ＥＲ２は、代用的なドライバを着座させて予め求められたものである。

上からみると、図５（Ａ）のＬ３１、Ｌ３２で示すように、ハーフミラー１０で反射されて、上記最左端ＥＲ１及び最左端ＥＲ２に対応するアイレンジに至る表示光Ｌ３１、Ｌ３２は、両実像表示器１１にて遮断されることなくドライバ等に視認される。これは、上記予め想定される変動範囲をもつアイレンジＥＲのいずれからも、実像情報１１ａと虚像情報３ａとがハーフミラーの長手方向において重なって視認されないように、実像表示器１１がハーフミラー１０から所定の幅だけ離間して配置されているからである。

最左端ＥＲ１のアイレンジからは、虚像情報は、３ａ２で示すように、アイレンジが中央にある場合と比較してやや左に移動したように視認されるが、左側の実像表示器１１からの実像情報１１ａと重なることはない。また、最右端ＥＲ２のアイレンジからは、虚像情報は、３ａ１で示すように、アイレンジが中央にある場合と比較してやや右に移動したように視認されるが、右側の実像表示器１１からの実像情報１１ａと重なることはない。しがって、ドライバ側からの視認性は非常に良好なものとなる。なお、いうまでもなく、虚像情報３ａの表示幅Ｗ３は、ハーフミラー１０の幅Ｗ１０よりも狭く、実像表示器１１は幅Ｗ１０内に収まるように配置されている。

また、図５（Ａ）に示すように、実像表示器１１をハーフミラー１０の裏面側（車両前方側）に配置することにより、実像表示器１１をハーフミラー１０の表面側に配置した場合と比較して、実像情報１１ａと虚像情報３ａとの表示幅の和である総表示幅を縮小することができ、スペース効率も向上させることができる。

更に好ましくは、実像表示器１１は、ハーフミラー１０の裏側にこのミラー１０から所定距離Ｙだけ離間して配置する（１１′は実像表示器がハーフミラー１０に密着された状態を示す）。勿論、ここでも、上記予め想定される、最左端ＥＲ１から最右端ＥＲ２までの範囲で変動しうるアイレンジＥＲのいずれからも、実像情報１１ａと虚像情報３ａとがハーフミラーの長手方向において重なって視認されないように、実像表示器１１が所定距離Ｙだけ離間して配置されている。したがって、実像情報１１ａと虚像情報３ａとの表示幅の和である総表示幅Ｘ１が、１１′で示すように実像表示器がハーフミラー１０に密着された場合の総表示幅Ｘ２よりもより縮小されるため、スペース効率をより向上させることができる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、上述のように虚像表示器３と実像表示器１１とを組み合わせることにより、より多くの有用な情報を表示できる視認性のよい車両用メータが得られる。これに加えて、予め想定される変動範囲をもつアイレンジのいずれからも、実像情報が虚像情報と重なって視認されないように、実像表示器１１がハーフミラー１０から所定距離だけ離間した位置に配置されているので、より視認性のよい車両用メータが得られる。更に、実像情報と虚像情報との表示幅の和である総表示幅を縮小させて、スペース効率を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では実像表示器が複数配置されているが、これは１個だけでもよい。また、アイレンジは、近年、多用されつつあるセンタメータを想定したものであってもよいし、右ハンドル車且つ左ハンドル車の両方を想定したものであってもよい。更に、本発明は、上記全反射ミラーを装備しないシンプルな虚像式メータにも適用可能であるし、逆に、上記全反射ミラーを２枚以上用いた虚像式メータにも同様に適用可能である。

本発明の虚像式メータによる情報表示例を示す図である。 本発明の虚像式メータの一例を示す分解斜視図である。 図２の虚像式メータの断面図である。 本発明の虚像式メータによる情報表示の原理を説明するための図である。 図５（Ａ）は実像情報及び虚像情報が重ならないように実像表示器を配置した例を示し、図５（Ｂ）は総表示幅が縮小するように実像表示器を配置した例を示す図である。

符号の説明

１ バックユニット
２ 基板
３ 虚像表示器
４ 反射部ユニット
５ 全反射ミラー
６ ミラーホルダー
７ ホルダーユニット
８ 表ガラス
９ フロントユニット
１０ ハーフミラー
１１ 実像表示器

Claims (3)

1. （ａ）基板と、
   （ｂ）車両に関する所定の虚像情報を発光表示する、前記基板の前面に設けられた虚像表示器と、
   （ｃ）前記基板を収容する長方形かつ浅皿状のバックユニットと、
   （ｄ）車両に関する所定の実像情報を発光表示する一対の実像表示器と、
   （ｅ）前記虚像表示器から発せられた前記虚像情報をドライバ側に反射させるとともに前記実像情報をドライバ側に直接的に透過させるハーフミラーと、
   （ｆ）前記ハーフミラーが固定されているとともに、ドライバに対向する側が開口した三角柱状のフロントユニットと、
   を備えた虚像式メータであって、
   （イ）前記フロントユニットの下面側には、前記虚像表示器によって発光表示された前記虚像情報を通過させる開口部が設けられているとともに、該フロントユニットの上面側の両端近傍には、前記一対の実像表示器の表示面の形状にそれぞれ対応した一対の開口部が設けられ、そして、
   （ロ）前記虚像表示器によって表示された前記虚像情報の両側において前記実像情報を表示させるように、前記一対の実像表示器が、それぞれ、前記ハーフミラーの裏面側においてかつ該ハーフミラーから離間して、前記フロントユニットの前記一対の開口部に取り付けられている
   ことを特徴とする虚像式メータ。
2. 前記実像表示器が、前記実像情報として必要時のみ表示される車両のワーニングに関する情報を表示し、そして、前記虚像表示器が、虚像情報として常時表示される車両の計測値に関する情報を表示することを特徴とする請求項１に記載の虚像式メータ。
3. 前記実像表示器の光源収容部が、底面部から開口部に向かって徐々に広がるように傾斜した内壁面と、前記開口部に覆設されて前記実像情報を示す意匠が形成された意匠シートと、を有し、そして、
   前記内壁面が、この内壁面を全て同等の傾斜角で形成した場合と比較して、前記意匠をより均等な輝度で発光表示させるように、場所によって異なる傾斜角を有するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の虚像式メータ。

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