JP2004184767A - 車両用表示装置およびその導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の体格や乗車姿勢等にかかわらず、視認性に優れ、かつ前方視界を遮ることのない車両用表示装置およびその導光板を提供する。
【解決手段】一方の主面から他方が見通せる透明な導光板１００を、運転者視界の前方で、その一方の主面１０４ａが運転者と対向し、入射端面を下方、出射端面１０２を上方にして、後方へ傾斜した姿勢で立設する。導光板１００の入射端面には発光体を配置する。導光板１００は、その入射端面から出射端面１０２までの距離が板厚に対して十分に長く、導光板１００の出射端面１０２は、傾斜角度が異なる複数の面を含んでも良いし、あるいはフロスト加工が施されていても良い。導光板１００の一方の主面１０４ａには、導光方向と直交する向きで溝１０１が形成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用表示装置およびその導光板に係り、特に、運転者に注意喚起を促す情報等の表示に好適な車両用表示装置およびその導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の安全技術が進歩し、これまでの衝突後の乗員保護を主眼とした技術に加えて、情報・通信と電子技術とを活用して事故予防と回避とを主眼としたＡＳＶ （Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ） 技術の開発が国土交通省主導の元で進められている。ＡＳＶ技術は安全運転のためのドライバー支援に焦点を当て、認知支援、判断支援、操作支援等を含む。これらの技術が実用化されれば、前方の障害物をレーダ技術等で探査し、障害物が検知されると、これを運転者に通報して注意を喚起することなどが可能になる。
【０００３】
このような緊急性の高い通報は、運転者が乗車姿勢で計器板から目を逸らせている状態でも認識できるように、その警告灯は、運転者が前方に視線を向けた時の視野の中心（中心視野）に配置することが望ましい。しかしながら、視野中心に警告灯を設けると運転時の視界が妨げられてしまう場合がある。
【０００４】
このような技術課題を解決し、視認性と視野確保とを両立させる技術として、運転者の前方視界中に表示情報を虚像として視認させるヘッドアップディスプレイ装置（以下ＨＵＤとする）が提案されている。二輪車用のＨＵＤは、ＬＥＤ等の発光体から照射された光学的情報をウインドシールドに反射させて反射光を運転者の眼球に入射させる技術であり、例えば特開２００１−２７８１５３号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＨＵＤでは、光源から照射された光をウインドシールドで反射させてから運転者の眼球に入射させる必要があるが、ウインドシールドの位置、角度、大きさ、材質等は、空力特性、デザイン、強度等の制約を受ける。従って、光路調節は発光体の設置位置および指向角度で調整せざるを得ない。しかしながら、一般的な二輪車の構造では、ウインドシールドで反射させた光を運転者の眼球に入射させようとすれば、発光体はメータパネルとウインドシールドとの間のごく限られた位置に配置しなければならず、このような制約下では、発光体の位置や指向角度の自由度が低くなってしまう。また、結果的に多くの車種に採用を拡げる上での妨げとなり得る。
【０００６】
さらに、運転者の眼球位置は、運転者の体格、乗車姿勢、乗車位置等に応じて異なるために、反射光は比較的広範囲に散乱させる必要がある。しかしながら、ウインドシールドを反射媒体とすると、その表面で光を広範囲に散乱させることが難しいので、運転者によって視認性に優劣が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、運転者の体格や乗車姿勢等にかかわらず、視認性に優れ、かつ前方視界を遮ることのない車両用表示装置およびその導光板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、車両情報を発光表示する車両用表示装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【０００９】
（１）一方の主面から他方が見通せる透明な導光板と、前記導光板を運転者視界の前方で、前記一方の主面が運転者と対向し、光の入射端面を下方、出射端面を上方にして後方へ傾斜した姿勢で立設する支持手段と、前記導光板の入射端面に配置された発光体とを含むことを特徴とする。
【００１０】
（２）導光板の出射端面が、前後方向への傾斜角度が異なる複数の面を含むことを特徴とする。
【００１１】
（３）導光板の出射端面にフロスト加工が施されたことを特徴とする。
【００１２】
（４）導光板の一方の主面に、導光方向と直交する向きで導光板の幅方向に溝が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
（５）導光板の入射端面から出射端面までの距離が、その主面間の距離に対して十分に長いことを特徴とする。
【００１４】
（６）イメージを光透過率の違いで表現する表示パネルと、表示パネルのイメージを導光板の一方の主面に投射する投射光源とを含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、入射端面から入射された光を出射端面まで導いて出射する車両用表示装置の導光板において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【００１６】
（７）導光板の出射端面が傾斜角度の異なる複数の面を含むことを特徴とする。
【００１７】
（８）導光板の出射端面にフロスト加工が施されたことを特徴とする。
【００１８】
（９）導光板の導光板の一方の主面に、導光方向と直交する向きで導光板の幅方向に溝が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
（１０）導光板の入射端面から出射端面までの距離が、その主面間の距離に対して十分に長いことを特徴とする。
【００２０】
上記した特徴（１）によれば、発光体から照射された光が導光板によって、その出射端面まで導かれて出射されるので、導光板の設置角度と出射端面の傾斜角度とを調整するだけで、発光体から照射された光を運転者の眼球位置に照射させることができる。また、導光板が一方の主面から他方を見通せる透明体なので、導光板により運転者の前方視界が遮られてしまうことがない。
【００２１】
上記した特徴（２）、（７）によれば、太陽光に反射しない出射端面を常に確保できるので、太陽の反射光により光源からの伝搬光を認識できなくなる視認不良を防止できる。また、出射端面ごとに出射方向が異なり、その結果、光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようになる。
【００２２】
上記した特徴（３）、（８）によれば、出射光を散乱させることができ、光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようになる。
【００２３】
上記した特徴（４）、（９）によれば、導光板によって伝搬される光の一部が溝から外部へ出射されて運転者の眼球に入射されるので、太陽の反射光により出射端面からの出射光を認識し難い場合でも、前記溝からの出射の有無に基づいて発光体の状態を識別できる。
【００２４】
上記した特徴（５）、（１０）によれば、発光体からの入射光のうち、直接光のみならず導光板内で板厚方向に複数回反射された光も出射端面から出射させることができ、その結果、出射光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず眼球位置に光を照射できるようになる。
【００２５】
上記した特徴（６）によれば、導光板の出射端面のみならず運転者側の主面にも情報を表示させることができるので、表示スペースを別途に設けることなく、多種多様な情報を運転者に提供できるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の車両用表示装置が装着された自動二輪車の側面図である。図２は、その計器板を斜め後方から見込んだ図であり、図３は、計器板を運転者眼球位置から見込んだ図である。図２，３では、図１に示したウインドシールド３４の図示を省略している。
【００２７】
スクータ型の自動二輪車（以下、「スクータ」という）１は、車体の前後方向に延びた車体フレーム２を有している。車体フレーム２の前端にはヘッドパイプ３が取り付けられ、ヘッドパイプ３から下方に延びたフロントフォーク４の先端には前輪５が取り付けられている。前輪５はフロントフェンダ６でその上部がカバーされている。
【００２８】
フロントフォーク４の上部にはハンドル７が固定されている。ハンドル７の中央部はハンドルカバー３３で覆われている。前記ハンドルカバー３３には、図示しないステーを介して透明のウインドシールド３４が設けられ、ウインドシールド３４の前面下部にはカバー部材としてのスクリーンガーニッシュ３５が設けられている。
【００２９】
車体フレーム２の各パイプで囲まれたクレードルスペース内には燃料タンク８、ラジェータ用リザーブタンク９、およびラジェータ１０が設けられ、クレードルスペースの後方には、前部に水冷エンジン１１を備えたパワーユニット１２が設けられている。パワーユニット１２はその前部がリンク機構１３により、後端部がリヤクッション１４により、それぞれ懸架された状態で車体フレーム２に揺動自在に取り付けられている。パワーユニット１２の後部には後輪１５が取り付けられ、車体フレーム２はボディカバー１７で覆われ、車体フレーム２の後上部にはシート１６が配置されている。
【００３０】
ボディカバー１７は、ヘッドパイプ３の前部および前輪５の上部を覆うフロントカバー２１とフロントカバー２１の後部を覆うインナカバー２２とでその前部を形成する。インナカバー２２から後方へ、運転者が足を載せる左右のステップフロア２３が延び、ステップフロア２３の外縁から下方へはフロアスカート２４が延びている。
【００３１】
フロアスカート２４の下縁間はアンダカバー２５で、車体フレーム２の長手中央はインナカバー２２から後方へ延びたセンタカバー２６でそれぞれ覆われている。車体フレーム２の後部両側面はセンタカバー２６から後方へ延びたサイドカバー２７で覆われている。サイドカバー２７の外縁から下方へ左右のロアサイドカバー２８が延び、車体フレーム２の後端下部はロアサイドカバー２８の後方に設けられたリヤセンタカバー２９で覆われている。
【００３２】
フロントカバー２１には、ヘッドランプ４１とウインカライト４２とが装着されている。さらに、フロントカバー２１内には、図示しないＡＳＶ用のアンテナが配置される。車体の下部にはメインスタンド４５が設けられ、車体の後部にはリヤグリップ４７、テールランプ４８、およびリアフェンダ４９がそれぞれ設けられている。
【００３３】
ハンドルカバー３３には計器盤（メータパネル）５０が組み込まれている。計器盤５０の盤面中央にはスピードメータ５１が設けられ、その左側には燃料計５２、右側は水温計５３がそれぞれ設けられている。計器盤５０の右側に隣接した正面上段にはハザードスイッチ５４、下段には始動スイッチ５５、上面にはキルスイッチ５６がそれぞれ設けられている。また、計器盤５０の左側に隣接した正面上段にはウインカスイッチ５７、下段にはホーンスイッチ５８、上面にはハイビーム／ロービームスイッチ５９がそれぞれ設けられている。
【００３４】
運転者の視界前方であって、前記計器盤５０とウインドシールド３４との間には、本発明の車両用表示装置を構成する導光板１００が、後側（運転者側）に所定の角度だけ傾斜した姿勢で立設支持されている。前記導光板１００は、その底部側の入射端面に設けられたＬＥＤ等の発光素子（図示せず）から照射された光を上部側の出射端面１０２まで導いて外部に出射する。
【００３５】
図４は、前記導光板１００の一実施形態の平面図であり、同図（ａ） は運転者と対向する一方の主面（１０４ａ）の平面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は他方の主面（１０４ｂ）の平面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００３６】
前記導光板１００は、その一方の主面１０４ａから他方が見通せる透明なアクリル製あるいはポリカーボネイト製などの樹脂製の板状体であって、一端側の入射端面１０５には、複数のＬＥＤ１０７をライン状に配置した発光体ユニット１１０が装着される凹部を具備している。入射端面１０５から導光板１００内に入射された光は他端側の出射端面１０２まで伝搬され、ここで所定角度だけ屈折されて外部へ出射される。
【００３７】
ここで、本実施形態では導光板１００の入射端面１０５から出射端面１０２までの距離を、その主面間の距離（板厚）に対して十分に長くすることで、ＬＥＤ１０７からの入射光のうち、直接光のみならず導光板１００内で板厚方向に複数回反射された光も出射端面１０２から出射されるようにし、その結果、出射光の照射範囲が広くなるようにしている。
【００３８】
このような構成によれば、ＬＥＤ１０７等の発光体から照射された光が導光板１００によって、その出射端面１０２まで導かれて出射されるので、導光板１００の設置角度と出射端面１０２の傾斜角度とを調整するだけで、出射光を運転者の眼球位置に照射させることができる。また、導光板１００が一方の主面から他方を見通せる透明体なので、導光板１００により運転者の前方視界が遮られてしまうことがない。
【００３９】
なお、前記導光板１００の出射端面１０２は単一の傾斜面であっても良いが、単一の傾斜面とすると、太陽と出射端面１０２と運転者の眼球位置との相対位置が太陽光の出射端面１０２での反射光が眼球に入射する位置関係にあると、反射光の強度によっては出射端面１０２からの出射光を視認できなくなる場合がある。
【００４０】
このような技術課題は、特に同図（ｂ）に示したように、出射端面１０２が垂直端面に対して所定の角度α１、α２（本実施形態では、３５°および４０°）だけ傾斜した２つの傾斜端面面１０２ａ，１０２ｂを含むことで解決できる。このようにすれば、一方の傾斜端面が強く反射しても他方の傾斜端面では反射が弱くなり、この他方の傾斜端面で導光板１００からの出射光を視認できるので、太陽の反射光により光源からの伝搬光を認識できなくなる視認不良を防止できる。
【００４１】
しかも、上記したように出射端面１０２が複数の傾斜端面１０２ａ，１０２ｂを含むようにすれば、出射端面１０２からの光の出射方向が分散されて照射範囲が広がるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようになる。
【００４２】
あるいは、上記したように出射端面１０２に傾斜角度の異なる複数の傾斜端面１０２ａ，１０２ｂを設ける代わりに、あるいは傾斜端面を設けると共に、同図（ａ）に示したように、導光板１００の一方の主面１０４ａの前記出射端面近傍表面に、導光方向と垂直にＵ字溝１０１（Ｕ）を形成しても良い。このような構成によれば、導光板１００によって伝搬される光の一部が溝１００（Ｕ）から外部へ出射されて運転者の眼球に入射されるので、反射光の影響により出射端面１０２からの出射光を認識し難い場合でも、前記溝１０１（Ｕ）からの出射光の有無に基づいて発光体の状態を識別できる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、特に同図（ｃ）に示したように、出射端面１０２に光散乱用のフロスト加工を施して出射光を散乱させ、光の照射範囲をさらに広げることにより、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようにしている。
【００４４】
図５は、上記した導光板１００により光が伝搬、出射される様子を具体的に示した側面図であり、ＬＥＤ１０７から照射された光は、導光板１００の入射端面１０５から入射され、直接または反射しながら出射端面１０２まで伝搬される。出射端面１０２に達した光は、その表面で所定角度だけ屈折された後に外部へ出射され、運転者の眼球に入射する。また、伝搬光の一部はＵ字溝１０１（Ｕ）から外部へ放出されて運転者の眼球に入射する。したがって、ＬＥＤ１０７が点灯されると、運転者はＬＥＤ１０７から照射された可視光を、導光板１００の出射端面１０２およびＵ字溝１０１（Ｕ）の２箇所で視認できる。
【００４５】
また、前記導光板１００は、運転者側の主面１０４ａから前方を見通せるように透明なアクリル板で構成されているので、運転者は導光板１００およびウインドシールド３４越しに前方を視認できる。したがって、導光板１００の存在によって運転者の前方視界が遮られてしまうことがない。
【００４６】
図６は、本発明の第２実施形態である導光板１００の出射端面近傍の拡大側面図である。上記した実施形態では、出射端面１０２を傾斜角度の異なる２つの面で構成するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、図６に示したように、傾斜角度を異ならせた３つ又はそれ以上の面１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ…で構成するようにしても良い。
【００４７】
さらに、前記溝１０１（Ｕ）も、第１実施形態ではＵ溝であるものとして説明したが、伝搬光の一部を外部へ照射して運転者の眼に入射させることができるのであれば、図６に示したようなＶ字溝１０１（Ｖ）であっても良い。
【００４８】
図７は、本発明に係る車両用表示装置の他の実施形態の主要部の構成を示した図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４９】
表示パネル１０９は、動的に変化するイメージを光透過率の違い（高低）で表現する光透過性の液晶パネル、または所定のイメージが固定的に表現されたスクリーンである。本実施形態では、投射光源１０８から照射された可視光を前記表示パネル１０９で部分的に遮光、減光して、前記導光板１００の運転者側の主面１０４ａで前記パターンを反射させることで運転者に視認させる。
【００５０】
本実施形態によれば、導光板１００の端面１０２のみならず、その運転者側の主面１０４ａにも情報を表示させることができるので、表示スペースを別途に設けることなく、多種多様な情報を運転者に提供できるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
（１）請求項１の発明によれば、発光体から照射された光が導光板によって、その出射端面まで導かれて出射されるので、導光板の設置角度と出射端面の傾斜角度とを調整するだけで、発光体から照射された光を運転者の眼球位置に照射させることができる。また、導光板が一方の主面から他方が見通せる透明体なので、導光板により運転者の前方視界が遮られてしまうことがない。さらに、導光板の配置に関する自由度が拡がるために、より多くの車種での採用が容易になる。
（２）請求項２、７の発明によれば、太陽光に反射しない出射端面を常に確保できるので、太陽の反射光により光源からの伝搬光を認識できなくなる視認不良を防止できる。また、出射端面ごとに出射方向が異なり、その結果、光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようになる。
（３）請求項３、８の発明によれば、出射光を散乱させることができ、光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず、その眼球位置に光を照射できるようになる。
（４）請求項４、９の発明によれば、導光板によって伝搬される光の一部が溝から外部へ出射されて運転者の眼球に入射されるので、太陽の反射光により出射端面からの出射光を認識し辛い場合でも、前記溝からの出射の有無に基づいて発光体の状態を識別できる。
（５）請求項５，１０の発明によれば、発光体からの入射光のうち、直接光のみならず導光板内で板厚方向に複数回反射された光も出射端面から出射させることができ、その結果、出射光の照射範囲を広げられるので、運転者の体格や姿勢にかかわらず眼球位置に光を照射できるようになる。
（６）請求項６の発明によれば、導光板の出射端面のみならず運転者側の主面にも情報を表示させることができるので、表示スペースを別途に設けることなく、多種多様な情報を運転者に提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用表示装置を装着したスクータの側面図である。
【図２】図１の車両の計器板を側部後方から見込んだ図である。
【図３】図１の車両の計器板を運転者眼球位置から見込んだ図である。
【図４】導光板の両主面および側面の平面図である。
【図５】導光板により光が伝搬、出射される様子を示した図である。
【図６】導光板の他の実施形態の構造を示した部分拡大図である。
【図７】導光板の一方の主面を反射面として利用する実施形態の側面図である。
【符号の説明】３３…ハンドルカバー，５０…計器盤（メータパネル），５１…スピードメータ，５２…燃料計，５３…水温計，３４…ウインドシールド，１００…導光板，１０１…溝，１０２…出射端面，１０２ａ，１０２ｂ…傾斜面，１０４ａ…導光板の一方の主面，１０４ｂ…導光板の他方の主面，１０５…入射端面，１０７…ＬＥＤ，１０８…投射光源，１０９…表示パネル，１１０…発光体ユニット

Claims (10)

1. 車両に搭載されて車両情報を発光表示する車両用表示装置において、
   一方の主面から他方が見通せる透明な導光板と、
   前記導光板を運転者視界の前方で、前記一方の主面が運転者と対向し、光の入射端面を下方、出射端面を上方にして後方へ傾斜した姿勢で立設する支持手段と、
   前記導光板の入射端面に配置された発光体とを含むことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記導光板の出射端面が、前後方向への傾斜角度が異なる複数の面を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記導光板の出射端面にフロスト加工が施されたことを特徴とする請求項１または２に記載の記載の車両用表示装置。
4. 前記導光板の一方の主面に、導光方向と直交する向きで導光板の幅方向に溝が形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用表示装置。
5. 前記導光板の入射端面から出射端面までの距離が、その主面間の距離に対して十分に長いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用表示装置。
6. イメージを光透過率の違いで表現する表示パネルと、
   前記表示パネルのイメージを前記導光板の一方の主面に投射する投射光源とを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用表示装置。
7. 入射端面から入射された光を出射端面まで導いて出射する導光板において、
   前記導光板の出射端面が、傾斜角度の異なる複数の面を含むことを特徴とする車両用表示装置の導光板。
8. 入射端面から入射された光を出射端面まで導いて出射する導光板において、
   前記出射端面にフロスト加工が施されたことを特徴とする車両用表示装置の導光板。
9. 入射端面から入射された光を出射端面まで導いて出射する導光板において、
   前記導光板の一方の主面に、導光方向と直交する向きで導光板の幅方向に溝が形成されたことを特徴とする車両用表示装置の導光板。
10. 前記導光板の入射端面から出射端面までの距離が、その主面間の距離に対して十分に長いことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の車両用表示装置の導光板。

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