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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6856320
(24)【登録日】2021年3月22日
(45)【発行日】2021年4月7日
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/13 20060101AFI20210329BHJP
B60K 35/00 20060101ALI20210329BHJP
G02B 30/00 20200101ALI20210329BHJP
G02F 1/1333 20060101ALI20210329BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20210329BHJP
G02F 1/13357 20060101ALI20210329BHJP
G02F 1/1347 20060101ALI20210329BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20210329BHJP
G09F 9/46 20060101ALI20210329BHJP
【ＦＩ】
G02F1/13 505
B60K35/00 Z
G02B30/00
G02F1/1333
G02F1/1335 520
G02F1/13357
G02F1/1347
G09F9/00 313
G09F9/00 324
G09F9/00 350Z
G09F9/00 354
G09F9/00 362
G09F9/46
【請求項の数】2
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2016-63808(P2016-63808)
(22)【出願日】2016年3月28日
(65)【公開番号】特開2017-181555(P2017-181555A)
(43)【公開日】2017年10月5日
【審査請求日】2018年9月6日
【審判番号】不服2020-5643(P2020-5643/J1)
【審判請求日】2020年4月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】000101732
【氏名又は名称】アルパイン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000442
【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】安本 貴史
【合議体】
【審判長】
井上 博之
【審判官】
佐藤 洋允
【審判官】
山村 浩
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−６８８５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−５０７１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２２１７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−２２８３９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
G02F 1/13
G02F 1/1333
B60K 35/00-37/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示する第１表示素子と、前記第１表示素子の前方に所定の空間を存して平行に配置された第２表示素子と、これら第１および第２表示素子の周縁部を保持するホルダと、前記ホルダの内壁に配設されて前記空間に臨む内壁面を有する導光体と、この導光体の内部を通って前記空間に向けて光を放射する光源とを備え、前記第１表示素子の画像の前方に前記第２表示素子の画像が重畳的に表示されることを特徴とする表示装置。
【請求項2】
請求項１の記載において、前記第２表示素子が透過型表示素子または透過率制御型表示素子であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車のインストルメントパネル等に設置される表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車の運転席前方には、走行速度やエンジン回転数等の計器類を備えたインストルメントパネルが設置されており、近年、インストルメントパネルに計器類だけでなく走行に関する各種情報、例えば、ナビゲーション情報やセンサー類の故障情報等を表示するようにした車載用表示装置が採用されている。
【0003】
このような車載用表示装置において、計器類と同じ画面上に他の情報を表示させるようにすると、表示画面を見ないで走行している運転者が情報を見落とすおそれがあるため、センサー類の故障情報や走行時の危険情報等の重要度が高い情報は、ＬＥＤ等の光源を必要な時だけ点灯して運転者に警告することが望ましい。
【0004】
そこで従来より、フロントガラスの下端近傍に位置するダッシュボードに凹溝を設け、この凹溝内に配置したＬＥＤ等の光源を点灯させることにより、光源の光をフロントガラスに反射させて運転者に認識させるようにした車載用表示装置が提案されている。
【0005】
また、他の従来技術として、特許文献１に記載されているように、液晶表示パネルの周囲に断面Ｌ字状の導光体を配置し、この導光体の先端部を液晶表示パネルの外周部の前方位置まで屈曲させると共に、その屈曲先端部にプリズム形状の屈折反射面を形成し、導光体の後端面に配置したＬＥＤ等の光源を点灯させることにより、光源の光を導光体のプリズム形状の屈折反射面から発光強度を高めた状態で出射するようにした車載用表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１１−１２３４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、光源の光をフロントガラスに反射させて運転者に認識させるという前者の従来技術の場合、ダッシュボードに光源の収納スペースとなる凹溝を運転者から直接見えないように設けたとしても、車外からフロントガラス越しに凹溝の上部開口が見えてしまうため、意匠性が低下したり凹溝にゴミ等の異物が堆積しやすいという問題があった。
【0008】
一方、特許文献１に記載された後者の従来技術の場合、液晶表示パネルの側方周辺部に配置した導光体を発光させて運転者に注意喚起させることができるが、導光体の先端側を液晶表示パネルの外周部の前方位置まで屈曲させて発光部としているため、導光体の配置スペースによって表示装置全体が面内方向と奥行方向の両方共に大きくなってしまうという問題があった。
【0009】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置全体を大型化させることなくユーザに情報を直感的に報知することができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成するために、本発明の表示装置は、画像を表示する第１表示素子と、前記第１表示素子の前方に所定の空間を存して平行に配置された第２表示素子と、これら第１および第２表示素子の周縁部を保持するホルダと、前記ホルダの内壁に配設されて前記空間に臨む内壁面を有する導光体と、この導光体の内部を通って前記空間に向けて光を放射する光源とを備え、前記第１表示素子の画像の前方に前記第２表示素子の画像が重畳的に表示されることを特徴としている。
【0011】
このように構成された表示装置では、第１表示素子と第２表示素子の画像を重ねて表示することで立体感のある表示が得られるだけでなく、これら第１および第２表示素子の間に必要とされる空間を発光体（導光体と光源）の配置スペースとして有効利用することができるため、装置全体の大型化を伴うことなくユーザに情報を直感的に報知することができる。この場合において、第２表示素子として透過型または透過率制御型の液晶モジュールや有機／無機ＥＬを用いることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の表示装置によれば、装置全体の大型化を伴うことなくユーザに情報を直感的に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の表示装置が適用されるインストルメントパネルの正面図である。
【図2】第１実施形態例に係る表示装置を側方から見た概略構成図である。
【図3】第１実施形態例に係る表示装置を上方から見た概略構成図である。
【図4】第１実施形態例に係る表示装置の分解斜視図である。
【図5】第２実施形態例に係る表示装置を側方から見た概略構成図である。
【図6】第２実施形態例に係る表示装置を上方から見た概略構成図である。
【図7】第２実施形態例に係る表示装置の分解斜視図である。
【図8】第３実施形態例に係る表示装置を側方から見た概略構成図である。
【図9】第３実施形態例に係る表示装置を上方から見た概略構成図である。
【図10】第３実施形態例に係る表示装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示すように、車室内の運転席前方に設置されたインストルメントパネルには表示装置１が組み込まれており、この表示装置１に走行速度計（スピードメータ）２と回転速度計（タコメータ）３が表示されるようになっている。図示はしていないが、それ以外にも表示装置１には、シフトレバーのポジションや走行に関する各種の情報、例えばサイドブレーキの動作状態を警告する情報等を表示できるようになっている。走行速度計２は走行速度を表す目盛２ａと指針２ｂとで構成されており、回転速度計３は回転数を表す目盛３ａと指針３ｂとで構成されている。後述するように、これら目盛２ａ，３ａと指針２ｂ，３ｂは、複層配置された第１の液晶表示素子と第２の液晶表示素子の画像を重ね合わせることによって表示されるようになっている。
【0017】
図２〜図４は本発明の第１実施形態例に係る表示装置を模式的に示すものであり、この表示装置は、前面を開口する筐体形状のホルダ１０と、ホルダ１０の最奥側に配置されたバックライト１１と、バックライト１１の前方に重ねて配置された第１の液晶セル１２と、第１の液晶セル１２の前方に所定の空間Ｓを存して平行に配置された第２の液晶セル１３と、空間Ｓに臨むホルダ１０の内壁に配設された導光体１４と、導光体１４の下端側に配置されたＬＥＤ等からなる光源１５と、ホルダ１０の前面に固定された前面板１６とを備えて構成されている。
【0018】
バックライト１１は第１の液晶セル１２の背面に積層・一体化されており、これらバックライト１１と第１の液晶セル１２は第１表示素子である液晶モジュールを構成している。この第１の液晶セル１２は表示エリア１２ａと非表示エリア１２ｂを有しており、非表示エリア１２ｂに図示せぬ配線パターンが引き回されている。第２の液晶セル１３は第２表示素子であり、この第２の液晶セル１３も表示エリア１３ａと非表示エリア１３ｂを有し、非表示エリア１３ｂに図示せぬ配線パターンが引き回されている。第１および第２の液晶セル１２，１３の非表示エリア１２ｂ，１３ｂはホルダ１０に支持されており、それぞれの表示エリア１２ａ，１３ａは空間Ｓを介して平行に対向している。
【0019】
導光体１４はアクリル樹脂等の透明材料を門構え形状（逆凹状）に形成したものであり、その内面側が空間Ｓと対向するようにホルダ１０に支持されている。光源１５は図示せぬ基板上に実装されて導光体１４の下端面に対向しており、これら導光体１４と光源１５によって発光体が構成されている。前面板１６にはホルダ１０の開口と同形状の開口１６ａが設けられており、図示省略されているが、この開口１６ａは透明カバーによって覆われてホルダ１０内に異物が入り込まないようになっている。
【0020】
このように構成された表示装置では、第１の液晶セル１２の表示エリア１２ａに図１に示す走行速度計２と回転速度計３の目盛２ａ，３ａ等の画像が表示され、第２の液晶セル１３の表示エリア１３ａに走行速度計２と回転速度計３の指針２ｂ，３ｂ等の画像が表示される。これにより、第１の液晶セル１２の画像の前方に第２の液晶セル１３の画像が重畳的に表示されるため、運転者は前面板１６の開口１６ａ（透明カバー）を通して立体感のある走行速度計２や回転速度計３等の画像を見ることができる。また、運転者に重要度が高い情報を警告する場合、例えば、サイドブレーキが解除されないまま走行運転していることを警告する場合は、第１の液晶セル１２または第２の液晶セル１３にサイドブレーキの動作マークを表示すると共に、光源１５を点灯させてその光を導光体１４の内部を通って外壁面から放射する。これにより、第１の液晶セル１２の前方周辺部で導光体１４から光源１５の光（例えば赤色や青色）が放射されるため、運転者はその光を見て重要度の高い情報であることを直感的に認識することができる。
【0021】
以上説明したように、第１実施形態例に係る表示装置では、バックライト１１と第１の液晶セル１２を一体化して構成される液晶モジュール（第１表示素子）と、第１の液晶セル１２の前方に空間Ｓを存して平行に配置された第２の液晶セル１３（第２表示素子）と、これら第１および第２の液晶セル１２，１３の周縁部を保持するホルダ１０と、空間Ｓに臨むホルダ１０の内壁に配設された発光体（導光体１４と光源１５）とを備えているため、第１の液晶セル１２と第２の液晶セル１３の画像を重ねて表示することで立体感のある表示が得られるだけでなく、空間Ｓを発光体（導光体１４と光源１５）の配置スペースとして有効利用して装置全体の大型化を抑制することができる。すなわち、立体感のある表示を実現するには第１および第２の液晶セル１２，１３の間に空間Ｓが必要となるが、この空間Ｓの存在によって第１の液晶セル１２の前方から表示画像を見たとき、空間Ｓに臨むホルダ１０の内壁（例えば黒色）が表示画像の輪郭部分として視認されることになる。したがって、当該部分に導光体１４を配設して光源１５の光を放射するようにすれば、表示画面の周囲を通常と異なる態様で発光させることができるため、わざわざ表示装置の周囲やダッシュボード等の別の部位に発光体の配置スペースを確保する必要がなくなり、その分だけ装置全体の大型化を伴うことなくユーザに重要度の高い情報を直感的に報知することができる。
【0022】
図５〜図７は本発明の第２実施形態例に係る表示装置を模式的に示すものであり、この表示装置は、前面を開口する筐体形状のホルダ２０と、ホルダ２０の最奥側に配置された第１の液晶モジュール２１と、ホルダ２０の底面手前側に配置された第２の液晶モジュール２２と、第１の液晶モジュール２１の前方に所定の空間Ｓを存して斜めに配置されたハーフミラー２３と、空間Ｓに臨むホルダ２０の内壁に配設された導光体２４と、導光体２４の下端側に配置されたＬＥＤ等からなる光源２５と、ホルダ２０の前面に固定された前面板２６とを備えて構成されている。
【0023】
第１表示素子である第１の液晶モジュール２１は第１の液晶セル２７とバックライト２８とで構成されており、この第１の液晶モジュール２１は水平面に対して垂直な姿勢でホルダ２０に支持されている。第１の液晶セル２７は表示エリア２７ａと非表示エリア２７ｂとを有し、非表示エリア２７ｂに図示せぬ配線パターンが引き回されている。
【0024】
第２表示素子である第２の液晶モジュール２２は第２の液晶セル２９とバックライト３０とで構成されており、この第２の液晶モジュール２２は水平面に対して平行な姿勢でホルダ２０に支持されている。第２の液晶セル２９は表示エリア２９ａと非表示エリア２９ｂとを有し、非表示エリア２９ｂに図示せぬ配線パターンが引き回されている。また、第２の液晶モジュール２２の上面に視野角を制限する視域制限フィルム３１が貼着されており、前面板２６の開口２６ａを通して表示エリア２９ａ上の画像が覗き込まれたとしても、その画像が視域制限フィルム３１によって目視されないようにしている。
【0025】
導光体２４はアクリル樹脂等の透明材料を枠状に形成したものであり、その内面側が空間Ｓに対向するようにホルダ２０に固定されている。光源２５は図示せぬ基板上に実装されて導光体２４の下端面に対向しており、これら導光体２４と光源２５によって発光体が構成されている。また、前面板２６にはホルダ２０の開口と同形状の開口２６ａが設けられており、この開口２６ａは図示せぬ透明カバーによって覆われている。
【0026】
ハーフミラー２３は図６において図示省略されているが、図５に示すように、第１の液晶モジュール２１の前方で且つ第２の液晶モジュールの上方に水平面に対して約４５度の傾斜角で配置されている。このハーフミラー２３は、入射する光の一部を反射すると共に、入射する光の一部を透過させる反透過性を有している。したがって、第２の液晶セル２９の表示エリア２９ａに表示された画像は、ハーフミラー２３で第１の液晶モジュール２１側に反射して第１の液晶セル２７の前方に虚像Ｐとして表示され、ユーザ（運転手）はハーフミラー２３を透して虚像Ｐを見ることができる。
【0027】
このように構成された表示装置では、第１の液晶セル２７の表示エリア２７ａに図１に示す走行速度計２と回転速度計３の目盛２ａ，３ａ等の画像が表示され、第２の液晶セル２９の表示エリア２９ａに走行速度計２と回転速度計３の指針２ｂ，３ｂ等の画像が表示され、この画像はハーフミラー２３で反射して第１の液晶セル２７の前方に虚像Ｐとして表示される。これにより、第１の液晶セル２７の画像の前方に第２の液晶セル２９の虚像Ｐが重畳的に表示されるため、運転者は前面板２６の開口２６ａ（透明カバー）からハーフミラー２３を透して立体感のある走行速度計２や回転速度計３等の画像を見ることができる。また、運転者に重要度が高い情報を警告する場合は、光源２５を点灯させてその光を導光体２４の内部を通って外壁面から放射すると、第１の液晶モジュール２１の前方周辺部で導光体２４から光源２５の光が放射されるため、運転者はその光を見て重要度の高い情報であることを直感的に認識することができる。
【0028】
以上説明したように、第２実施形態例に係る表示装置では、第１の液晶モジュール２１と第２の液晶モジュール２２との間にハーフミラー２３が配設されていると共に、第１の液晶モジュール２１とハーフミラー２３とで挟まれた空間Ｓと対向するように発光体（導光体２４と光源２５）がホルダ２０の内壁に配設されており、このハーフミラー２３が第２の液晶モジュール２２で表示された画像を反射して第１の液晶モジュール２１の前方に虚像Ｐを表示させるようになっているため、第１の液晶モジュール２１の画像と第２の液晶モジュール２２の虚像Ｐを重ねて表示することで立体感のある表示が得られるだけでなく、空間Ｓを発光体（導光体２４と光源２５）の配置スペースとして有効利用して装置全体の大型化を抑制することができる。
【0029】
図８〜図１０は本発明の第３実施形態例に係る表示装置を模式的に示すものであり、この表示装置が第２実施形態例と相違する点は導光体２４の形状にあって、それ以外の構成は基本的に同様であるため、図５〜図７と対応する部分に同一符号を付すことで重複説明は省略する。
【0030】
すなわち、第３実施形態例に係る表示装置では、導光体２４を全体的に四角筒状に形成し、この導光体２４をホルダ２０の内部に挿入して第１の液晶モジュール２１と第２の液晶モジュール２２との間に配置することにより、ホルダ２０の最奥側から前面側に至る内壁のほぼ全範囲で導光体２４が空間Ｓと対向するようになっている。
【0031】
したがって、第３実施形態例に係る表示装置においても、第２実施形態例と同様に、第１の液晶モジュール２１の画像と第２の液晶モジュール２２の虚像Ｐを重ねて表示することで立体感のある表示が得られるだけでなく、空間Ｓを発光体（導光体２４と光源２５）の配置スペースとして有効利用して装置全体の大型化を抑制することができる。
【0033】
なお、上記各実施形態例では、第１および第２表示素子として液晶モジュールを用いた場合について説明したが、液晶モジュールの代わりに有機／無機ＥＬ等の表示デバイスを
用いることも可能である。その場合、第１実施形態例中の第２の液晶セル１３の代わりに
透過型の有機／無機ＥＬまたは透過率制御型の液晶セルを用い、それ以外の液晶モジュー
ル１２，２１，２２の代わりに非透過型の有機／無機ＥＬを用いても良い。
【符号の説明】
【0034】
１ 表示装置２ 走行速度計
３ 回転速度計
２ａ，３ａ 目盛
２ｂ，３ｂ 指針
１０，２０ ホルダ
１１，２８，３０ バックライト
１２，２７ 第１の液晶セル
１３，２９ 第２の液晶セル
１４，２４ 導光体
１５，２５ 光源
１６，２６ 前面板
１６ａ 開口
２１ 第１の液晶モジュール
２２ 第２の液晶モジュール
２３ ハーフミラー
３１ 視域制限フィルム
Ｓ 空間
Ｐ 虚像