特開 2024-157616 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157616

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20241031BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALN20241031BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALN20241031BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 324

G02F1/1333

G02F1/1335

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072057

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】原賀 孝治

【テーマコード（参考）】

2H189

2H291

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H189AA53

2H189AA64

2H189AA70

2H189AA71

2H189LA02

2H189LA18

2H189MA08

2H291FA56X

2H291FA62X

2H291FD13

2H291FD32

2H291GA02

2H291MA03

5G435AA01

5G435BB12

5G435FF06

5G435GG01

(57)【要約】

【課題】高い表示の自由度を有する表示装置を提供する。
【解決手段】本実施形態における表示装置１は、前方に位置する視認者に視認させる画像を表示する表示面１５を有する表示ユニット１０と、表示面１５の前方に表示面１５の一部と重畳して配置され、表示面１５の画像の一部を表示面１５の前方に浮かんだ浮遊画像として表示するマイクロレンズアレイ２５と、を備える。マイクロレンズアレイ２５が配置される前端２２ａと、浮遊画像となる画像の一部を画像の他部と区画し、表示ユニット１０に対して固定される後端２２ｂと、を有する後筒状部材２２を更に備えていてもよい。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前方に位置する視認者に視認させる画像を表示する表示面を有する表示ユニットと、
前記表示面の前方に前記表示面の一部と重畳して配置され、前記表示面の画像の一部を前記表示面の前方に浮かんだ浮遊画像として表示するマイクロレンズアレイと、を備える表示装置。

【請求項2】

前記マイクロレンズアレイが配置される前端と、前記浮遊画像となる前記画像の一部を前記画像の他部と区画し前記表示ユニットに対して固定される後端と、を有する後筒状部材を更に備える、請求項１記載の表示装置。

【請求項3】

前記画像の一部を透過させ、前記後筒状部材の前記後端で前記表示ユニットに対して前記後筒状部材を支持する透過部材を更に備える、請求項２記載の表示装置。

【請求項4】

前記後筒状部材の前記前端と接続される後端と、前端と、を有し、前記後筒状部材と同軸上に配置され前記マイクロレンズアレイの前方の空間を区画する前筒状部材と、を備える請求項２記載の表示装置。

【請求項5】

前記前筒状部材の前記前端を覆うスモーク部材を更に備える、請求項４記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両等に搭載される表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディスプレイの前方にマイクロアレイレンズを配置することにより、立体像の実像を視認させる技術が知られている。また、このような技術を車両に搭載された表示装置に適用することも行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－０３８２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

運転に必要な情報を表示する車両用の表示装置においては、情報の種類に応じては安全性の観点から高い視認性が要求される。このため、表示装置にマイクロレンズアレイを用いる場合には、その適用については十分な検討が必要であり、また要求に応じて好適な表示態様が適宜選択可能であることが求められる。

【0005】

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、高い表示の自由度を有する表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、前方に位置する視認者に視認させる画像を表示する表示面を有する表示ユニットと、前記表示面の前方に前記表示面の一部と重畳して配置され、前記表示面の画像の一部を前記表示面の前方に浮かんだ浮遊画像として表示するマイクロレンズアレイと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の表示装置においては、高い表示の自由度を有する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の表示装置の一実施形態を示す外観斜視図。

【図2】図１のII－II線に沿う断面図。

【図3】表示装置の部分断面図。

【図4】第一変形例としての表示装置の説明図。

【図5】第二変形例としての表示装置の説明図。

【図6】第三変形例としての表示装置の説明図。

【図7】第四変形例としての表示装置の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示の表示装置は、例えば自動車や二輪車や、船舶、農業機械、建設機械等の車両に搭載され得る。

【0010】

図１は、本開示の表示装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
図２は、図１のII－II線に沿う断面図である。
図３は、表示装置１の部分断面図である。

【0011】

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１から８における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」及び「Ｌ」に従う。尚、表示装置１がユーザに視認される側を「前」とする。

【0012】

表示装置１は、表示ユニット１０の表示面１５が運転者等の視認者に視認されるように、例えば車両のインストルメントパネルに配置される。表示装置１は、表示ユニット１０と、マイクロレンズユニット２０と、を主に有する。

【0013】

表示ユニット１０は、液晶表示素子と、光源基板と、を有する。液晶表示素子は、例えば一対のガラス基板間に液晶分子を封入して形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶表示パネルである。光源基板は、例えば液晶表示素子を照明するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を搭載する基板であり、液晶表示素子のバックライトである。光源基板は、液晶表示素子の後方に配置される。また、表示ユニット１０は、ＬＥＤの光を液晶表示素子の全面に行き渡らせるための導光板、導光板の後方に設けられた反射板、及び導光板の前方に設けられた拡散板等の所要の部材を有する。

【0014】

表示ユニット１０は、外縁においてベゼル１１により支持されている。ベゼル１１は、金属製の枠体（フレーム）であり、液晶表示素子や光源基板を一体として収容する。ベゼル１１は、表示ユニット１０の前面においては、画像を表示する表示面１５を露出させて覆う。

【0015】

マイクロレンズユニット２０は、例えば表示ユニット１０の右方の領域に表示ユニット１０の表示面１５の前方に重畳して配置される。マイクロレンズユニット２０は、表示面１５の一部の画像が浮かんだ浮遊画像を表示するために配置される。

【0016】

マイクロレンズユニット２０は、透過部材２１と、後筒状部材２２と、マイクロレンズアレイ２５（以下単に「ＭＬＡ２５」という。）と、前筒状部材２３と、バイザー２６と、スモーク部材２７と、を有する。

【0017】

透過部材２１は、透明な樹脂部材（例えばＰＭＭＡ樹脂）からなり、表示面１５の画像を透過させる板状部材である。透過部材２１は、マイクロレンズユニット２０を表示ユニット１０上に支持する。具体的には、破損等を考慮して、液晶表示素子上にマイクロレンズユニット２０を直接固定することができないため、透過部材２１はベゼル１１上に渡されて固定され、液晶表示素子に対して間隙を有して配置される。

【0018】

後筒状部材２２（以下単に「後筒２２」という。）は、前後方向に沿う軸方向を有し、前端２２ａ及び後端２２ｂが開口となる筒状部材である。後筒２２は例えば遮光性を有する樹脂からなる。後筒２２は、ＭＬＡ２５の焦点距離等に応じて長さが、ＭＬＡ２５の大きさに応じて開口の径が適宜設定される。後端２２ｂは、浮遊画像となる表示面１５の画像の一部を、画像の他部と区画するよう、作用する。また、後端２２ｂは、透過部材２１に接着や溶着等で固定されることにより、間接的に表示面１５に対して固定される。

【0019】

ＭＬＡ２５は、表示面１５に表示された画像の一部を、表示面１５の前方に浮かんだ浮遊画像として表示するために配置される。ＭＬＡ２５は、二次元状に配列された複数のマイクロレンズを有する。マイクロレンズは、表示ユニット１０の複数の表示画素ごとに設けられる。ＭＬＡ２５は、後筒２２の前端２２ａの開口に対応する円形状の前後面２５ａと、厚さを形成する側面２５ｂと、を有する。ＭＬＡ２５は、後筒２２の前端２２ａ側の開口に対して、側面２５ｂが接着等で固定されることにより、後筒２２の前端２２ａ側に支持される。これにより、ＭＬＡ２５は、表示面１５からマイクロレンズの焦点距離だけ前方に離れた位置に配置される。各マイクロレンズは、表示ユニット１０に表示された画像に基づいて表示画素からの光を前方の所定の像面に投影する。

【0020】

前筒状部材２３（以下単に「前筒２３」という。）は、前後方向に沿う軸方向を有し、前端２３ａ及び後端２３ｂが開口となる筒状部材である。前筒２３は、後筒２２同様、例えば遮光性を有する樹脂からなる。前筒２３は、後端２３ｂにおいて後筒２２の前端２３ａと接着やフック等の掛かり合いにより接続されることにより、後筒２２と同軸上に配置される。これにより、前筒２３は、後筒２２の前端２２ａに配置されるＭＬＡ２５の前方の空間を区画する。また、前筒２３及び後筒２２は、ＭＬＡ２５を挟み込むように支持するよう構成される。

【0021】

バイザー２６は、後筒２２及び前筒２３の径方向外側に配置される、筒状部材である。バイザー２６は、視認者に視認させる表示面１５を区画するために設けられる。

【0022】

スモーク部材２７は、スモーク色（透過性の黒色）を有する板状部材である。スモーク部材２７は、前筒２３の前端２３ａの開口に対応する外形を有し、前筒２３の前端２３ａの開口を覆うように配置される。スモーク部材２７は、前筒２３の内表面２３ｃ及びＭＬＡ２５が前方から視認されないように遮蔽することで、見栄えを向上させる。

【0023】

次に、本実施形態における表示装置１の作用について説明する。

【0024】

表示装置１は、表示面１５の左領域においては、表示ユニット１０が表示する画像を直接視認させる。一方、表示装置１は、表示面１５の右方の領域においては、マイクロレンズユニット２０が配置されていることから、表示ユニット１０が表示する画像をＭＬＡ２５（及びスモーク部材２７）を介して視認させる浮遊画像と、スモーク部材２７を介して表示面１５上で視認させる画像と、を例えば関連付けながら視認させる。

【0025】

一例として、表示装置１は、例えば表示面１５の左方の領域においては、エンジンの回転速度計を示す画像を表示し、そのまま表示面１５上で視認させる。表示装置１は、右方の領域のうち、後筒２２の後端２２ｂで区画される領域においては、ＭＬＡ２５を介して前方の空間に形成される像面でその領域に表示される画像を浮遊画像として視認させる。また、表示装置１は、右方の領域の内、後筒２２の外側においてバイザー２６の後端２６ｂで更に区画されるリング状の領域においては、車両の走行速度計を示す画像を表示して表示面１５上で直接視認させる。右方領域においては、バイザー２６で囲われた領域内で、浮遊画像と、表示面１５上の画像とのコントラストで、視覚的な演出を行うことができる。このような浮遊画像は、例えば法令上表示が規定されている表示以外に適用することが考えられ、例えば運転に必須ではない付加的な情報をキャラクター等により伝達させる場合等、エンターテインメント的要素を備える画像として用いられることが考えられる。

【0026】

このとき、表示装置１は、表示面１５に表示される画像の全体ではなく、右領域における一部の画像のみが浮遊画像として表示されることになる。これにより、表示装置１は、視認性を備える表示領域と、視覚的に演出が可能な表示領域とを形成することができ、表示内容に応じて多様な表示を実現できることから、高い表示の自由度を有することができる。

【0027】

また、表示装置１は、表示面１５に表示される画像の一部を浮遊画像とすることによる画像の他部との分離に、後筒２２を用いる。これにより、表示装置１は、浮遊画像と、それ以外の表示面１５上で直接視認させる画像との分離を容易に行うことができ、視認性を損なうことがない。また、表示装置１は、後筒２２により浮遊画像としての一部の画像と直接視認させる他部の画像とを明確に区画することにより、他部の画像が意図せずＭＬＡ２５に写り込み浮遊画像の視認性を低下させることを抑制できる。

【0028】

また、ＭＬＡ２５の側面２５ｂが視認者に視認されることにより、特に外光が側面２５ｂに反射した場合において、側面２５ｂが視認され、浮遊画像の視認性を低下させてしまう虞がある。本実施形態においては、ＭＬＡ２５を後筒２２で保持した上、前筒２３でＭＬＡ２５を覆う。これにより、側面２５ｂが前方から遮蔽されて視認される虞を低減できることから、ＭＬＡ２５を用いることによる視認性の低下を抑制できる。

【0029】

また、前筒２３は、ＭＬＡ２５の前方を区画することから、ＭＬＡ２５に対する外光の入射を抑制できる。このため、表示装置１は、ＭＬＡ２５において外光が反射した結果浮遊画像と重なり浮遊画像が白くボケたように視認させてしまう、いわゆるウォッシュアウトの発生を低減でき、浮遊画像の視認性を向上できる。また、前筒２３の前方をスモーク部材２７で覆うことによりＭＬＡ２５に対する外光の入射を更に抑制でき、前筒２３自体の内表面２３ｃが視認されてしまうことを抑制できることから、表示装置１は視認性を更に向上できる。

【0030】

また、表示面１５の一部の画像のみを浮遊画像とする場合には、表示面１５から所定距離前方の空間にＭＬＡ２５を支持することが必要となる。また、液晶表示素子の破損等を引き起こす虞があることから、表示面１５には直接マイクロレンズユニット２０を固定することは困難である。これに対して、表示装置１は、ベゼル１１上に渡した透過部材２１によりマイクロレンズユニット２０を表示面１５上に支持することで、後筒２２を介して間接的にＭＬＡ２５を表示面１５上に支持できる。また、表示装置１は、透過部材２１を有することにより画像の視認性を損ねることなく、バイザー２６等の他の部材も同様に表示面１５上に支持できる。

【0031】

ゆえに、本実施形態における表示装置１は、高い表示の自由度を有することができる。

【0032】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0033】

例えば、表示装置１においては、視覚的演出を目的としてマイクロレンズユニット２０にバイザー２６を有する例を説明したが、バイザー２６は省略してもよい。

【0034】

透過部材２１を表示ユニット１０のベゼル１１上で支持する例を説明したが、表示ユニット１０が更にケース部材の内部に支持される構造である場合においては、そのケース上で透過部材２１を支持してもよい。

【0035】

表示装置１は、視認性の向上の目的からスモーク部材２７を有する例を説明したが、例えば防塵等の観点から前筒２３の前端２３ａ内を覆うことを目的とするのであれば、透明色の部材を配置してもよいし、防塵等が不要であれば前端２３ａを覆う部材を省略してもよい。

【0036】

例えば図４の表示装置１００のように、マイクロレンズユニット２０における前筒２３は省略されてもよい。また、この場合、ＭＬＡ２５をＭＬＡ２５の外縁側にスモーク部材２７を配置するように、二色成形等で一体に形成し、後筒２２の前端２２ａでスモーク部材２７が固定されるように配置してもよい。ＭＬＡ２５及びスモーク部材２７を別部材として配置する場合に比べて、部品点数が削減される。

【0037】

本開示の表示装置は、浮遊画像の態様のバリエーションの観点から、図５から７に示すような表示装置２００、３００、４００のように構成してもよい。尚、図５から７においては、説明の便宜上、浮遊画像が表示される領域が点状のハッチングで表されている。

【0038】

図５に示すように、表示装置２００の左方の領域に更にバイザー１２６を設け、バイザー２６、１２６の外側を表示面１５を遮蔽する遮光性の遮蔽部材（見返し）１３０で覆うことにより、二つの表示領域を有するいわゆる二眼式の表示装置２００としてもよい。この場合、表示装置２００は、左方の第一の領域２０１内では表示面１５の画像を直接視認させ、右方の第二の領域２０２内では、マイクロレンズユニット２０により中心側で浮遊画像を、外側で表示面１５の画像を直接視認させるように構成することで、視覚的効果を演出できる。

【0039】

また、図６に示すように、表示装置３００は、後筒２２、バイザー１２６及び遮蔽部材１３０により、表示面１５に３つの領域を形成してもよい。この場合、第一の領域３０１及び第二の領域３０２内では表示面１５の画像を直接視認させ、第三の領域３０３内ではマイクロレンズユニット２０により浮遊画像を表示する。表示装置３００は、表示装置３００の外縁において遮蔽部材１３０を前方に立ち上がらせることにより、後筒２２の一部を遮蔽部材１３０が兼用してもよい。

【0040】

また、図７に示すように、表示装置４００は、図５の表示装置１のマイクロレンズユニット２０に、図４に示すマイクロレンズユニット２０を適用してもよい。

【符号の説明】

【0041】

１、１００、２００、３００、４００ 表示装置
１０ 表示ユニット
１１ ベゼル
１５ 表示面
２０ マイクロレンズユニット
２１ 透過部材
２２ 後筒状部材（後筒）
２２ａ 前端
２２ｂ 後端
２３ 前筒状部材（前筒）
２３ａ 前端
２３ｂ 後端
２３ｃ 内表面
２５ マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）
２５ａ 前後面
２５ｂ 側面
２６、１２６ バイザー
２６ｂ 後端
２７ スモーク部材
１３０ 遮蔽部材
２０１、３０１ 第一の領域
２０２、３０２ 第二の領域
３０３ 第三の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】